วิธีการละลายเซลลูโลสอีเธอร์คืออะไร?

การละลายเซลลูโลสอีเทอร์อาจเป็นขั้นตอนสำคัญในอุตสาหกรรมต่าง ๆ เช่นเวชภัณฑ์อาหารสิ่งทอและการก่อสร้างเซลลูโลสอีเทอร์มีการใช้กันอย่างแพร่หลายเนื่องจากคุณสมบัติของพวกเขาเช่นความหนาการจับการสร้างภาพยนตร์และการทำให้เสถียร อย่างไรก็ตามความไม่ละลายของพวกเขาในตัวทำละลายทั่วไปจำนวนมากสามารถก่อให้เกิดความท้าทายได้ มีการพัฒนาวิธีการหลายอย่างเพื่อละลายอีเธอร์เซลลูโลสอย่างมีประสิทธิภาพ

ตัวทำละลายอินทรีย์:

แอลกอฮอล์: แอลกอฮอล์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลลดลงเช่นเอทานอลเมทานอลและไอโซโพรพานอลสามารถละลายเซลลูโลสอีเทอร์ในระดับหนึ่ง อย่างไรก็ตามพวกเขาอาจไม่เหมาะสำหรับอีเธอร์เซลลูโลสทุกประเภทและอาจต้องใช้อุณหภูมิที่สูงขึ้น
ส่วนผสมของแอลกอฮอล์อีเธอร์: ส่วนผสมของ diethyl ether และเอทานอลหรือเมทานอลมักจะใช้ในการละลายอีเธอร์เซลลูโลส ตัวทำละลายเหล่านี้ให้ความสามารถในการละลายที่ดีและใช้กันทั่วไปในการตั้งค่าในห้องปฏิบัติการ
คีโตน: คีโตนบางชนิดเช่นอะซิโตนและเมธิลเอทิลคีโตน (MEK) สามารถละลายอีเทอร์เซลลูโลสบางชนิดได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งอะซิโตนถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายเนื่องจากต้นทุนและประสิทธิผลค่อนข้างต่ำ
เอสเทอร์: เอสเทอร์เช่นเอทิลอะซิเตทและบิวทิลอะซิเตทสามารถละลายอีเธอร์เซลลูโลสได้อย่างมีประสิทธิภาพ อย่างไรก็ตามพวกเขาอาจต้องการความร้อนเพื่อให้ได้การสลายตัวที่สมบูรณ์

สารละลายน้ำ:

สารละลายอัลคาไลน์: อีเทอร์เซลลูโลสสามารถละลายในสารละลายอัลคาไลน์เช่นโซเดียมไฮดรอกไซด์ (NaOH) หรือโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ (KOH) โซลูชันเหล่านี้ไฮโดรไลซ์อีเทอร์เซลลูโลสเพื่อสร้างเกลือโลหะอัลคาไลซึ่งละลายได้
สารละลายแอมโมเนีย: การแก้ปัญหาแอมโมเนีย (NH3) ยังสามารถใช้ในการละลายอีเทอร์เซลลูโลสโดยการสร้างเกลือแอมโมเนียมของอีเธอร์
โซลูชั่น Hydroxyalkyl Urea: สารละลายยูเรียไฮดรอกซีลคิลเช่นไฮดรอกซีเอทิลยูเรียหรือไฮดรอกซีโพรพิลยูเรียสามารถละลายอีเทอร์เซลลูโลสได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยเฉพาะอย่างยิ่งผู้ที่มีการทดแทนระดับต่ำกว่า

ของเหลวไอออนิก:

ของเหลวไอออนิกเป็นเกลืออินทรีย์ที่เป็นของเหลวที่อุณหภูมิค่อนข้างต่ำซึ่งมักจะต่ำกว่า 100 ° C ของเหลวไอออนิกบางชนิดถูกค้นพบว่าละลายเซลลูโลสอีเทอร์อย่างมีประสิทธิภาพโดยไม่จำเป็นต้องมีเงื่อนไขที่รุนแรง พวกเขามีข้อได้เปรียบเช่นความผันผวนต่ำความเสถียรทางความร้อนสูงและการรีไซเคิลได้

ระบบตัวทำละลายผสม:

การรวมตัวทำละลายที่แตกต่างกันบางครั้งอาจช่วยเพิ่มความสามารถในการละลายของอีเทอร์เซลลูโลส ตัวอย่างเช่นการผสมของน้ำที่มีตัวทำละลายร่วมเช่น dimethyl sulfoxide (DMSO) หรือ N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) สามารถปรับปรุงคุณสมบัติการละลาย
แนวคิดพารามิเตอร์การละลายของ Hansen มักใช้ในการออกแบบระบบตัวทำละลายผสมที่มีประสิทธิภาพสำหรับการละลายอีเทอร์เซลลูโลสโดยพิจารณาพารามิเตอร์การละลายของตัวทำละลายแต่ละตัวและการโต้ตอบ

วิธีการทางกายภาพ:

การใช้กลไกเชิงกล: การผสมเฉือนสูงหรือ sonication สามารถช่วยในการกระจายอีเทอร์เซลลูโลสในตัวทำละลายและปรับปรุงจลนพลศาสตร์การละลาย
การควบคุมอุณหภูมิ: อุณหภูมิที่สูงขึ้นมักจะช่วยเพิ่มความสามารถในการละลายของเซลลูโลสอีเทอร์ในตัวทำละลายบางอย่าง แต่ต้องใช้ความระมัดระวังเพื่อหลีกเลี่ยงการสลายตัวของพอลิเมอร์

การปรับเปลี่ยนสารเคมี:

ในบางกรณีการปรับเปลี่ยนสารเคมีของอีเทอร์เซลลูโลสสามารถปรับปรุงคุณสมบัติการละลายของพวกเขา ตัวอย่างเช่นการแนะนำกลุ่มที่ไม่เข้ากับน้ำหรือการเพิ่มระดับการทดแทนสามารถทำให้เซลลูโลสอีเทอร์ละลายได้มากขึ้นในตัวทำละลายอินทรีย์

โซลูชั่น Micellar:

สารลดแรงตึงผิวสามารถสร้างไมเซลล์ในสารละลายซึ่งสามารถละลายได้เซลลูโลสอีเทอร์- โดยการปรับความเข้มข้นของสารลดแรงตึงผิวและเงื่อนไขการแก้ปัญหาเป็นไปได้ที่จะละลายอีเธอร์เซลลูโลสอย่างมีประสิทธิภาพ
โดยสรุปการเลือกวิธีการละลายเซลลูโลสอีเทอร์ขึ้นอยู่กับปัจจัยต่าง ๆ เช่นประเภทของอีเธอร์เซลลูโลสความสามารถในการละลายที่ต้องการการพิจารณาด้านสิ่งแวดล้อมและการใช้งานที่ตั้งใจไว้ แต่ละวิธีมีข้อดีและข้อ จำกัด และนักวิจัยยังคงสำรวจวิธีการใหม่ ๆ เพื่อปรับปรุงการสลายตัวของเซลลูโลสอีเทอร์ในตัวทำละลายต่างๆ