مشتقات الأثير القابلة للذوبان في الماء

تم إدخال آلية التشابك والمسار وخصائص أنواع مختلفة من عوامل التشابك وأثير السليلوز القابل للذوبان في الماء. عن طريق التعديل المتقاطع ، يمكن تحسين اللزوجة والخصائص الريولوجية والذوبان والخصائص الميكانيكية لأثير السليلوز القابل للذوبان في الماء إلى حد كبير ، وذلك لتعزيز أداء التطبيق. وفقًا للبنية الكيميائية وخصائص الروابط المتقاطعة المختلفة ، تم تلخيص أنواع تفاعلات التعديل المتشابكة في الأثير السليولوز ، وتم تلخيص اتجاهات التطوير للروابط المتقاطعة المختلفة في مختلف حقول التطبيقات من الأثير السليلوز. في ضوء الأداء الممتاز للأثير السليلوز القابل للذوبان في الماء المعدلة عن طريق التشابك والدراسات القليلة في الداخل والخارج ، فإن تعديل التشابك في المستقبل لأثير السليلوز له آفاق واسعة للتنمية. هذا هو للرجوع إلى الباحثين المعنيين والمؤسسات الإنتاجية.
الكلمات الرئيسية: تعديل التشابك ؛ الأثير السليلوز. التركيب الكيميائي. القابلية للذوبان. أداء التطبيق

الأثير السليلوز بسبب أدائه الممتاز ، كعامل سماكة ، وكيل الاحتفاظ بالماء ، والمادة اللاصقة ، والوثق والتشتت ، والمواصفات الغرواني ، والثبات ، وعامل التعليق ، والمستحلب ، وعامل تشكيل الأفلام ، يستخدم على نطاق واسع في الطلاء ، البناء ، البترول ، الكيميائية اليومية ، الغذاء ، والطب والصناعات الأخرى. ويشمل الأثير السليلوز بشكل رئيسي الميثيل السليلوز ،هيدروكسي إيثيل السليلوز ،السليلوز الكربوكسي ميثيل ، السليلوز الإيثيلي ، هيدروكسي بروبيل السليلوز الميثيل ، هيدروكسي إيثيل السليلوز وأنواع أخرى من الأثير المختلط. يتكون الأثير السليلوز من ألياف القطن أو الألياف الخشبية عن طريق القلوية ، وإيثرات الغسيل ، والطرد المركزي ، والتجفيف ، وعملية الطحن المعدة ، واستخدام عوامل الأثير يستخدم عمومًا ألكان الهالوجين أو ألكان الإيبوكسي.
ومع ذلك ، في عملية تطبيق الأثير السليلوز القابل للذوبان في الماء ، سيواجه الاحتمال بيئة خاصة ، مثل درجة الحرارة المرتفعة والمنخفضة ، والبيئة القاعدية الحمضية ، والبيئة الأيونية المعقدة ، وسوف تسبب هذه البيئات سماكة ، والذوبان ، والاحتفاظ بالماء ، والالتصاق ، تتأثر بشكل كبير ، ويؤثر التعليق المستقر والاستحلاب من الأثير السليلوز القابل للذوبان في الماء ، وحتى يؤدي إلى فقدان وظائفه التام.
من أجل تحسين أداء تطبيق السليلوز الأثير ، من الضروري إجراء علاج متشابك ، باستخدام عوامل تشابك مختلفة ، يكون أداء المنتج مختلفًا. استنادًا إلى دراسة أنواع مختلفة من عوامل التشابك وطرق ربطها المتشابكة ، جنبًا إلى جنب مع تقنية التشابك في عملية الإنتاج الصناعي ، تناقش هذه الورقة تشابك الأثير السليلوز مع أنواع مختلفة من عوامل التشابك ، مما يوفر مرجعًا لتعديل التشابك لأثير السليلوز .

1. البنية ومبدأ التشابك من السليلوز الأثير

السليلوز الأثيرهو نوع من مشتقات السليلوز ، والتي يتم تصنيعها بواسطة تفاعل استبدال الأثير لثلاث مجموعات هيدروكسيل الكحول على جزيئات السليلوز الطبيعية والألكان المليون أو الألكان الإيبوكسيد. بسبب اختلاف البدائل ، تختلف بنية وخصائص الأثير السليلوز. يتضمن التفاعل المتشابك من الأثير السليلوز بشكل أساسي إثارة أو استرجاع -oh (OH على حلقة وحدة الجلوكوز أو -OH على البديل أو الكربوكسيل على البديل) وعامل الترابط مع مجموعات وظيفية ثنائية أو متعددة ، بحيث اثنان أو ترتبط المزيد من جزيئات الأثير السليلوز معًا لتشكيل بنية شبكة مكانية متعددة الأبعاد. هذا هو الأثير السليلوز المتشابك.
