Celiuliozės eteris (CE) yra darinių klasė, gaunama chemiškai modifikuojant celiuliozę. Celiuliozė yra pagrindinis augalų ląstelių sienelių komponentas, o celiuliozės eteriai yra polimerų serija, susidaranti eterinant kai kurias celiuliozės hidroksilo grupes (-OH). Jie plačiai naudojami daugelyje sričių, tokių kaip statybinės medžiagos, medicina, maistas, kosmetika ir kt., ir yra plačiai naudojami įvairiose pramonės šakose dėl savo unikalių fizinių ir cheminių savybių bei universalumo.
1. Celiuliozės eterių klasifikacija
Celiuliozės eteriai gali būti skirstomi į skirtingus tipus pagal pakaitų tipus cheminėje struktūroje. Dažniausiai klasifikuojama pagal pakaitų skirtumus. Įprasti celiuliozės eteriai yra tokie:
Metilo celiuliozė (MC)
Metilceliuliozė susidaro pakeičiant celiuliozės molekulės hidroksilinę dalį metilu (–CH₃). Jis pasižymi geromis tirštinimo, plėvelės formavimo ir sukibimo savybėmis ir dažniausiai naudojamas statybinėse medžiagose, dangose, farmacijos ir maisto pramonėje.
Hidroksipropilmetilceliuliozė (HPMC)
Hidroksipropilmetilceliuliozė yra įprastas celiuliozės eteris, kuris dėl geresnio tirpumo vandenyje ir cheminio stabilumo plačiai naudojamas statybinėse medžiagose, medicinoje, kasdienėse chemijose ir maisto srityse. HPMC yra nejoninis celiuliozės eteris, pasižymintis vandens sulaikymo, tirštinimo ir stabilumo savybėmis.
Karboksimetilceliuliozė (CMC)
Karboksimetilceliuliozė yra anijoninis celiuliozės eteris, gaunamas į celiuliozės molekules įvedant karboksimetilo (–CH₂COOH) grupes. CMC puikiai tirpsta vandenyje ir dažnai naudojamas kaip tirštiklis, stabilizatorius ir suspenduojantis agentas. Jis vaidina svarbų vaidmenį maiste, medicinoje ir kosmetikoje.
Etilo celiuliozė (EC)
Etilo celiuliozė gaunama pakeičiant celiuliozės hidroksilo grupę etilu (–CH₂CH₃). Jis turi gerą hidrofobiškumą ir dažnai naudojamas kaip plėvelės dengimo agentas ir kontroliuojamo atpalaidavimo medžiaga farmacijos pramonėje.
2. Celiuliozės eterių fizinės ir cheminės savybės
Fizinės ir cheminės celiuliozės eterių savybės yra glaudžiai susijusios su tokiais veiksniais kaip celiuliozės eterio tipas, pakaitalo tipas ir pakeitimo laipsnis. Jo pagrindinės savybės yra šios:
Tirpumas vandenyje ir tirpumas
Dauguma celiuliozės eterių gerai tirpsta vandenyje ir gali būti ištirpinti šaltame arba karštame vandenyje, kad susidarytų skaidrus koloidinis tirpalas. Pavyzdžiui, HPMC, CMC ir tt gali būti greitai ištirpinami vandenyje, kad susidarytų didelio klampumo tirpalas, kuris plačiai naudojamas taikant funkcinius reikalavimus, tokius kaip tirštinimas, suspensija ir plėvelės formavimas.
Tirštinimo ir plėvelę formuojančios savybės
Celiuliozės eteriai pasižymi puikiomis tirštinimo savybėmis ir gali efektyviai padidinti vandeninių tirpalų klampumą. Pavyzdžiui, HPMC įdėjimas į statybines medžiagas gali pagerinti skiedinio plastiškumą ir apdirbamumą bei sustiprinti savybes, apsaugančias nuo nuslinkimo. Tuo pačiu metu celiuliozės eteriai pasižymi geromis plėvelę formuojančiomis savybėmis ir gali sudaryti vienodą apsauginę plėvelę objektų paviršiuje, todėl plačiai naudojami dangose ir vaistų dangose.
Vandens sulaikymas ir stabilumas
Celiuliozės eteriai taip pat turi gerą vandens sulaikymo gebą, ypač statybinių medžiagų srityje. Celiuliozės eteriai dažnai naudojami siekiant pagerinti cemento skiedinio vandens sulaikymą, sumažinti skiedinio susitraukimo įtrūkimų atsiradimą ir pailginti skiedinio tarnavimo laiką. Maisto srityje CMC taip pat naudojamas kaip drėgmę išlaikanti medžiaga, kuri atitolina maisto džiūvimą.
Cheminis stabilumas
Celiuliozės eteriai pasižymi geru cheminiu stabilumu rūgščių, šarmų ir elektrolitų tirpaluose ir gali išlaikyti savo struktūrą ir funkciją įvairiose sudėtingose cheminėse aplinkose. Tai leidžia juos naudoti įvairiose pramonės šakose be kitų cheminių medžiagų trukdžių.
