Pārskats
Celuloze ir dabisks polimērs, kas sastāv no bezūdens β-glikozes vienībām, un katrā bāzes gredzenā ir trīs hidroksilgrupas.Ķīmiski modificējot celulozi, var iegūt dažādus celulozes atvasinājumus, un viens no tiem ir celulozes ēteris.Celulozes ēteris ir polimēru savienojums ar ētera struktūru, kas iegūta no celulozes, ieskaitot metilcelulozi, etilcelulozi, hidroksietilcelulozi, hidroksipropilcelulozi, karboksimetilcelulozi un citus.Šos atvasinājumus parasti iegūst, sārmu celulozei reaģējot ar monohloralkānu, etilēnoksīdu, propilēna oksīdu vai monohloretiķskābi.Iegūtajam celulozes ēterim ir lieliska šķīdība ūdenī, sabiezēšanas spēja un plēvi veidojošas īpašības, un to plaši izmanto tādās nozarēs kā būvniecība, farmācija, pārtika un kosmētika.Celulozes ēteris ir atjaunojams, bioloģiski noārdāms un netoksisks materiāls, padarot to par populāru alternatīvu sintētiskiem polimēriem.
Veiktspēja un funkcijas
1. Izskata iezīmes
Celulozes ēteris ir balts, bez smaržas, šķiedrains pulveris, kas viegli uzsūc mitrumu un, izšķīdinot ūdenī, veido stabilu, viskozu, caurspīdīgu koloīdu.
2. Plēves veidošanās un saķere
Celulozes ķīmiskā modifikācija, lai iegūtu celulozes ēteri, būtiski ietekmē tās īpašības, tostarp tās šķīdību, plēves veidošanās spēju, saites stiprību un sālsizturību.Šīs īpašības padara celulozes ēteri par ļoti vēlamu polimēru ar izcilu mehānisko izturību, elastību, karstumizturību un aukstumizturību.Turklāt tai ir laba saderība ar dažādiem sveķiem un plastifikatoriem, padarot to piemērotu plastmasas, plēvju, laku, līmvielu, lateksa un zāļu pārklājuma materiālu ražošanā.Pateicoties tā daudzpusīgajām īpašībām, celulozes ēteris ir kļuvis par nozīmīgu materiālu apstrādes rūpniecībā, nodrošinot uzlabotu veiktspēju, stabilitāti un izturību plašam produktu klāstam.Rezultātā tam ir plašs pielietojuma klāsts dažādās jomās, tostarp farmācijā, pārklājumos, tekstilizstrādājumos, celtniecībā un pārtikas rūpniecībā.
3. Šķīdība
Celulozes ēteru, piemēram, metilcelulozes, metilhidroksietilcelulozes, hidroksietilcelulozes un nātrija karboksimetilhidroksietilcelulozes, šķīdība atšķiras atkarībā no izmantotās temperatūras un šķīdinātāja.Metilceluloze un metilhidroksietilceluloze šķīst aukstā ūdenī un dažos organiskos šķīdinātājos, bet karsējot izgulsnējas, metilceluloze izgulsnējas 45–60 °C temperatūrā un jauktā ēterizētā metilhidroksietilceluloze 65–80 °C temperatūrā.Tomēr nogulsnes var atkārtoti izšķīdināt, kad temperatūra tiek pazemināta.No otras puses, hidroksietilceluloze un nātrija karboksimetilhidroksietilceluloze jebkurā temperatūrā šķīst ūdenī, bet nešķīst organiskajos šķīdinātājos.Šiem celulozes ēteriem ir dažādas šķīdības un nokrišņu īpašības, kas padara tos piemērotus dažādiem lietojumiem tādās nozarēs kā plastmasa, plēves, pārklājumi un līmvielas.