بشكل عام ، يمكن تفكيك الأثير السليلوز وعامل التشابك للمحلول المائي الذي يحتوي على المزيد -OH مثل HEC و HPMC و HEMC و MC و CMC أو متشابك. نظرًا لأن CMC يحتوي على أيونات حمض الكربوكسيل ، فإن المجموعات الوظيفية في عامل التشابك يمكن أن تكون متشابكة مع أيونات حمض الكربوكسيل.
بعد تفاعل -OH أو -COO- في جزيء الأثير السليلوز مع عامل التشابك ، بسبب تقليل محتوى المجموعات القابلة للذوبان في الماء وتشكيل بنية شبكة متعددة الأبعاد في المحلول ، قابلية الذوبان ، والريولوجيا والخصائص الميكانيكية سيتم تغييرها. باستخدام عوامل تشابك مختلفة للتفاعل مع الأثير السليلوز ، سيتم تحسين أداء تطبيق الأثير السليلوز. تم إعداد الأثير السليلوز المناسب للتطبيق الصناعي.

2. أنواع عوامل التشابك

2.1 عوامل تشابك الألدهيد
تشير عوامل التشابك في الألدهيد إلى المركبات العضوية التي تحتوي على مجموعة الألدهيد (-CHO) ، والتي تكون نشطة كيميائيًا ويمكن أن تتفاعل مع الهيدروكسيل والأمونيا والأميد والمركبات الأخرى. تشمل عوامل التشابك المتشابكة الألدهيد المستخدمة في السليلوز ومشتقاته الفورمالديهايد ، والجليوكسال ، والجلوتارالديهايد ، و glyceraldehyde ، إلخ. إيثرات السليلوز الشائعة المعدلة من قبل عوامل التشابك في الألدهيدات هي HEC و HPMC و HEMC و MC و CMC وغيرها من إيثرات السليلوز المائية.
يتم ربط مجموعة الألدهيد المفردة بمجموعتين من الهيدروكسيل على السلسلة الجزيئية للأثير السليلوز ، وترتبط جزيئات الأثير السليلوز من خلال تكوين الأسيتات ، وتشكيل بنية مساحة الشبكة ، وذلك لتغيير قابليتها للذوبان. بسبب تفاعل -o -OH الحر بين عامل التشابك في الألدهيد وأثير السليلوز ، يتم تقليل كمية المجموعات المحبة للماء الجزيئية ، مما يؤدي إلى ضعف ذوبان المياه في المنتج. لذلك ، من خلال التحكم في كمية عامل التشابك ، فإن التشابك المعتدل لأثير السليلوز يمكن أن يؤخر وقت الترطيب ويمنع المنتج من الذوبان بسرعة كبيرة في محلول مائي ، مما يؤدي إلى التكتل المحلي.
يعتمد تأثير الألدولوز المتشابك الألدهيد بشكل عام على كمية الألدهيد ، الرقم الهيدروجيني ، وتوحيد تفاعل التشابك ، ووقت التشابك ، ودرجة الحرارة. ارتفاع درجة حرارة التشابك المرتفعة أو المنخفضة للغاية ودرجة الحموضة ستؤدي إلى ربط تشابك لا رجعة فيه بسبب الهيموحيات في الأسيتال ، مما سيؤدي إلى الأثير السليلوز غير قابل للذوبان تمامًا في الماء. تؤثر كمية الألدهيد وتوحيد التفاعل المتشابك بشكل مباشر على درجة التشابك من الأثير السليلوز.
فورمالديهايد أقل استخدامًا لترابط السليلوز الأثير بسبب سمية عالية وتقلبه العالي. في الماضي ، تم استخدام الفورمالديهايد أكثر في مجال الطلاء ، والمواد اللاصقة ، والمنسوجات ، والآن يتم استبداله تدريجيا بعوامل متشابكة غير فولديهايد منخفضة التسمم. التأثير المتشابك للجلوتارالديهايد أفضل من تأثير الجليوكسال ، ولكنه يحتوي على رائحة نفاذة قوية ، وسعر الجلوتارالدهيد مرتفع نسبيًا. في الاعتبار العام ، في الصناعة ، يتم استخدام glyoxal بشكل شائع لربط الأثير السليلوز القابل للذوبان في الماء لتحسين قابلية ذوبان المنتجات. بشكل عام في درجة حرارة الغرفة ، يمكن تنفيذ الرقم الهيدروجيني 5 ~ 7 الظروف الحمضية الضعيفة. بعد التشابك ، سيصبح وقت الترطيب ووقت الترطيب الكامل لأثير السليلوز أطول ، وسيتم إضعاف ظاهرة التكتل. بالمقارنة مع المنتجات غير المرتبطة بالمرتبطة ، فإن قابلية ذوبان الأثير السليلوز أفضل ، ولن يكون هناك منتجات غير محلولة في الحل ، والتي تفضي إلى التطبيق الصناعي. عندما أعد Zhang Shuangjian هيدروكسي بروبيل السليلوز الميثيل السليلوز ، تم رش عامل التشابك glyoxal قبل التجفيف للحصول على هيدروكسي بروبيل السليلوز الفوري ميثيل مع تشتت 100 ٪ ، والتي لم تلتصق ببعضها البعض عند حلها وتوزعها سريعة ، والتي تحلها ، والتي تحلها في الممارسة. التطبيق وتوسيع حقل التطبيق.
