Sellüloza efirinin xüsusiyyətləri, hazırlanması və sənayedə tətbiqi

Sellüloza efirinin növləri, hazırlanma üsulları, xassələri və xarakteristikası, həmçinin sellüloz efirinin neft, tikinti, kağız istehsalı, tekstil, tibb, qida, fotoelektrik materiallarda və məişət kimya sənayesində tətbiqi nəzərdən keçirilmişdir. İnkişaf perspektivi olan bəzi yeni sellüloza efir törəmələri sortları təqdim edilmiş və onların tətbiqi perspektivləri araşdırılmışdır.

Açar sözlər:sellüloza efiri; Performans; Ərizə; Sellüloza törəmələri

Sellüloza bir növ təbii polimer birləşməsidir. Onun kimyəvi quruluşu, əsas halqa kimi susuz β-qlükoza olan polisaxarid makromolekuludur, hər bir əsas halqada bir əsas hidroksil qrupu və iki ikincil hidroksil qrupu var. Kimyəvi modifikasiya yolu ilə bir sıra sellüloza törəmələri əldə etmək olar, sellüloza efiri onlardan biridir. Sellüloza efiri sellüloza ilə NaOH-in reaksiyası nəticəsində alınır, sonra isə əlavə məhsulun duzunu və natrium sellülozunu yumaqla müxtəlif funksional monomerlərlə metan xlorid, etilen oksid, propilen oksid və s. ilə efirləşir. Sellüloza efiri sellülozun mühüm törəməsidir, tibb və səhiyyə, gündəlik kimya, kağız, qida, tibb, tikinti, material və digər sənaye sahələrində geniş istifadə oluna bilər. Buna görə də sellüloza efirinin işlənib hazırlanması və istifadəsi bərpa olunan biokütlə resurslarından hərtərəfli istifadə, yeni materialların və yeni texnologiyaların inkişafı üçün müsbət əhəmiyyət kəsb edir.

1. Sellüloza efirinin təsnifatı və hazırlanması

Sellüloza efirlərinin təsnifatı ümumiyyətlə ion xassələrinə görə dörd kateqoriyaya bölünür.

1.1 Qeyri-ionik sellüloza efiri

Qeyri-ion selüloz efiri əsasən selüloz alkil eterdir, hazırlıq üsulu selüloz və NaOH reaksiyası ilə, sonra metan xlorid, etilen oksid, propilen oksidi eterləşdirmə reaksiyası kimi müxtəlif funksional monomerlərlə və sonra yan məhsulun yuyulması ilə aparılır. duz və natrium selüloz almaq. Əsas metilselüloz efiri, metilhidroksietilselüloz efiri, metilhidroksipropilselüloz efiri, hidroksietilselüloz efiri, siyanoetilselüloz efiri, hidroksibutilselüloz efiri. Onun tətbiqi çox genişdir.

1.2 Anion sellüloza efiri

Anion sellüloz efiri əsasən karboksimetilselüloz natrium, karboksimetilhidroksietilselüloz natriumdur. Hazırlanması üsulu sellüloza və NaOH reaksiyası ilə, sonra monokloroasetik turşu və ya etilen oksidi, propilen oksidi ilə eterləşdirmək və sonra yan məhsul duzu və natrium sellülozu almaq üçün yuyun.

1.3 kationik sellüloza efiri

Katyonik selüloz efiri əsasən 3 – xlor – 2 – hidroksipropil trimetil ammonium xlorid selüloz efiridir. Hazırlıq üsulu sellüloza və NaOH, sonra kationik efirləşdirici maddə 3 – xlor – 2 – hidroksipropil trimetil ammonium xlorid və ya etilen oksid, propilen oksidi ilə birlikdə eterləşdirici reaksiya, sonra isə əlavə məhsul duzu və natriumun yuyulması yolu ilə aparılır. sellüloza almaq.

