การประยุกต์ใช้เซลลูโลสอีเธอร์ในอุตสาหกรรมต่าง ๆ ? เซลลูโลสอีเธอร์คืออะไร?

เซลลูโลสอีเธอร์ (CE) เป็นระดับของอนุพันธ์ที่ได้รับจากการปรับเปลี่ยนเซลลูโลสทางเคมี เซลลูโลสเป็นส่วนประกอบหลักของผนังเซลล์พืชและอีเทอร์เซลลูโลสเป็นชุดของโพลีเมอร์ที่สร้างขึ้นโดย etherification ของกลุ่มไฮดรอกซิลบางกลุ่ม (–OH) ในเซลลูโลส พวกเขามีการใช้กันอย่างแพร่หลายในหลายสาขาเช่นวัสดุก่อสร้างยาอาหารเครื่องสำอาง ฯลฯ และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่าง ๆ เนื่องจากคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีที่เป็นเอกลักษณ์และความหลากหลาย

1. การจำแนกประเภทของอีเทอร์เซลลูโลส
เซลลูโลสอีเทอร์สามารถแบ่งออกเป็นประเภทต่าง ๆ ตามประเภทของสารประกอบย่อยในโครงสร้างทางเคมี การจำแนกประเภทที่พบบ่อยที่สุดขึ้นอยู่กับความแตกต่างในช่วงย่อย อีเทอร์เซลลูโลสทั่วไปมีดังนี้:

เมทิลเซลลูโลส (MC)
เมทิลเซลลูโลสถูกสร้างขึ้นโดยการแทนที่ส่วนไฮดรอกซิลของโมเลกุลเซลลูโลสด้วยเมธิล (–CH₃) มันมีความหนาที่ดีขึ้นรูปและคุณสมบัติพันธะและมักใช้ในวัสดุก่อสร้างการเคลือบยาและอุตสาหกรรมอาหาร

Hydroxypropyl Methylcellulose (HPMC)
Hydroxypropyl Methylcellulose เป็นอีเธอร์เซลลูโลสทั่วไปซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในวัสดุก่อสร้างยาเคมีประจำวันและแหล่งอาหารเนื่องจากความสามารถในการละลายน้ำและความเสถียรทางเคมีที่ดีขึ้น HPMC เป็นอีเธอโลสเซลลูโลสที่ไม่มีไอออนที่มีคุณสมบัติของการกักเก็บน้ำหนาและเสถียรภาพ

carboxymethyl เซลลูโลส (CMC)
carboxymethyl เซลลูโลสเป็นอีเธอร์เซลลูโลสประจุลบที่สร้างขึ้นโดยการแนะนำกลุ่ม carboxymethyl (–ch₂cooh) เป็นโมเลกุลเซลลูโลส CMC มีความสามารถในการละลายน้ำที่ยอดเยี่ยมและมักจะใช้เป็นเครื่องข้น, เครื่องทำให้เข้ากันได้และสารแขวนลอย มันมีบทบาทสำคัญในด้านอาหารยาและเครื่องสำอาง

เอทิลเซลลูโลส (EC)
เอทิลเซลลูโลสได้มาจากการแทนที่กลุ่มไฮดรอกซิลในเซลลูโลสด้วยเอทิล ( - ch₂ch₃) มันมีน้ำที่ดีและมักจะใช้เป็นสารเคลือบฟิล์มและวัสดุที่ควบคุมในอุตสาหกรรมยา

2. คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของอีเทอร์เซลลูโลส
คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของอีเทอร์เซลลูโลสมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับปัจจัยต่าง ๆ เช่นชนิดของอีเธอร์เซลลูโลสชนิดของการย่อยและระดับการทดแทน คุณสมบัติหลักของมันรวมถึงสิ่งต่อไปนี้:

การละลายน้ำและความสามารถในการละลาย
เซลลูโลสอีเทอร์ส่วนใหญ่มีความสามารถในการละลายน้ำที่ดีและสามารถละลายในน้ำเย็นหรือน้ำร้อนเพื่อสร้างสารละลายคอลลอยด์โปร่งใส ตัวอย่างเช่น HPMC, CMC ฯลฯ สามารถละลายได้อย่างรวดเร็วในน้ำเพื่อสร้างโซลูชันความหนืดสูงซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในสถานการณ์แอปพลิเคชันที่มีข้อกำหนดการทำงานเช่นความหนาช่วงล่างและการสร้างภาพยนตร์