في الحالة القلوية ، سيتم كسر العملية العكسية لتشكيل الأسيتال ، وسيتم اختصار وقت ترطيب المنتج ، وسيتم استعادة خصائص حل الأثير السليلوز دون تشابك. أثناء تحضير وإنتاج الأثير السليلوز ، يتم إجراء تفاعل التشابك للألدهيدات عادة بعد عملية تفاعل الأثير ، إما في المرحلة السائلة من عملية الغسيل أو في الطور الصلب بعد الطرد المركزي. بشكل عام ، في عملية الغسيل ، يكون توحيد رد فعل التشابك جيدًا ، لكن تأثير التشابك ضعيف. ومع ذلك ، نظرًا لقيود المعدات الهندسية ، يكون التوحيد المتقاطع في الطور الصلب ضعيفًا ، لكن تأثير الارتباط المتقاطع أفضل نسبيًا وكمية عامل التشابك المستخدم صغير نسبيًا.
عوامل تشابك الألدهيدات المعدلة من السليلوز القابلة للذوبان في الماء ، بالإضافة إلى تحسين قابلية الذوبان ، هناك أيضًا تقارير يمكن استخدامها لتحسين خصائصها الميكانيكية واستقرار اللزوجة وغيرها من الخصائص. على سبيل المثال ، استخدم Peng Zhang glyoxal للترابط مع HEC ، واستكشف تأثير تركيز عامل التشابك ، ودرجة الحموضة المتشابكة ودرجة حرارة التشابك على القوة الرطبة لـ HEC. أظهرت النتائج أنه في ظل حالة التشابك الأمثل ، تزداد القوة الرطبة للألياف HEC بعد التشابك بنسبة 41.5 ٪ ، وتحسن أداءها بشكل كبير. استخدم Zhang Jin راتنج الفينول القابل للذوبان في الماء ، والجلوتارالدهيد وترايكلوروسيتالديهايد إلى Crosslink CMC. من خلال مقارنة الخواص ، كان محلول CMC المتقاطع راتنجات الفينول القابلة للذوبان في الماء كان أقل انخفاض اللزوجة بعد علاج ارتفاع درجة الحرارة ، أي أفضل مقاومة لدرجة الحرارة.
2.2 عوامل تشابك حمض الكربوكسيل
تشير عوامل تشابك حمض الكربوكسيل إلى مركبات حمض الكربوكسيل البولي ، بما في ذلك حمض succinic ، وحمض الماليك ، وحمض التارتيك ، وحمض الستريك ، وأحماض ثنائية الكربوكسيل الأخرى. تم استخدام الروابط المتشابكة حمض الكربوكسيل لأول مرة في ألياف النسيج المتقاطعة لتحسين نعومة. آلية التشابك هي كما يلي: تتفاعل مجموعة الكربوكسيل مع مجموعة هيدروكسيل من جزيء السليلوز لإنتاج الأثير السليلوز المتقاطع. ولش ويانغ وآخرون. كانت أول من يدرس آلية التشابك من روابط حمض الكربوكسيل. كانت عملية التشابك على النحو التالي: في ظل ظروف معينة ، تم تجنب مجموعتي حمض الكربوكسيل المجاوران في ارتباطات حمض الكربوكسيل لأول مرة لتشكيل أنهيدريد دوري ، وتفاعل الأنهيدريد مع OH في جزيئات السليلوز لتشكيل إيثر السليلوز المتقاطع مع هيكل مكاني للشبكة.
تتفاعل عوامل تشابك حمض الكربوكسيل عمومًا مع الأثير السليلوز الذي يحتوي على بدائل هيدروكسيل. نظرًا لأن عوامل تشابك حمض الكربوكسيل هي قابلة للذوبان في الماء وغير سامة ، فقد تم استخدامها على نطاق واسع في دراسة الخشب والنشا والشيتوزان والسليلوز في السنوات الأخيرة
المشتقات وغيرها من تعديل تشابك البوليمرات الطبيعية ، وذلك لتحسين أداء مجال التطبيق الخاص به.
