Ang cellulose ether (CE) ay isang klase ng mga derivatives na nakuha sa pamamagitan ng chemically modifying cellulose. Ang cellulose ay ang pangunahing bahagi ng mga pader ng selula ng halaman, at ang mga cellulose ether ay isang serye ng mga polimer na nabuo sa pamamagitan ng etherification ng ilang hydroxyl group (–OH) sa cellulose. Malawakang ginagamit ang mga ito sa maraming larangan tulad ng mga materyales sa gusali, gamot, pagkain, kosmetiko, atbp., at malawakang ginagamit sa iba't ibang industriya dahil sa kanilang kakaibang pisikal at kemikal na mga katangian at kakayahang magamit.
1. Pag-uuri ng mga cellulose eter
Ang mga cellulose ether ay maaaring nahahati sa iba't ibang uri ayon sa mga uri ng mga substituent sa istraktura ng kemikal. Ang pinakakaraniwang pag-uuri ay batay sa pagkakaiba sa mga substituent. Ang mga karaniwang cellulose ether ay ang mga sumusunod:
Methyl cellulose (MC)
Ang methyl cellulose ay nabuo sa pamamagitan ng pagpapalit ng hydroxyl na bahagi ng cellulose molecule ng methyl (–CH₃). Ito ay may mahusay na pampalapot, film-forming at bonding properties at karaniwang ginagamit sa mga materyales sa gusali, coatings, pharmaceuticals at mga industriya ng pagkain.
Hydroxypropyl methylcellulose (HPMC)
Ang hydroxypropyl methylcellulose ay isang pangkaraniwang cellulose eter, na malawakang ginagamit sa mga materyales sa gusali, gamot, pang-araw-araw na kemikal at mga patlang ng pagkain dahil sa mas mahusay nitong pagkatunaw ng tubig at katatagan ng kemikal. Ang HPMC ay isang nonionic cellulose eter na may mga katangian ng pagpapanatili ng tubig, pampalapot at katatagan.
Carboxymethyl cellulose (CMC)
Ang Carboxymethyl cellulose ay isang anionic cellulose ether na nabuo sa pamamagitan ng pagpasok ng mga carboxymethyl (–CH₂COOH) na grupo sa mga molekula ng cellulose. Ang CMC ay may mahusay na solubility sa tubig at kadalasang ginagamit bilang pampalapot, pampatatag at ahente ng pagsususpinde. Ito ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa pagkain, gamot at mga pampaganda.
Ethyl cellulose (EC)
Ang ethyl cellulose ay nakukuha sa pamamagitan ng pagpapalit ng hydroxyl group sa cellulose ng ethyl (–CH₂CH₃). Ito ay may magandang hydrophobicity at kadalasang ginagamit bilang film coating agent at kinokontrol na release material sa pharmaceutical industry.
2. Mga katangiang pisikal at kemikal ng mga cellulose eter
Ang pisikal at kemikal na mga katangian ng mga cellulose eter ay malapit na nauugnay sa mga kadahilanan tulad ng uri ng cellulose eter, ang uri ng substituent at ang antas ng pagpapalit. Kabilang sa mga pangunahing katangian nito ang mga sumusunod:
Tubig solubility at solubility
Karamihan sa mga cellulose eter ay may mahusay na solubility sa tubig at maaaring matunaw sa malamig o mainit na tubig upang bumuo ng isang transparent na colloidal solution. Halimbawa, ang HPMC, CMC, atbp. ay maaaring mabilis na matunaw sa tubig upang makabuo ng mataas na lagkit na solusyon, na malawakang ginagamit sa mga sitwasyon ng aplikasyon na may mga kinakailangan sa pagganap tulad ng pampalapot, pagsususpinde, at pagbuo ng pelikula.
Mga katangian ng pampalapot at pagbuo ng pelikula
Ang mga cellulose ether ay may mahusay na mga katangian ng pampalapot at maaaring epektibong mapataas ang lagkit ng mga may tubig na solusyon. Halimbawa, ang pagdaragdag ng HPMC sa mga materyales sa gusali ay maaaring mapabuti ang plasticity at workability ng mortar at mapahusay ang mga anti-sagging properties. Kasabay nito, ang mga cellulose ether ay may mahusay na mga katangian ng pagbuo ng pelikula at maaaring bumuo ng isang pare-parehong proteksiyon na pelikula sa ibabaw ng mga bagay, kaya malawak itong ginagamit sa mga coatings at coatings ng gamot.
Pagpapanatili at katatagan ng tubig
Ang mga cellulose ether ay mayroon ding mahusay na kapasidad sa pagpapanatili ng tubig, lalo na sa larangan ng mga materyales sa gusali. Ang mga cellulose ether ay kadalasang ginagamit upang mapabuti ang pagpapanatili ng tubig ng mortar ng semento, bawasan ang paglitaw ng mga bitak ng pag-urong ng mortar, at pahabain ang buhay ng serbisyo ng mortar. Sa larangan ng pagkain, ginagamit din ang CMC bilang humectant upang maantala ang pagkatuyo ng pagkain.
Katatagan ng kemikal
Ang mga cellulose ether ay nagpapakita ng mahusay na katatagan ng kemikal sa mga solusyon sa acid, alkali at electrolyte, at maaaring mapanatili ang kanilang istraktura at paggana sa iba't ibang mga kumplikadong kapaligiran ng kemikal. Ito ay nagpapahintulot sa kanila na magamit sa iba't ibang mga industriya nang walang panghihimasok mula sa iba pang mga kemikal.