3. Celiuliozės eterio gamybos procesas
Celiuliozės eteris daugiausia gaminamas natūralios celiuliozės eterinimo reakcija. Pagrindiniai proceso etapai apima celiuliozės šarminimą, eterinimo reakciją, gryninimą ir kt.
Apdorojimas šarminiu būdu
Pirma, natūrali celiuliozė (pvz., medvilnė, mediena ir kt.) yra šarminama, kad celiuliozės hidroksilo dalis būtų paversta labai aktyviomis alkoholio druskomis.
Eterifikacijos reakcija
Celiuliozė po šarminimo reaguoja su eterinimo agentu (pvz., metilo chloridu, propileno oksidu ir kt.), kad susidarytų celiuliozės eteris. Priklausomai nuo reakcijos sąlygų, galima gauti įvairių tipų celiuliozės eterių.
Valymas ir džiovinimas
Reakcijos metu susidaręs celiuliozės eteris išvalomas, nuplaunamas ir išdžiovinamas, kad būtų gautas miltelių arba granulių pavidalo produktas. Galutinio produkto grynumas ir fizinės savybės gali būti kontroliuojamos naudojant tolesnę perdirbimo technologiją.
4. Celiuliozės eterio panaudojimo sritys
Dėl unikalių fizinių ir cheminių celiuliozės eterių savybių jie plačiai naudojami daugelyje pramonės šakų. Pagrindiniai taikymo laukai yra šie:
Statybinės medžiagos
Statybinių medžiagų srityje celiuliozės eteriai daugiausia naudojami kaip cemento skiedinio ir gipso pagrindo gaminių tirštikliai ir vandenį sulaikančios medžiagos. Celiuliozės eteriai, tokie kaip HPMC ir MC, gali pagerinti skiedinio konstrukcines charakteristikas, sumažinti vandens nuostolius ir taip padidinti sukibimą bei atsparumą įtrūkimams.
Vaistas
Farmacijos pramonėje celiuliozės eteriai plačiai naudojami kaip vaistų dengimo medžiagos, tablečių klijai ir kontroliuojamo atpalaidavimo medžiagos. Pavyzdžiui, HPMC dažnai naudojamas ruošiant vaistų plėvelės dangas ir turi gerą kontroliuojamo atpalaidavimo poveikį.
Maistas
CMC dažnai naudojamas kaip tirštiklis, emulsiklis ir stabilizatorius maisto pramonėje. Jis plačiai naudojamas gėrimuose, pieno produktuose ir kepiniuose, gali pagerinti maisto skonį ir drėkinančias savybes.
Kosmetika ir kasdieniai chemikalai
Celiuliozės eteriai naudojami kaip tirštikliai ir emulsikliai bei stabilizatoriai kosmetikoje ir kasdienėse cheminėse priemonėse, kurios gali užtikrinti gerą konsistenciją ir tekstūrą. Pavyzdžiui, HPMC dažnai naudojamas gaminiuose, tokiuose kaip dantų pasta ir šampūnas, siekiant suteikti jiems klampumo pojūtį ir stabilų suspensijos efektą.
Dangos
Dangų pramonėje celiuliozės eteriai naudojami kaip tirštikliai, plėvelės formuotojai ir suspenduojančios medžiagos, kurios gali pagerinti dangų konstrukcines savybes, išlyginti ir užtikrinti gerą dažų plėvelės kokybę.
5. Būsimas celiuliozės eterių kūrimas
Augant aplinkos apsaugos paklausai, celiuliozės eteris, kaip natūralių atsinaujinančių išteklių darinys, turi plačias plėtros perspektyvas. Dėl biologinio skaidumo, atsinaujinimo ir universalumo ateityje tikimasi, kad jis bus plačiau naudojamas žaliųjų medžiagų, skaidomų medžiagų ir išmaniųjų medžiagų srityse. Be to, celiuliozės eteris taip pat turi tolesnių mokslinių tyrimų ir plėtros potencialą didelės pridėtinės vertės srityse, tokiose kaip biomedicinos inžinerija ir pažangios medžiagos.
Kaip svarbus cheminis produktas, celiuliozės eteris yra plačiai naudojamas. Dėl savo puikaus tirštinimo, vandens sulaikymo, plėvelės formavimo ir gero cheminio stabilumo jis atlieka nepakeičiamą vaidmenį daugelyje sričių, tokių kaip statyba, medicina ir maistas. Ateityje, nuolat tobulėjant technologijoms ir skatinant aplinkos apsaugos koncepcijas, celiuliozės eterio taikymo perspektyvos bus platesnės ir labiau prisidės prie tvarios įvairių pramonės šakų plėtros.
Paskelbimo laikas: 2024-09-24