هو هانشانغ وآخرون. تم استخدام محفز Hypophosphite الصوديوم لاعتماد أربعة أحماض من البوبوكسيليك مع هياكل جزيئية مختلفة: حمض بروبان تريكروكسيليك (PCA) ، 1،2،3 ، 4-بوتيان رباعي البرابوكسيليك (BTCA) ، CIS-CPTA ، CIS-chha (CIS-chha) لإنهاء الأقمشة القطن. أظهرت النتائج أن التركيب الدائري من نسيج القطن الذي يشغل حمض البولي كربوكسيل له أداء أفضل للاسترداد. تعد جزيئات حمض الكربوكسيل الدورية عوامل متشابكة فعالة بسبب صلابة أكبر وتأثير تشابك أفضل من جزيئات حمض الكربوكسيل.
وانغ جيوي وآخرون. استخدمت الحمض المختلط من حمض الستريك وأنهيدريد الخليك لجعل الإستريش والتعديل المتقاطع للنشا. من خلال اختبار خصائص دقة المياه والشفافية اللصق ، خلصوا إلى أن النشا المتقاطع المتقاطع كان لديه استقرار ذوبان ذوبان تجميد أفضل ، وشفافية معجون منخفضة واستقرار حراري أفضل من النشا.
يمكن لمجموعات حمض الكربوكسيليك أن تحسن من قابلية ذوبانها وقابليتها للتحلل البيولوجي والخصائص الميكانيكية بعد تفاعل التشابك بين الإستر مع النشط في البوليمرات المختلفة ، ومركبات حمض الكربوكسيل لها خصائص غير سامة أو منخفضة السمية ، والتي لها آفاق عريضة لتعديل المقطع المائي للماء- الأثير السليلوز القابل للذوبان في الدرجة الغذائية ، والصف الصيدلاني وحقول الطلاء.
2.3 عامل تشابك مركب الايبوكسي
يحتوي عامل ربط الترابط الايبوكسي على مجموعتين أو أكثر من الإيبوكسي ، أو مركبات الايبوكسي التي تحتوي على مجموعات وظيفية نشطة. تحت عمل المحفزات ، تتفاعل مجموعات الإيبوكسي والمجموعات الوظيفية مع -OH في المركبات العضوية لتوليد الجزيئات الكبيرة مع بنية الشبكة. لذلك ، يمكن استخدامه لترابط السليلوز الأثير.
يمكن تحسين اللزوجة والخصائص الميكانيكية للأثير السليلوز عن طريق ربط الإبوكسي. تم استخدام الايبوكسيدات لأول مرة لعلاج ألياف النسيج وأظهرت تأثير تشطيب جيد. ومع ذلك ، هناك القليل من التقارير حول التعديل المتقاطع للأثير السليلوز بواسطة الايبوكسيدات. قام Hu Cheng et al بتطوير مترابط جديد متعدد الوظائف مركب إيبوكسي: EPTA ، الذي قام بتحسين زاوية الاسترداد المرنة الرطبة للأقمشة الحريرية الحقيقية من 200 درجة قبل العلاج إلى 280 درجة. علاوة على ذلك ، زادت الشحنة الإيجابية للوصلة المتقاطعة بشكل كبير من معدل الصباغة ومعدل امتصاص الأقمشة الحريرية الحقيقية إلى أصباغ الحمض. عامل تشابك مركب الايبوكسي يستخدمه تشن Xiaohui et al. : البولي إيثيلين جليكول diglycidyl ether (PGDE) مترابطة بالجيلاتين. بعد التشابك ، يتمتع الجيلاتين هيدروجيل بأداء استرداد مرن ممتاز ، مع أعلى معدل استرداد مرن يصل إلى 98.03 ٪. استنادًا إلى الدراسات المتعلقة بالتعديل المتقاطع للبوليمرات الطبيعية مثل النسيج والجيلاتين بواسطة الأكاسيد المركزية في الأدب ، فإن التعديل المتقاطع للأثير السليلوز مع الايبوكسيدات له أيضًا احتمال واعد.
