Введение и классификация эфиров целлюлозы

Эфиры целлюлозыПредставляют собой класс неионных или ионных полимерных соединений, модифицированных из природной целлюлозы реакцией этерификации. Он сохраняет основную структуру скелета натуральной целлюлозы и в то же время, вводя различные группы этерификации (такие как метил, гидроксипропил, карбоксиметил и т. Д.), Обладает хорошей растворимостью в воде, термической стабильностью, пленкообразованием, адгезией, эмульгацией, утолщением и другими свойствами. Он широко используется в строительных материалах, медицине, пищевой, повседневной химии, бурении нефтяных скважин и других отраслях промышленности.

1. Принцип приготовления эфиров целлюлозы

Натуральная целлюлоза представляет собой линейный полимер, состоящий из единиц D-глюкозы, связанных β-1,4-гликозидными связями. Молекула содержит большое количество гидроксильных групп (каждая единица глюкозы содержит три гидроксильные группы). Эти гидроксильные группы легко реагируют с этерифицирующими агентами с образованием эфиров целлюлозы. Обычные этапы приготовления включают: щелочную обработку, реакцию этерификации и нейтрализацию, промывку, сушку и другие процессы. Общие этерифицирующие агенты включают хлоруксусную кислоту, метанол, пропиленоксид, метилхлорид и т. Д.

2. Основная классификация эфиров целлюлозы

Эфиры целлюлозы можно разделить на следующие категории в зависимости от различных вводимых групп заместителей и разницы в растворимости:

2,1. Не-ионные эфиры целлюлозы

Группы заместителей этого типа эфира целлюлозы обычно неионны, такие как метил, гидроксипропил и т. Д. Его водный раствор является нейтральным или слабо кислотным и обладает хорошей растворимостью в воде, утолщением, удержанием воды и пленкообразующими свойствами.

Метилцеллюлоза (MC)

Сделанный реакцией метилирования, он обладает хорошими свойствами термического гелеобразования и эмульгирования и широко использован в еде, конструкции, медицине, ежедневных химикатах и других полях. Его характеристики в том, что он образует гель после нагрева и растворяется после охлаждения, и он является представителем термореверсируемых гелевых материалов.

Гидроксипропилметилцеллюлоза (ГПМЦ)

Он дважды замещен метилом и гидроксипропилом, и является наиболее часто используемым строительным эфиром целлюлозы. Он используется в сухом растворе, покрытиях, клеях и т. Д. И обладает отличной растворимостью, удержанием воды и адгезией. Его растворимость не зависит от pH, а температура термического гелеобразования выше, чем у MC.

Гидроксиэтил целлюлоза (HEC)

В основном используется в латексных красках на водной основе и буровых растворах для нефтяных месторождений, со стабильной вязкостью, отличной солестойкостью и сгущающими свойствами. Может использоваться в щелочных средах.

Гидроксипропилцеллюлоза (HPC)

Он обладает отличной растворимостью и пленкообразующими свойствами, растворим в горячей воде и некоторых органических растворителях и широко используется в контролируемых препаратом антиадгезивных агентах и капсульных материалах.

2,2. Ионные эфиры целлюлозы

Этот тип молекулы эфира целлюлозы содержит заряженные группы, которые проявляют анионные или катионные свойства. Он растворим в воде и может вступать в реакцию или образовывать комплексы с веществами с противоположными зарядами.

Карбоксиметилцеллюлоза натрия (CMC-Na)

Это наиболее часто используемый анионный эфир целлюлозы с хорошими свойствами растворимости и эмульгирования. Оно использован в еде (загуститель, стабилизатор), медицине (приостанавливая агент, прилипатель), ежедневном химикате (зубная паста) и других полях. CMC имеет высокую вязкость и сильно зависит от pH и электролитов.

Катионная целлюлоза

Сделанный путем введения четвертичных аммониевых солевых групп, он может сочетаться с отрицательно заряженными коллоидами или молекулами и используется при калибровке бумаги, смягчении ткани и очистке сточных вод.

2,3. Другие модифицированные эфиры целлюлозы

Поперечно-связанные эфиры целлюлозы: улучшают их набухание и свойства геля за счет реакций поперечного сшивания, и часто используются в препаратах с контролируемым высвобождением.

Биоразлагаемые эфиры целлюлозы: в последние годы в целях защиты окружающей среды и устойчивого развития были разработаны производные целлюлозы, которые могут разлагаться в естественной среде.

3. Области применения

Строительная промышленность: как использованный в сухом миномете, плиточный прилипатель, порошок замазки, конкретные добавки, етк., сыграть роль сгущать, удерживания воды, и удлиняя времени строительства.

Фармацевтическая промышленность: использованный как прилипатели планшета, раковины капсулы, матрицы агента контролируемый-отпуска, загустители падений глаза, етк.

Пищевая промышленность: в качестве загустителей, эмульгаторов, стабилизаторов и т. Д., Например, используется в желе, напитках и приправами.

Ежедневные химические продукты: используется в зубной пасте, шампуне и продуктах по уходу за кожей, чтобы играть утолщающую и стабилизирующую роль.

Нефтяная промышленность: использованный в сверля жидкости для того чтобы улучшить жидкостную выкостность, представление подвеса и лубриситы.

Индустрия Papermaking: улучшает бумажные поверхностные свойства и увеличивает пригодность печатания.

Как зеленый, возобновляемый, высокопроизводительный функциональный материал, эфир целлюлозы имеет широкие перспективы применения. С развитием технологий и ростом спроса на рынке сорта эфира целлюлозы постоянно обогащаются, а производительность постоянно оптимизируется. Он продолжает укреплять свои позиции в традиционных областях, а также демонстрирует широкий потенциал развития в новых областях (таких как материалы для 3D-печати, биомедицинские материалы и экологически чистые материалы). В будущем экологическая защита окружающей среды, высокая эффективность и функциональная диверсификация станут важными направлениями для развития эфира целлюлозы.