4. Sabiezēšana
Celulozes ēteris, izšķīstot ūdenī, veido koloidālu šķīdumu, kura viskozitāti ietekmē celulozes ētera polimerizācijas pakāpe.Šķīdums satur hidratētas makromolekulas, kurām piemīt neņūtona uzvedība, ti, plūsmas uzvedība mainās līdz ar pielikto bīdes spēku.Makromolekulārās struktūras dēļ šķīduma viskozitāte strauji palielinās līdz ar koncentrāciju, bet strauji samazinās, palielinoties temperatūrai.Celulozes ētera šķīdumu viskozitāti ietekmē arī pH, jonu stiprums un citu ķīmisko vielu klātbūtne.Šīs unikālās celulozes ētera īpašības padara to noderīgu dažādos lietojumos, piemēram, līmēs, pārklājumos, kosmētikā un pārtikas produktos.
Pieteikums
1. Naftas rūpniecība
Nātrija karboksimetilceluloze (NaCMC) ir celulozes ēteris ar plašu pielietojumu klāstu eļļas ekstrakcijas procesā.Tā lieliskās viskozitāti paaugstinošās un šķidruma zudumu mazinošās īpašības padara to par populāru izvēli urbšanas šķidrumos, cementēšanas šķidrumos un sašķelšanas šķidrumos.Jo īpaši tas ir parādījis daudzsološus rezultātus naftas ieguves uzlabošanā.NaCMC var izturēt dažādu šķīstošo sāļu piesārņojumu un palielināt eļļas atgūšanu, samazinot ūdens zudumus, un tā sāls izturība un viskozitātes palielināšanas spēja padara to ideāli piemērotu urbšanas šķidrumu sagatavošanai saldūdenim, jūras ūdenim un piesātinātam sālsūdenim.
Nātrija karboksimetilhidroksipropilceluloze (NaCMHPC) un nātrija karboksimetilhidroksietilceluloze (NaCMHEC) ir divi celulozes ētera atvasinājumi ar augstu sašķidrināšanas ātrumu, labu pretkalcija veiktspēju un labu viskozitātes paaugstināšanas spēju, padarot tos par lielisku izvēli kā līdzekli un materiālu urbšanas dūņu apstrādei. pabeigšanas šķidrumu sagatavošana.Salīdzinājumā ar hidroksietilcelulozi tiem piemīt izcilas viskozitātes paaugstināšanas un šķidruma zuduma samazināšanas īpašības, un to spēja tikt veidota dažāda blīvuma urbšanas šķidrumos zem kalcija hlorīda svara padara tos par daudzpusīgu piedevu eļļas ražošanas palielināšanai.
Hidroksietilceluloze (HEC) ir vēl viens celulozes atvasinājums, ko izmanto kā dubļu biezināšanas un stabilizēšanas līdzekli urbšanas, pabeigšanas un cementēšanas procesā.Salīdzinot ar nātrija karboksimetilcelulozi un guāra sveķiem, HEC ir spēcīga smilšu suspensija, augsta sāls ietilpība, laba karstumizturība, zema pretestība sajaukšanai, mazāks šķidruma zudums un gēla sadalīšanās bloks.HEC ir plaši izmantots tā labās sabiezēšanas efekta, zemā atlikuma un citu īpašību dēļ.Kopumā celulozes ēteriem, piemēram, NaCMC, NaCMHPC, NaCMHEC un HEC, ir būtiska nozīme eļļas ieguves procesā, un tiem ir ievērojams potenciāls eļļas atgūšanas uzlabošanā.
2. Celtniecības un krāsu rūpniecība
Nātrija karboksimetilceluloze ir daudzpusīga būvmateriālu piedeva, ko var izmantot kā palēninātāju, ūdens aiztures līdzekli, biezinātāju un saistvielu ēku mūrēšanai un apmetuma javai.To var izmantot arī kā disperģētāju, ūdeni aizturošu līdzekli un biezinātāju apmetumam, javai un zemes izlīdzināšanas materiāliem.Speciāls mūra un apmetuma javas piejaukums, kas izgatavots no karboksimetilcelulozes, var uzlabot apstrādājamību, ūdens aizturi un izturību pret plaisām, novēršot plaisāšanu un tukšumus bloka sienā.Turklāt no metilcelulozes var izgatavot videi draudzīgus ēku virsmu apdares materiālus augstas kvalitātes sienu un akmens flīžu virsmām, kā arī kolonnu un pieminekļu virsmu apdarei.