Epichlorohydrin (المعروف أيضًا باسم Epichlorohydrin) هو عامل تشابك شائع الاستخدام لعلاج مواد البوليمر الطبيعية التي تحتوي على -OH ، -NH2 ومجموعات نشطة أخرى. بعد تشابك epichlorohydrin ، سيتم تحسين اللزوجة والمقاومة الحمضية والقلوية ومقاومة درجة الحرارة ومقاومة الملح ومقاومة القص والخصائص الميكانيكية للمادة. لذلك ، فإن تطبيق epichlorohydrin في تشابك الأثير السليلوز له أهمية بحثية كبيرة. على سبيل المثال ، صنعت Su Maoyao مادة مامعة للغاية باستخدام CMC المتقاطع epiclorohydrin. وناقش تأثير بنية المواد ، ودرجة الاستبدال ودرجة التشابك على خصائص الامتزاز ، ووجد أن قيمة الاحتفاظ بالمياه (WRV) وقيمة الاحتفاظ بالملحي (SRV) للمنتج المصنوع من حوالي 3 ٪ من العامل المتبادل بنسبة 26 مرات و 17 مرة ، على التوالي. عند دينغ تشانغغوانج وآخرون. أعدت الكربوكسي ميثيل السليلوز اللزجة للغاية ، وتم إضافة epichlorohydrin بعد الأثير للتشابك. بالمقارنة ، كانت لزوجة المنتج المتشابك أعلى بنسبة تصل إلى 51 ٪ من المنتج غير المرتبط.
2.4 عوامل تشابك حمض البوريك
تشمل عوامل التشابك البوريك بشكل أساسي حمض البوريك ، البوراكس ، البورات ، العوامل العضوية وغيرها من عوامل التشابك التي تحتوي على البورات. يُعتقد عمومًا أن آلية التشابك هي أن حمض البوريك (H3BO3) أو Borate (B4O72-) يشكل رباعي البوروكسي البوروكسي (B (OH) 4-) في المحلول ، ثم الجفاف مع -OH في المركب. تشكيل مركب متشابك مع بنية الشبكة.
تُستخدم الروابط المتقاطعة لأحماض البوريك على نطاق واسع كمساعد في الطب والزجاج والسيراميك والبترول وغيرها من الحقول. سيتم تحسين القوة الميكانيكية للمادة المعالجة بعامل تشابك حمض البوريك ، ويمكن استخدامها للربط بين الأثير السليلوز ، وذلك لتحسين أدائها.
في الستينيات من القرن الماضي ، كان البورون غير العضوي (Borax ، حمض البوريك ورابع برمجة الصوديوم ، وما إلى ذلك) هو عامل التشابك الرئيسي المستخدم في تطور سائل التكسير القائم على المياه لحقول الزيت والغاز. كان Borax أول عميل متشابك يستخدم. بسبب أوجه القصور في البورون غير العضوي ، مثل وقت التشابك القصير ومقاومة درجة الحرارة الضعيفة ، أصبح تطوير عامل ربط التشابك العضوي نقطة ساخنة للبحث. بدأ بحث العضوية في التسعينيات. نظرًا لخصائصها المتمثلة في مقاومة درجات الحرارة العالية ، سهلة كسر الغراء ، والتشابك المتأخر الذي يمكن التحكم فيه ، وما إلى ذلك ، حقق Organoboron تأثيرًا جيدًا للتطبيق في تكسير مجال النفط والغاز. ليو جي وآخرون. تم تطوير عامل تشابك البوليمر الذي يحتوي على مجموعة حمض الفينيلبوريك ، وكيل التشابك المخلوط مع حمض الأكريليك والبوليمر البوليول مع تفاعل مجموعة استرات السوسبينميد ، والمواد اللاصقة البيولوجية الناتجة لها أداء شامل ممتاز ، ويمكن أن يظهر الالتصاق الجيد والخصائص الميكانيكية في بيئة رطبة ، ويمكن أن يكون المزيد من الالتصاق البسيط. يانغ يانغ وآخرون. أنتجت عامل تشابك البورون البورون ذو درجة حرارة عالية ، والذي تم استخدامه لربط سائل هلام غوانيدين من سائل التكسير ، وتحسين درجة حرارة ومقاومة القص في السائل المكسور بعد العلاج المتقاطع. تم الإبلاغ عن تعديل الأثير السليلوز الكربوكسي ميثيل بواسطة عامل تشابك حمض البوريك في سائل حفر البترول. بسبب هيكله الخاص ، يمكن استخدامه في الطب والبناء
تشابك من السليلوز الأثير في البناء والطلاء وغيرها من الحقول.
2.5 عامل تشابك الفوسفيد
تشمل عوامل تشابك الفوسفات بشكل رئيسي الفوسفور ترايكلوروكسي (كلوريد الفوسفواكل) ، تريميتافوسفات الصوديوم ، تراميبوسفات الصوديوم ، إلخ .
