Cellulosaeter (CE) är en klass av derivat erhållna genom kemiskt modifiering av cellulosa. Cellulosa är huvudkomponenten i växtcellväggar, och cellulosaetrar är en serie polymerer som genereras genom eterifiering av vissa hydroxylgrupper (–OH) i cellulosa. De används allmänt inom många områden som byggnadsmaterial, medicin, mat, kosmetika etc. och används allmänt i olika branscher på grund av deras unika fysiska och kemiska egenskaper och mångsidighet.
1. Klassificering av cellulosaetrar
Cellulosaetrar kan delas upp i olika typer beroende på de typer av substituenter i den kemiska strukturen. Den vanligaste klassificeringen är baserad på skillnaden i substituenter. Vanliga cellulosaetrar är följande:
Metylcellulosa (MC)
Metylcellulosa genereras genom att ersätta hydroxyldelen av cellulosamolekylen med metyl (–Ch₃). Den har goda förtjockning, filmbildande och bindningsegenskaper och används vanligtvis i byggnadsmaterial, beläggningar, läkemedel och livsmedelsindustri.
Hydroxipropylmetylcellulosa (HPMC)
Hydroxipropylmetylcellulosa är en vanlig cellulosaeter, som används allmänt i byggnadsmaterial, medicin, dagliga kemikalier och livsmedelsfält på grund av dess bättre vattenlöslighet och kemisk stabilitet. HPMC är en nonjonisk cellulosaeter med egenskaperna för vattenhållning, förtjockning och stabilitet.
Karboximetylcellulosa (CMC)
Karboximetylcellulosa är en anjonisk cellulosaeter genererad genom att införa karboximetyl (–Ch₂coH) -grupper i cellulosamolekyler. CMC har utmärkt vattenlöslighet och används ofta som förtjockningsmedel, stabilisator och suspenderingsmedel. Det spelar en viktig roll i mat, medicin och kosmetika.
Etylcellulosa (EC)
Etylcellulosa erhålls genom att ersätta hydroxylgruppen i cellulosa med etyl (–Ch₂Ch₃). Det har god hydrofobicitet och används ofta som filmbeläggningsmedel och kontrollerat frisättningsmaterial i läkemedelsindustrin.
2. Fysiska och kemiska egenskaper hos cellulosaetrar
De fysiska och kemiska egenskaperna hos cellulosaetrar är nära besläktade med faktorer såsom typen av cellulosaeter, typen av substituent och graden av substitution. Dess huvudsakliga egenskaper inkluderar följande:
Vattenlöslighet och löslighet
De flesta cellulosaetrar har god vattenlöslighet och kan lösas i kallt eller varmt vatten för att bilda en transparent kolloidal lösning. Till exempel kan HPMC, CMC, etc. snabbt lösas i vatten för att bilda en högviskositetslösning, som används allmänt i applikationsscenarier med funktionella krav såsom förtjockning, suspension och filmbildning.
Förtjockning och filmbildande egenskaper
Cellulosaetrar har utmärkta förtjockningsegenskaper och kan effektivt öka viskositeten hos vattenhaltiga lösningar. Till exempel kan du lägga till HPMC till byggnadsmaterial förbättra murbrukens plasticitet och bearbetbarhet och förbättra antisagande egenskaper. Samtidigt har cellulosaetrar goda filmbildande egenskaper och kan bilda en enhetlig skyddsfilm på ytan av föremål, så de används allmänt i beläggningar och läkemedelsbeläggningar.
Vattenhållning och stabilitet
Cellulosaetrar har också god vattenhållningskapacitet, särskilt inom byggnadsmaterial. Cellulosaetrar används ofta för att förbättra vattenretentionen av cementmortel, minska förekomsten av murbrukskrympningssprickor och förlänga murbrukens livslängd. Inom livsmedelsfältet används CMC också som en fuktighetsmedel för att försena matning av mat.
Kemisk stabilitet
Cellulosaetrar visar god kemisk stabilitet i syra-, alkali- och elektrolytlösningar och kan bibehålla sin struktur och funktion i en mängd komplexa kemiska miljöer. Detta gör att de kan användas i olika branscher utan störningar från andra kemikalier.