คุณสมบัติหนาและการขึ้นรูปฟิล์ม
อีเทอร์เซลลูโลสมีคุณสมบัติที่หนาขึ้นอย่างยอดเยี่ยมและสามารถเพิ่มความหนืดของสารละลายน้ำได้อย่างมีประสิทธิภาพ ตัวอย่างเช่นการเพิ่ม HPMC ลงในวัสดุก่อสร้างสามารถปรับปรุงความเป็นพลาสติกและความสามารถในการใช้งานของปูนและเพิ่มคุณสมบัติต่อต้านการแซงหน้า ในเวลาเดียวกันเซลลูโลสอีเธอร์มีคุณสมบัติการขึ้นรูปฟิล์มที่ดีและสามารถสร้างฟิล์มป้องกันที่สม่ำเสมอบนพื้นผิวของวัตถุดังนั้นพวกเขาจึงถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางในการเคลือบและการเคลือบยา

การกักเก็บน้ำและความมั่นคง
เซลลูโลสอีเทอร์ยังมีความสามารถในการกักเก็บน้ำที่ดีโดยเฉพาะในด้านวัสดุก่อสร้าง อีเทอร์เซลลูโลสมักใช้เพื่อปรับปรุงการกักเก็บน้ำของปูนซีเมนต์ลดการเกิดรอยแตกของครกและยืดอายุการใช้งานของปูน ในสาขาอาหาร CMC ยังใช้เป็น humectant เพื่อชะลอการอบแห้งอาหาร

ความเสถียรทางเคมี
เซลลูโลสอีเทอร์แสดงความเสถียรทางเคมีที่ดีในสารละลายกรดอัลคาไลและอิเล็กโทรไลต์และสามารถรักษาโครงสร้างและการทำงานของพวกเขาในสภาพแวดล้อมทางเคมีที่ซับซ้อน สิ่งนี้ช่วยให้พวกเขาสามารถใช้ในอุตสาหกรรมที่หลากหลายโดยไม่มีการรบกวนจากสารเคมีอื่น ๆ

3. กระบวนการผลิตของเซลลูโลสอีเธอร์
การผลิตเซลลูโลสอีเธอร์ส่วนใหญ่จัดทำขึ้นโดยปฏิกิริยาอีเทอร์ไฟของเซลลูโลสธรรมชาติ ขั้นตอนกระบวนการพื้นฐาน ได้แก่ การรักษาด้วยความเป็นด่างของเซลลูโลสปฏิกิริยาอีเทอร์ไฟการทำให้บริสุทธิ์ ฯลฯ

การรักษาด้วยด่าง
อย่างแรกคือเซลลูโลสธรรมชาติ (เช่นฝ้ายไม้ ฯลฯ ) เป็นด่างเพื่อแปลงส่วนไฮดรอกซิลในเซลลูโลสเป็นเกลือแอลกอฮอล์ที่ใช้งานอยู่สูง

ปฏิกิริยา Etherification
เซลลูโลสหลังจากอัลคาไลเซชันทำปฏิกิริยากับสาร eetherifying (เช่นเมธิลคลอไรด์โพรพิลีนออกไซด์ ฯลฯ ) เพื่อสร้างอีเธอร์เซลลูโลส ขึ้นอยู่กับสภาพปฏิกิริยาสามารถรับอีเทอร์เซลลูโลสชนิดต่าง ๆ ได้

การทำให้บริสุทธิ์และการอบแห้ง
เซลลูโลสอีเธอร์ที่เกิดจากปฏิกิริยาจะถูกทำให้บริสุทธิ์ล้างและทำให้แห้งเพื่อให้ได้ผงหรือผลิตภัณฑ์เม็ด ความบริสุทธิ์และคุณสมบัติทางกายภาพของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายสามารถควบคุมได้โดยเทคโนโลยีการประมวลผลที่ตามมา

4. ฟิลด์แอปพลิเคชันของเซลลูโลสอีเธอร์
เนื่องจากคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีที่เป็นเอกลักษณ์ของอีเทอร์เซลลูโลสจึงมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในหลายอุตสาหกรรม ฟิลด์แอปพลิเคชันหลักมีดังนี้:

วัสดุก่อสร้าง
ในด้านวัสดุก่อสร้างอีเทอร์เซลลูโลสส่วนใหญ่จะใช้เป็นสารเพิ่มความหนาและสารยึดน้ำสำหรับผลิตภัณฑ์ปูนซีเมนต์และผลิตภัณฑ์ที่ใช้ยิปซั่ม อีเทอร์เซลลูโลสเช่น HPMC และ MC สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการก่อสร้างของปูนลดการสูญเสียน้ำและเพิ่มการยึดเกาะและความต้านทานรอยแตก

ยา
ในอุตสาหกรรมยาเซลลูโลสอีเทอร์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นสารเคลือบผิวสำหรับยาเสพติดกาวสำหรับแท็บเล็ตและวัสดุควบคุมการปล่อย ตัวอย่างเช่น HPMC มักจะใช้ในการเตรียมการเคลือบฟิล์มยาและมีเอฟเฟกต์การควบคุมที่ดี

อาหาร
CMC มักจะใช้เป็นเครื่องข้นอิมัลชันและความคงตัวในอุตสาหกรรมอาหาร มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องดื่มผลิตภัณฑ์นมและขนมอบและสามารถปรับปรุงรสชาติและคุณสมบัติความชุ่มชื้นของอาหาร

เครื่องสำอางและสารเคมีทุกวัน
อีเทอร์เซลลูโลสถูกใช้เป็นเครื่องเพิ่มขึ้นและอิมัลซิไฟเออร์และความคงตัวในเครื่องสำอางและสารเคมีทุกวันซึ่งสามารถให้ความสอดคล้องและพื้นผิวที่ดี ตัวอย่างเช่น HPMC มักใช้ในผลิตภัณฑ์เช่นยาสีฟันและแชมพูเพื่อให้ความรู้สึกที่มีความหนืดและเอฟเฟกต์การระงับที่มั่นคง

การเคลือบ
ในอุตสาหกรรมการเคลือบเซลลูโลสอีเทอร์ถูกนำมาใช้เป็นเครื่องเพิ่มความหนาเครื่องสร้างภาพยนตร์และตัวแทนระงับซึ่งสามารถเพิ่มประสิทธิภาพการก่อสร้างของการเคลือบปรับปรุงการปรับระดับและให้คุณภาพของฟิล์มสีที่ดี

5. การพัฒนาอีเทอร์เซลลูโลสในอนาคต
ด้วยความต้องการการปกป้องสิ่งแวดล้อมที่เพิ่มขึ้นเซลลูโลสอีเธอร์ซึ่งเป็นอนุพันธ์ของทรัพยากรทดแทนธรรมชาติจึงมีโอกาสในการพัฒนาที่กว้างขวาง ความสามารถในการย่อยสลายทางชีวภาพการต่ออายุและความหลากหลายทำให้คาดว่าจะใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านวัสดุสีเขียววัสดุที่ย่อยสลายได้และวัสดุอัจฉริยะในอนาคต นอกจากนี้เซลลูโลสอีเธอร์ยังมีการวิจัยและการพัฒนาศักยภาพเพิ่มเติมในสาขาที่มีมูลค่าสูงเช่นวิศวกรรมชีวการแพทย์และวัสดุขั้นสูง

ในฐานะที่เป็นผลิตภัณฑ์เคมีที่สำคัญเซลลูโลสอีเธอร์มีค่าแอปพลิเคชันที่หลากหลาย ด้วยความหนาที่ยอดเยี่ยมการกักเก็บน้ำขึ้นรูปและความเสถียรทางเคมีที่ดีมันมีบทบาทที่ไม่สามารถถูกแทนที่ได้ในหลาย ๆ ด้านเช่นการก่อสร้างยาและอาหาร ในอนาคตด้วยความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยีและการส่งเสริมแนวคิดการคุ้มครองสิ่งแวดล้อมโอกาสการใช้งานของเซลลูโลสอีเธอร์จะกว้างขึ้นและมีส่วนร่วมมากขึ้นในการส่งเสริมการพัฒนาที่ยั่งยืนของอุตสาหกรรมต่างๆ