عامل ربط المتقاطع الفوسفيد بسبب سمية غير سامة أو منخفضة ، يستخدم على نطاق واسع في تعديل تشابك المواد البوليمر ، مثل النشا ، الشيتوزان وغيره من العلاج المتشابك البوليمر الطبيعي. أظهرت النتائج أن خصائص الجيلاتين والتورم للنشا يمكن أن تتغير بشكل كبير عن طريق إضافة كمية صغيرة من عامل ربط الفوسفيد. بعد ربط النشا ، تزداد درجة حرارة الجيلاتين ، ويتحسن استقرار اللصق ، ومقاومة الحمض أفضل من النشا الأصلي ، وتزداد قوة الفيلم.
هناك أيضًا العديد من الدراسات حول تشابك الشيتوزان مع عامل تشابك الفوسفيد ، والذي يمكن أن يحسن قوته الميكانيكية واستقرار كيميائي وخصائص أخرى. في الوقت الحاضر ، لا توجد تقارير عن استخدام عامل ربط المتقاطع الفوسفيد لعلاج تشابك الأثير السليلوز. نظرًا لأن الأثير السليلوز والنشا والشيتوزان وغيرها من البوليمرات الطبيعية يحتويان على أكثر نشاطًا ، كما أن عامل ربط الفوسفيد المتشابك له خصائص فسيولوجية غير سامة أو منخفضة السمية ، فإن تطبيقه في أبحاث تشابك الأثير السليلوز له أيضًا آفاق محتملة. مثل CMC المستخدمة في الطعام ، يمكن لمجال معجون الأسنان مع تعديل عامل التشابك في الفوسفيد ، تحسين خصائصه الرملية. يمكن تحسين MC و HPMC و HEC المستخدمة في مجال الطب عن طريق عامل ربط الفوسفيد.
2.6 وكلاء متشابكين آخرين
تنتمي الألدهيدات المذكورة أعلاه ، والإيبوكسيدات والتشابك الأثير السليلوز إلى تشابك الأثير ، وحمض الكربوكسيل ، وحمض البوريك ، وعامل ربط الفوسفايد إلى تشابك الإستر. بالإضافة إلى ذلك ، تشمل عوامل التشابك المتشابكة المستخدمة في تشابك الأثير السليلوز أيضًا مركبات الإيزوسيانات ، ومركبات الهيدروكسي ميثيل النيتروجين ، والمركبات السلف هيدريل ، وعوامل ربط المعادن ، وعوامل تشابك العضوية العضوية ، وما إلى ذلك. من السهل الرد مع -OH ، ويمكن أن تشكل بنية شبكة متعددة الأبعاد بعد التشابك. ترتبط خصائص المنتجات المتشابكة بنوع وكيل التشابك ودرجة التشابك وظروف التشابك.
BADIT · PABIN · Condu et al. المستخدمة التولوين ديزوسيانات (TDI) ل crosslink السليلوز الميثيل. بعد التشابك ، زادت درجة حرارة الانتقال الزجاجي (TG) مع زيادة النسبة المئوية لـ TDI ، وتحسن استقرار محلولها المائي. يستخدم TDI أيضًا بشكل شائع لتعديل التشابك في المواد اللاصقة والطلاء وغيرها من الحقول. بعد التعديل ، سيتم تحسين خاصية لاصق ومقاومة درجة الحرارة ومقاومة الماء للفيلم. لذلك ، يمكن لـ TDI تحسين أداء الأثير السليلوز المستخدم في البناء والطلاء والمواد اللاصقة عن طريق التعديل المتشابك.
تُستخدم تقنية التشابك في ثاني كبريتيد على نطاق واسع في تعديل المواد الطبية ولديها قيمة بحثية معينة للربط بين منتجات الأثير السليلوز في مجال الطب. Shu Shujun et al. β-cyclodextrin β مع المجهرية السيليكا ، والشيتوزان المتقاطعة المتقاطعة والجلوكان من خلال طبقة قشرة التدرج ، وإزالة المجهرية السيليكا للحصول على نانوكس متشابكة ثاني كبريتيد ، والتي أظهرت استقرارا جيدا في درجة الحموضة الفسيولوجية محاكاة.