3. Produktionsprocess för cellulosaeter
Produktionen av cellulosaeter framställs huvudsakligen genom eterifieringsreaktion av naturlig cellulosa. De grundläggande processstegen inkluderar alkaliseringsbehandling av cellulosa, eterifieringsreaktion, rening, etc.
Alkaliseringsbehandling
Först är naturlig cellulosa (såsom bomull, trä, etc.) alkaliserad för att omvandla hydroxyldelen i cellulosa till mycket aktiva alkoholsalter.
Eterifieringsreaktion
Cellulosan efter alkalisering reagerar med ett eterifieringsmedel (såsom metylklorid, propylenoxid, etc.) för att generera cellulosaeter. Beroende på reaktionsbetingelserna kan olika typer av cellulosaetrar erhållas.
Rening och torkning
Den cellulosaeter som genereras genom reaktionen renas, tvättas och torkas för att erhålla en pulver eller en granulär produkt. Slutproduktens renhet och fysiska egenskaper kan kontrolleras genom efterföljande bearbetningsteknik.
4. Applikationsfält för cellulosaeter
På grund av de unika fysiska och kemiska egenskaperna hos cellulosaetrar används de allmänt i många branscher. De viktigaste applikationsfälten är följande:
Byggnadsmaterial
Inom byggnadsmaterial används cellulosaetrar huvudsakligen som förtjockningsmedel och vattenhållningsmedel för cementmortel och gipsbaserade produkter. Cellulosaetrar som HPMC och MC kan förbättra murbrukens konstruktionsprestanda, minska vattenförlusten och därmed förbättra vidhäftning och sprickmotstånd.
Medicin
Inom läkemedelsindustrin används cellulosaetrar i stor utsträckning som beläggningsmedel för läkemedel, lim för tabletter och kontrollerade frisättningsmaterial. Till exempel används HPMC ofta för att förbereda läkemedelsfilmbeläggningar och har en bra kontrollerad frisättningseffekt.
Mat
CMC används ofta som förtjockningsmedel, emulgator och stabilisator i livsmedelsindustrin. Det används ofta i drycker, mejeriprodukter och bakverk och kan förbättra matens smak och fuktgivande egenskaper.
Kosmetika och dagliga kemikalier
Cellulosaetrar används som förtjockningsmedel och emulgatorer och stabilisatorer i kosmetika och dagliga kemikalier, som kan ge god konsistens och struktur. Till exempel används HPMC ofta i produkter som tandkräm och schampo för att ge dem en viskös känsla och en stabil upphängningseffekt.
Beläggningar
I beläggningsindustrin används cellulosaetrar som förtjockningsmedel, filmformare och upphängningsmedel, vilket kan förbättra byggprestanda för beläggningar, förbättra nivellering och ge god färgfilmkvalitet.
5. Framtida utveckling av cellulosaetrar
Med den ökande efterfrågan på miljöskydd har cellulosaeter, som ett derivat av naturliga förnybara resurser, breda utvecklingsutsikter. Dess biologiskt nedbrytbarhet, förnybarhet och mångsidighet gör att den förväntas användas mer i stor utsträckning inom områdena gröna material, nedbrytbara material och smarta material i framtiden. Dessutom har cellulosa eter också ytterligare forsknings- och utvecklingspotential inom områden med hög mervärde som biomedicinsk teknik och avancerade material.
Som en viktig kemisk produkt har cellulosaeter ett brett utbud av applikationsvärde. Med sin utmärkta förtjockning, vattenhållning, filmbildande och god kemisk stabilitet spelar den en oerättlig roll inom många områden som konstruktion, medicin och mat. I framtiden, med kontinuerlig utveckling av teknik och främjande av miljöskyddskoncept, kommer tillämpningsutsikterna för cellulosaeter att bli bredare och ge större bidrag för att främja en hållbar utveckling av olika branscher.
Inläggstid: september-24-2024