1.4 Zvitterionik sellüloza efiri

Zwitterion selüloz efiri molekulyar zəncirdə həm anion qruplara, həm də kation qruplarına malikdir, hazırlanma üsulu sellüloza və NaOH reaksiyası ilə, daha sonra xlorosirkə turşusu və kationik eterləşdirici maddə ilə 3 – xlor – 2 hidroksipropil trimetil ammonium xlorid ilə yuyulur, sonra yuyulur. yan məhsul duz və natrium sellüloz və əldə edilir.

2. sellüloza efirinin xassələri və xüsusiyyətləri

2.1 Görünüş xüsusiyyətləri

Sellüloza efiri ümumiyyətlə ağ və ya südlü ağdır, dadsız, toksik deyil, lifli tozun axıcılığı ilə, rütubəti udmaq asan, suda şəffaf özlü sabit kolloid halında həll olunur.

2.2 Filmin əmələ gəlməsi və yapışması

Sellüloza efirinin efirləşməsi onun həllolma qabiliyyəti, film əmələ gətirmə qabiliyyəti, bağlanma gücü və duza dözümlülük kimi xüsusiyyətlərinə böyük təsir göstərir. Sellüloza efiri yüksək mexaniki möhkəmliyə, elastikliyə, istiliyə və soyuq müqavimətə malikdir və müxtəlif qatranlar və plastifikatorlarla yaxşı uyğunluq təşkil edir, plastik, film, lak, yapışdırıcı, lateks və əczaçılıq örtük materiallarının istehsalı üçün istifadə edilə bilər.

2.3 Həlledicilik

Metil selüloz soyuq suda həll olunur, isti suda həll olunmur, lakin bəzi üzvi həlledicilərdə də həll olunur; Metil hidroksietil selüloz soyuq suda həll olunur, isti suda və üzvi həlledicilərdə həll olunmur. Lakin metilselülozun və metilhidroksietilselülozun sulu məhlulu qızdırıldıqda, metilselüloz və metilhidroksietilselüloz çökəcək. Metil selüloz 45 ~ 60 ° C-də, qarışıq efirləşdirilmiş metil hidroksietil selüloz isə 65 ~ 80 ° C-də çökdü. Temperatur aşağı düşdükdə çöküntülər yenidən həll olunur.

Natrium hidroksietilselüloz və karboksimetilhidroksietilselüloz istənilən temperaturda suda həll olur, lakin üzvi həlledicilərdə (bir neçə istisna olmaqla) həll olunmur.

2.4 Qatılaşdırma

Sellüloza efiri suda kolloid formada həll olunur və onun özlülüyü sellüloza efirinin polimerləşmə dərəcəsindən asılıdır. Məhlul nəmləndirici makromolekulları ehtiva edir. Makromolekulların qarışması səbəbindən məhlulun axın davranışı Nyuton mayelərindən fərqlidir, lakin kəsmə qüvvələrinin dəyişməsi ilə dəyişən davranış nümayiş etdirir. Sellüloza efirinin makromolekulyar quruluşuna görə məhlulun özlülüyü konsentrasiyanın artması ilə sürətlə artır və temperaturun artması ilə sürətlə azalır.

2.5 Parçalanma qabiliyyəti

Selüloz efiri sulu fazada istifadə olunur. Nə qədər ki, su var, bakteriyalar çoxalacaq. Bakteriyaların böyüməsi ferment bakteriyalarının istehsalına səbəb olur. Ferment bakteriyaları selüloz efirinə bitişik olaraq əvəz edilməmiş susuzlaşdırılmış qlükoza vahidi bağını qırdı və polimerin molekulyar çəkisi azaldı. Buna görə də, sellüloza efirinin sulu məhlulu daha uzun müddət saxlanacaqsa, antibakterial sellüloz efiri istifadə olunsa belə, ona konservant əlavə edilməlidir.

3. sellüloza efirinin sənayedə tətbiqi

3.1 Neft Sənayesi

Natrium karboksimetil selüloz əsasən neft istismarında istifadə olunur. Özlülüyünü artırmaq və su itkisini azaltmaq üçün palçıq istehsalında istifadə olunur. Müxtəlif həll olunan duzların çirklənməsinə müqavimət göstərə və neftin bərpa sürətini yaxşılaşdıra bilər.