عوامل التشابك المعدنية هي في الأساس مركبات غير عضوية وعضوية للأيونات المعدنية العالية مثل Zr (IV) و AL (III) و Ti (IV) و Cr (III) و Fe (III). يتم البلمرة أيونات المعادن العالية لتشكيل أيونات جسر هيدروكسيل متعددة النواة من خلال الترطيب والتحلل المائي وجسر الهيدروكسيل. يُعتقد عمومًا أن الارتباط المتقاطع للأيونات المعدنية عالية القيمة هو بشكل رئيسي من خلال أيونات سد الهيدروكسيل متعددة النواة ، والتي يسهل دمجها مع مجموعات حمض الكربوكسيك لتشكيل بوليسات بنية مكانية متعددة الأبعاد. شو كاي وآخرون. درس الخواص الريولوجية من Zr (IV) ، AL (III) ، TI (IV) ، CR (III) و FE (III) سلسلة الكربوكسي ميثيل المرتبطة بالمعادن عالية الأسعار ، والاستقرار الحراري ، وفقدان الترشيح ، سعة الرمال المعلقة ، بقايا الغراء وتوافق الملح بعد التطبيق. أظهرت النتائج أن الوصل المتقاطع المعدني له خصائص مطلوبة لعامل الأسمنت لسائل كسر بئر الزيت.

3. تحسين الأداء والتطوير الفني للأثير السليلوز عن طريق التعديل المتشابك

3.1 الطلاء والبناء
يتم استخدام الأثير السليلوز بشكل رئيسي HEC و HPMC و HEMC و MC في مجال البناء ، والطلاء ، وهذا النوع من السليلوز يجب أن يكون له مقاومة جيدة للماء ، والسماك ، لاصق بلاط السيراميك ، الطلاء الجدار الخارجي ، ورنيش وهلم جرا. نظرًا للمبنى ، يجب أن يكون للمتطلبات الميدانية للمواد قوة واستقرار ميكانيكي جيد ، واختيار عمومًا عامل تشابك نوع الأثير إلى تعديل تشابك الأثير السليلوز ، مثل استخدام ألكان هالوجين الإيبوكسي ، وكيل ربط حمض البوريك لربطه ، يمكن تحسين المنتج اللزوجة ومقاومة الملح ودرجة الحرارة ومقاومة القص والخصائص الميكانيكية.
3.2 مجالات الطب والمواد الكيميائية اليومية
غالبًا ما يتم استخدام MC و HPMC و CMC في الأثير السليلوز القابل للذوبان في الماء في مواد الطلاء الصيدلانية ، والمضافات البطيئة للنسخة الصيدلانية ومثبت الأدوية السائل ومثبت المستحلب. يمكن أيضًا استخدام CMC كمستحلب ومثخن في الزبادي ومنتجات الألبان ومعجون الأسنان. يتم استخدام HEC و MC في المجال الكيميائي اليومي لتكثيف وتفرق وتجانس. نظرًا لأن مجال الطب والغذاء والكيميائيات اليومية يحتاج إلى مواد آمنة وغير سامة ، لذلك ، يمكن استخدام هذا النوع من الأثير السليلوز ، عامل تشابك حمض الكربوكسيل ، وكيل تشابك سلف هيدريل ، وما إلى ذلك ، بعد تعديل المتبادل ، Can Can تحسين لزوجة المنتج والاستقرار البيولوجي وغيرها من الخصائص.
نادراً ما يتم استخدام HEC في مجالات الطب والطعام ، ولكن لأن HEC هي الأثير السليلوز غير الأيوني مع ذوبان قوي ، فإنه له مزاياه الفريدة على MC و HPMC و CMC. في المستقبل ، سيتم ربطه بعوامل تشابك آمنة وغير سامة ، والتي سيكون لها إمكانات تطور كبيرة في مجالات الطب والغذاء.
3.3 مناطق الحفر والإنتاج النفطي
يستخدم CMC و Carboxylated السليلوز الأثير بشكل شائع كعامل معالجة طين الحفر الصناعي ، وكيل فقدان السوائل ، وكيل السمك للاستخدام. بصفتها الأثير السليلوز غير الأيوني ، يتم استخدام HEC أيضًا على نطاق واسع في مجال حفر الزيت نظرًا لتأثيره السميك الجيد ، وسعة تعليق الرمال القوية واستقرارها ، ومقاومة الحرارة ، ومحتوى الملح المرتفع ، ومقاومة خط الأنابيب المنخفضة ، وفقدان أقل سائلًا ، ومطاطًا سريعًا كسر وبقايا منخفضة. في الوقت الحاضر ، هناك المزيد من الأبحاث هو استخدام عوامل ربط تشابك حمض البوريك وعوامل التشابك المعدنية لتعديل CMC المستخدمة في مجال حفر النفط ، وتقارير أبحاث التعديل المتشابكة من السليلوز غير الأيونية ، ولكن التعديل الماء لأثير السليلوز غير الأيوني ، يظهر مهمًا بشكل كبير اللزوجة ، ودرجة الحرارة ومقاومة الملح واستقرار القص ، والتشتت الجيد ومقاومة التحلل البيولوجي. بعد أن تتقاطع مع حمض البوريك والمعادن والإيبوكسيد وألكانات الإيبوكسي ومهالوسة العوامل المتشابكة الأخرى ، فإن الأثير السليلوز المستخدم في حفر وإنتاج الزيت قد تحسن من سماكةها ومقاومةها للملح ودرجة الحرارة والاستقرار وما إلى ذلك ، والذي يحتوي على احتمال كبير للتطبيق في التطبيق مستقبل.