3. Ikdienas ķīmiskā rūpniecība
Nātrija karboksimetilceluloze ir daudzpusīgs stabilizējošs viskozifikators, ko var izmantot dažādos produktos.Pasta produktos, kas satur cietas pulvera izejvielas, tai ir izšķiroša nozīme dispersijas un suspensijas stabilizēšanā.Šķidrai vai emulsijas kosmētikai tā darbojas kā biezinātājs, disperģējošs un homogenizējošs līdzeklis.Šis celulozes atvasinājums var darboties arī kā emulsijas stabilizators, ziedes un šampūnu biezinātājs un stabilizators, zobu pastas līmes stabilizators un mazgāšanas līdzekļa biezinātājs un prettraipu līdzeklis.Nātrija karboksimetilhidroksipropilceluloze, celulozes ētera veids, tiek plaši izmantota kā zobu pastas stabilizators tās tiksotropo īpašību dēļ, kas palīdz uzturēt zobu pastas veidojamību un konsistenci.Šis atvasinājums ir arī izturīgs pret sāli un skābēm, padarot to par efektīvu mazgāšanas līdzekļu un prettraipu līdzekļu biezinātāju.Nātrija karboksimetilceluloze parasti tiek izmantota kā netīrumu izkliedētājs, biezinātājs un disperģētājs veļas pulvera un šķidro mazgāšanas līdzekļu ražošanā.
4. Medicīna un pārtikas rūpniecība
Farmācijas rūpniecībā Yibang hidroksipropilkarboksimetilceluloze (HPMC) tiek plaši izmantota kā zāļu palīgviela iekšķīgi lietojamiem kontrolētas darbības un ilgstošas darbības preparātiem.Tas darbojas kā izdalīšanos aizkavējošs materiāls, lai regulētu zāļu izdalīšanos, un kā pārklājuma materiāls, lai aizkavētu zāļu izdalīšanos.Metilkarboksimetilcelulozi un etilkarboksimetilcelulozi parasti izmanto tablešu un kapsulu izgatavošanai vai ar cukuru pārklātu tablešu pārklāšanai.Pārtikas rūpniecībā augstākās kvalitātes celulozes ēteri ir efektīvi biezinātāji, stabilizatori, palīgvielas, ūdeni aizturoši līdzekļi un mehāniski putotāji dažādos pārtikas produktos.Metilceluloze un hidroksipropilmetilceluloze tiek uzskatīta par vielmaiņas ziņā inertu un ir droša patēriņam.Augstas tīrības pakāpes karboksimetilcelulozi var pievienot pārtikas produktiem, tostarp pienam un krējumam, garšvielām, ievārījumiem, želejai, konserviem, galda sīrupam un dzērieniem.Turklāt karboksimetilcelulozi var izmantot svaigu augļu transportēšanai un uzglabāšanai kā plastmasas iesaiņojumu, nodrošinot labu svaiguma saglabāšanas efektu, mazāku piesārņojumu, bez bojājumiem un vienkāršu mehanizētu ražošanu.
5. Optiskie un elektriskie funkcionālie materiāli
Augstas tīrības pakāpes celulozes ēteris ar labu skābju un sāls izturību darbojas kā elektrolīta sabiezēšanas stabilizators, nodrošinot stabilas koloidālās īpašības sārma un cinka-mangāna akumulatoriem.Dažiem celulozes ēteriem ir termotropa šķidrā kristāliskā struktūra, piemēram, hidroksipropilcelulozes acetāts, kas veido holesteriskus šķidros kristālus temperatūrā, kas zemāka par 164 °C.
Galvenā atsauce
● Ķīmisko vielu vārdnīca.
● Celulozes ētera raksturojums, sagatavošana un rūpnieciskais pielietojums.
● Celulozes ētera tirgus status quo un attīstības tendences.