Natrium karboksimetil hidroksipropil selüloz və natrium karboksimetil hidroksietil selüloz bir növ daha yaxşı qazma palçığı müalicə agenti və tamamlama maye materiallarının hazırlanması, yüksək pulpa dərəcəsi, duz müqaviməti, kalsium müqaviməti, yaxşı viskozifikasiya qabiliyyəti, temperatur müqaviməti (160 ℃). Şirin su, dəniz suyu və doymuş duzlu su qazma mayesinin hazırlanması üçün uyğundur, kalsium xlorid çəkisi altında müxtəlif sıxlıqlarda (103 ~ 1279 / sm3) qazma mayesinə qarışdırıla bilər və müəyyən bir özlülük və aşağı filtrasiyaya malikdir. tutumu, özlülük və filtrasiya qabiliyyəti hidroksietil selülozdan daha yaxşıdır, yaxşı bir neft istehsalı əlavələridir. Natrium karboksimetil selüloz sellüloz törəmələrinin neft istismarı prosesində geniş istifadə olunur, qazma mayesi, sementləmə mayesi, qırılma mayesi və neft hasilatını yaxşılaşdırmaq üçün istifadə olunur, xüsusilə qazma mayesinin istehlakı daha böyükdür, əsas uçuş və eniş filtrasiyası və viskozifikasiya.

Hidroksietilselüloz qazma, tamamlama və sementləmə prosesində palçıq qatılaşdırıcı stabilizator kimi istifadə olunur. Çünki hidroksietil selüloz və natrium karboksimetil selüloz, yaxşı qatılaşdırıcı təsiri ilə müqayisədə guar saqqızı, süspansiyon qumu, yüksək duz tərkibi, yaxşı istilik müqaviməti və kiçik müqavimət, daha az maye itkisi, qırıq rezin blok, aşağı qalıq xüsusiyyətləri geniş istifadə edilmişdir.

3.2 Tikinti və örtük sənayesi

Tikinti və suvaq məhlulu qatqısı: natrium karboksimetilselüloz gecikdirici, su tutma agenti, qatılaşdırıcı və bağlayıcı kimi istifadə edilə bilər, gips dibi və sement dibi suvaq, məhlul və yer hamarlayıcı material dispersant, su tutucu, qatılaşdırıcı kimi istifadə edilə bilər. Karboksimetilselülozdan hazırlanmış məsaməli beton bloklar üçün bir növ xüsusi hörgü və suvaq məhlulu qarışığıdır, məhlulun iş qabiliyyətini, su saxlama qabiliyyətini və çatlara davamlılığını yaxşılaşdıra və blok divarının çatlamasını və boşluğunu aradan qaldıra bilər.

Bina səthinin bəzək materialları: Cao Mingqian və digər metil selüloz bir növ ətraf mühitin mühafizəsi bina səthinin bəzək materiallarından hazırlanmışdır, onun istehsal prosesi sadədir, təmizdir, yüksək dərəcəli divar, daş kafel səthi üçün istifadə edilə bilər, sütun üçün də istifadə edilə bilər , planşet səthinin dekorasiyası. Karboksimetil selülozdan hazırlanmış Huang Jianping, güclü birləşdirmə qüvvəsinə, yaxşı deformasiya qabiliyyətinə malik, çatlar əmələ gətirməyən və yıxılmayan, yaxşı suya davamlı təsiri olan, parlaq və rəngarəng rəngə malik, əla dekorativ effekti olan bir növ keramik plitələr mastikidir.