3.4 حقول أخرى
الأثير السليلوز بسبب السماكة ، والاستحلاب ، وتشكيل الأفلام ، والحماية الغروية ، والاحتفاظ بالرطوبة ، والالتصاق ، ومكافحة الحساسية وغيرها من الخصائص الممتازة ، وأكثر استخدامًا ، بالإضافة إلى الحقول المذكورة أعلاه ، وتستخدم أيضًا في صناعة الورق ، والسيراميك ، وطباعة النسيج ، تفاعل البلمرة وغيرها من الحقول. وفقًا لمتطلبات خصائص المواد في مختلف المجالات ، يمكن استخدام عوامل التشابك المختلفة لتعديل التشابك لتلبية متطلبات التطبيق. بشكل عام ، يمكن تقسيم الأثير السليلوز المتشابك إلى فئتين: الأثير السليلوز المتشابك الأثير وأثير السليلوز المتشابك. تتفاعل الألدهيدات والإيبوكسيدات وغيرها من الروابط المتقاطعة مع -OH على الأثير السليلوز لتشكيل رابطة الأثير الأكسجين (-o-) ، والتي تنتمي إلى روابط متقاطعة للأثير. يتفاعل حمض الكربوكسيل ، والفوسفيد ، وحمض البوريك وعوامل التشابك الأخرى مع -OH على الأثير السليلوز لتشكيل روابط استر ، وينتمي إلى عوامل تشابك الإستر. تتفاعل مجموعة الكربوكسيل في CMC مع -OH في عامل التشابك لإنتاج الأثير السليلوز المتقاطع. حاليًا ، هناك عدد قليل من الأبحاث حول هذا النوع من التعديل المتشابك ، ولا يزال هناك مجال للتنمية في المستقبل. نظرًا لأن استقرار رابطة الأثير أفضل من استقرار رابطة الإستر ، فإن الأثير السليلوز المتشابك من الأثير له استقرار أقوى وخصائص ميكانيكية. وفقًا لحقول التطبيقات المختلفة ، يمكن اختيار وكيل التشابك المناسب لتعديل تشابك السليلوز الأثير ، من أجل الحصول على منتجات تلبي احتياجات التطبيق.

4. الخلاصة

في الوقت الحاضر ، تستخدم الصناعة glyoxal لترابط السليلوز الأثير ، من أجل تأخير وقت الذوبان ، لحل مشكلة طبقة المنتج أثناء الذوبان. يمكن أن يغير الأثير السليلوز المتشابك Glyoxal فقط قابليته للذوبان ، ولكن ليس لديه أي تحسن واضح على الخصائص الأخرى. في الوقت الحاضر ، نادراً ما يتم دراسة استخدام عوامل تشابك أخرى بخلاف الجليوكسال لترابط الأثير السليلوز. نظرًا لأن الأثير السليلوز يستخدم على نطاق واسع في حفر النفط والبناء والطلاء والغذاء والطب وغيرها من الصناعات ، تلعب خصائصها الميكانيكية دورًا مهمًا في تطبيقها. من خلال تعديل التشابك ، يمكنه تحسين أداء التطبيق في مختلف المجالات ، وذلك لتلبية احتياجات التطبيق. على سبيل المثال ، يمكن أن يحسن حمض الكربوكسيل ، وحمض الفوسفوريك ، وكيل تشابك حمض البوريك لقياس الأثير السليلوز أداء تطبيقه في مجال الطعام والطب. ومع ذلك ، لا يمكن استخدام الألدهيدات في صناعة الغذاء والطب بسبب سمية الفسيولوجية. تساعد عوامل ربط حمض البوريك وعوامل التشابك المعدني على تحسين أداء سائل تكسير النفط والغاز بعد تشابك السليلوز الأثير المستخدم في حفر الزيت. يمكن لعوامل تشابك الألكيل الأخرى ، مثل epichlorohydrin ، تحسين اللزوجة والخصائص الريولوجية والخصائص الميكانيكية للأثير السليلوز. مع التطوير المستمر للعلوم والتكنولوجيا ، تتحسن متطلبات مختلف الصناعات لخصائص المواد باستمرار. من أجل تلبية متطلبات أداء السليلوز الأثير في مختلف مجالات التطبيق ، فإن البحث المستقبلي حول تشابك الأثير السليلوز له آفاق واسعة للتنمية.