3. Proseso ng produksyon ng cellulose eter
Ang produksyon ng cellulose eter ay pangunahing inihanda ng etherification reaction ng natural na selulusa. Ang mga pangunahing hakbang sa proseso ay kinabibilangan ng alkalization treatment ng cellulose, etherification reaction, purification, atbp.
Paggamot sa alkalinasyon
Una, ang natural na selulusa (tulad ng koton, kahoy, atbp.) ay na-alkalize upang i-convert ang hydroxyl na bahagi sa selulusa sa napakaaktibong mga asing-gamot sa alkohol.
Reaksyon ng etherification
Ang cellulose pagkatapos ng alkalization ay tumutugon sa isang etherifying agent (tulad ng methyl chloride, propylene oxide, atbp.) upang makabuo ng cellulose eter. Depende sa mga kondisyon ng reaksyon, maaaring makuha ang iba't ibang uri ng cellulose ethers.
Paglilinis at pagpapatuyo
Ang cellulose eter na nabuo ng reaksyon ay dinadalisay, hinuhugasan at pinatuyo upang makakuha ng pulbos o butil na produkto. Ang kadalisayan at pisikal na katangian ng panghuling produkto ay maaaring kontrolin ng kasunod na teknolohiya sa pagproseso.
4. Mga larangan ng aplikasyon ng cellulose ether
Dahil sa kakaibang pisikal at kemikal na katangian ng cellulose ethers, malawakang ginagamit ang mga ito sa maraming industriya. Ang mga pangunahing patlang ng aplikasyon ay ang mga sumusunod:
Mga materyales sa gusali
Sa larangan ng mga materyales sa gusali, ang mga cellulose ether ay pangunahing ginagamit bilang mga pampalapot at mga ahente ng pagpapanatili ng tubig para sa mga produktong semento na mortar at dyipsum. Ang mga cellulose ether tulad ng HPMC at MC ay maaaring mapabuti ang pagganap ng pagtatayo ng mortar, bawasan ang pagkawala ng tubig, at sa gayon ay mapahusay ang pagdirikit at paglaban sa crack.
Gamot
Sa industriya ng parmasyutiko, ang mga cellulose ether ay malawakang ginagamit bilang mga coating agent para sa mga gamot, pandikit para sa mga tablet, at mga controlled-release na materyales. Halimbawa, ang HPMC ay kadalasang ginagamit upang maghanda ng mga patong ng pelikula ng gamot at may magandang kontroladong-paglabas na epekto.
Pagkain
Ang CMC ay kadalasang ginagamit bilang pampalapot, emulsifier, at stabilizer sa industriya ng pagkain. Ito ay malawakang ginagamit sa mga inumin, mga produkto ng pagawaan ng gatas, at mga inihurnong produkto, at maaaring mapabuti ang lasa at mga katangian ng moisturizing ng pagkain.
Mga kosmetiko at pang-araw-araw na kemikal
Ang mga cellulose ether ay ginagamit bilang mga pampalapot at emulsifier at stabilizer sa mga kosmetiko at pang-araw-araw na kemikal, na maaaring magbigay ng magandang pagkakapare-pareho at pagkakayari. Halimbawa, ang HPMC ay kadalasang ginagamit sa mga produkto tulad ng toothpaste at shampoo upang bigyan sila ng malapot na pakiramdam at isang matatag na epekto ng pagsususpinde.
Mga coatings
Sa industriya ng coatings, ang mga cellulose ether ay ginagamit bilang mga pampalapot, film forms, at suspending agent, na maaaring mapahusay ang pagganap ng konstruksiyon ng mga coatings, mapabuti ang leveling, at magbigay ng magandang kalidad ng paint film.
5. Pag-unlad sa hinaharap ng cellulose ethers
Sa pagtaas ng pangangailangan para sa pangangalaga sa kapaligiran, ang cellulose eter, bilang isang hinango ng likas na renewable resources, ay may malawak na prospect ng pag-unlad. Dahil sa biodegradability, renewability, at versatility nito, inaasahang mas malawak itong magamit sa mga larangan ng berdeng materyales, nabubulok na materyales at matalinong materyales sa hinaharap. Bilang karagdagan, ang cellulose ether ay mayroon ding karagdagang potensyal na pananaliksik at pagpapaunlad sa mga larangang may mataas na halaga tulad ng biomedical engineering at mga advanced na materyales.
Bilang isang mahalagang produktong kemikal, ang cellulose eter ay may malawak na hanay ng halaga ng aplikasyon. Sa napakahusay na pampalapot, pagpapanatili ng tubig, pagbuo ng pelikula at mahusay na katatagan ng kemikal, gumaganap ito ng hindi mapapalitang papel sa maraming larangan tulad ng konstruksiyon, gamot, at pagkain. Sa hinaharap, sa patuloy na pag-unlad ng teknolohiya at pagsulong ng mga konsepto sa pangangalaga sa kapaligiran, ang mga prospect ng aplikasyon ng cellulose ether ay magiging mas malawak at magbibigay ng mas malaking kontribusyon sa pagtataguyod ng napapanatiling pag-unlad ng iba't ibang industriya.
Oras ng post: Set-24-2024