Kaplamalarda tətbiqi: Metilselüloz və hidroksietilselüloz lateks örtüklər üçün stabilizator, qatılaşdırıcı və su saxlayan kimi istifadə oluna bilər, əlavə olaraq rəngli sement örtükləri üçün dispersant, viskozifikator və plyonka əmələ gətirən agent kimi də istifadə edilə bilər. Lateks boyaya uyğun spesifikasiyalara və özlülüyə malik sellüloz efirinin əlavə edilməsi lateks boyanın tikinti işini yaxşılaşdıra, sıçramanın qarşısını ala, saxlama dayanıqlığını və örtüy gücünü yaxşılaşdıra bilər. Xaricdə əsas istehlak sahəsi lateks örtüklərdir, buna görə də sellüloz efir məhsulları tez-tez lateks boya qatılaşdırıcının ilk seçimi olur. Məsələn, modifikasiya olunmuş metilhidroksietilselüloz efiri yaxşı hərtərəfli xüsusiyyətlərinə görə lateks boya qatılaşdırıcısında lider mövqeyini saxlaya bilir. Məsələn, sellüloz efiri unikal termal gel xüsusiyyətlərinə və həll olunma qabiliyyətinə, duza davamlılığa, istiliyə davamlılığa və müvafiq səth fəaliyyətinə malik olduğundan su tutma agenti, suspenziya agenti, emulqator, film əmələ gətirən agent, sürtkü materialı, bağlayıcı və reoloji düzəliş kimi istifadə edilə bilər. .

3.3 Kağız Sənayesi

Kağız yaş əlavələr: CMC lif dispersantı və kağız gücləndiricisi kimi istifadə edilə bilər, pulpaya əlavə edilə bilər, çünki natrium karboksimetil selüloz və sellüloz və qablaşdırma hissəcikləri eyni yükə malikdir, lifin bərabərliyini artıra bilər, lifin möhkəmliyini artıra bilər. kağız. Kağızın içərisinə əlavə edilən gücləndirici olaraq, liflər arasında əlaqə əməkdaşlığını artırır və dartılma gücünü, qırılma müqavimətini, kağız bərabərliyini və digər fiziki göstəriciləri yaxşılaşdıra bilər. Natrium karboksimetil selüloz da pulpada ölçü agenti kimi istifadə edilə bilər. Öz ölçü dərəcəsinə əlavə olaraq, o, kanifol, AKD və digər ölçü agentlərinin qoruyucu agenti kimi də istifadə edilə bilər. Katyonik selüloz efiri də kağız tutma köməkçi filtr kimi istifadə edilə bilər, incə lif və doldurucunun tutma dərəcəsini yaxşılaşdıra bilər, kağız möhkəmləndirici kimi də istifadə edilə bilər.

Kaplama yapışdırıcısı: Kağız örtük yapışdırıcısını örtmək üçün istifadə olunur, pendiri, lateksin bir hissəsini əvəz edə bilər ki, çap mürəkkəbi asanlıqla nüfuz etsin, kənarı təmizləsin. O, həmçinin piqment dispersant, viskozifikator və stabilizator kimi istifadə edilə bilər.

Səth ölçüsünü təyin edən agent: Natrium karboksimetil selüloz kağız səthinin ölçüsünü təyin edən agent kimi istifadə edilə bilər, kağızın səthi möhkəmliyini yaxşılaşdırır, polivinil spirtinin mövcud istifadəsi ilə müqayisədə, dəyişdirilmiş nişasta səthinin gücü təxminən 10% artırıla bilər, doza azalır təxminən 30%. O, kağız istehsalı üçün perspektivli səth ölçüsünü təyin edən agentdir və onun yeni çeşidləri fəal şəkildə inkişaf etdirilməlidir. Katyonik selüloz efiri, kation nişastasından daha yaxşı səth ölçmə performansına malikdir, yalnız kağızın səth gücünü yaxşılaşdıra bilməz, həm də kağızın mürəkkəb udulmasını yaxşılaşdıra bilər, boyama effektini artıra bilər, həm də perspektivli bir səth ölçmə agentidir.

3.4 Tekstil sənayesi

Toxuculuq sənayesində sellüloza efiri toxuculuq sellülozu üçün ölçüləndirici, hamarlaşdırıcı və qalınlaşdırıcı kimi istifadə edilə bilər.

Ölçü agenti: natrium karboksimetil selüloz, hidroksietil karboksimetil selüloz efiri, hidroksipropil karboksimetil selüloz efiri və digər növlər kimi selüloz efiri ölçü agenti kimi istifadə oluna bilər və korlanması və qəliblənməsi, çapı və rənglənməsi asan deyil, ölçüsünü çıxarmadan, vahid forma əldə edə bilər. suda kolloid.

Düzləşdirici agent: boyanın hidrofilik və osmotik gücünü artıra bilər, çünki özlülük dəyişikliyi kiçikdir, rəng fərqini tənzimləmək asandır; Kationik sellüloz efiri həm də boyama və rəngləmə effektinə malikdir.

Qatılaşdırıcı agent: natrium karboksimetil selüloz, hidroksietil karboksimetil selüloz efiri, hidroksipropil karboksimetil selüloz efiri çap və boyama məhlulu qalınlaşdırıcı agent kimi istifadə edilə bilər, kiçik qalıq, yüksək rəng dərəcəsi xüsusiyyətləri ilə çox potensial tekstil əlavələri sinfidir.

3.5 Məişət kimyası sənayesi

Stabil viskozifikator: Bərk toz xammal pastası məhsullarında natrium metilselüloz dispersiya suspenziyasının sabitliyini, maye və ya emulsiya kosmetikasında qalınlaşdırma, dispersiya, homogenləşdirmə və digər rolları oynayır. Stabilizator və viskozifikator kimi istifadə edilə bilər.

Emulsiyalaşdırıcı stabilizator: məlhəm, şampun emulqatoru, qalınlaşdırıcı agent və stabilizator edin. Natrium karboksimetil hidroksipropil sellüloza yaxşı tiksotrop xassələrə malik olan diş pastası yapışdırıcı stabilizator kimi istifadə oluna bilər ki, diş pastası yaxşı formalaşdırılma qabiliyyətinə, uzunmüddətli deformasiyaya, vahid və zərif dada malik olsun. Natrium karboksimetil hidroksipropil selüloz duzuna qarşı müqavimət, turşu müqaviməti üstündür, təsiri karboksimetil selülozdan daha yaxşıdır, viskozifikatorda yuyucu vasitə kimi istifadə edilə bilər, kir tutmasının qarşısını alır.

Dispersiya qatılaşdırıcı: Yuyucu vasitə istehsalında natrium karboksimetil selülozun yuyucu deterjan kir dispersantı, maye yuyucu qatılaşdırıcı və dispersant kimi ümumi istifadəsi.

3.6 Əczaçılıq və qida sənayesi

Əczaçılıq sənayesində, hidroksipropil karboksimetil selüloz, dərmanın əlavə maddələri kimi, ağızdan dərman skeleti ilə idarə olunan sərbəst buraxılma və davamlı buraxılış preparatlarında geniş istifadə oluna bilər, dərmanların sərbəst buraxılmasını tənzimləmək üçün buraxılış bloklayıcı material kimi, örtük materialı davamlı sərbəst buraxılan agent, davamlı sərbəst buraxılan qranullar kimi istifadə edilə bilər. , davamlı buraxılan kapsullar. Ən çox istifadə edilən metil karboksimetil selüloz, etil karboksimetil selüloz kimi MC tez-tez tablet və kapsulların istehsalında və ya örtülmüş şəkərlə örtülmüş tabletlərin istehsalında istifadə olunur.

Keyfiyyətli selüloz efiri qida sənayesində istifadə edilə bilər, müxtəlif qidalarda effektiv qatılaşdırıcı, emulqator, stabilizator, köməkçi maddə, su saxlayan və mexaniki köpükləndiricidir. Metilselüloz və hidroksipropil metilselüloz zərərsiz metabolik təsirsiz maddələr kimi tanınıb. Süd və qaymaq məhsulları, ədviyyatlar, mürəbbələr, jele, konservlər, süfrə siropları və içkilər kimi qidalara yüksək saflıqda (99,5% və ya daha çox təmizlik) karboksimetilselüloz əlavə edilə bilər. 90% -dən çox karboksimetil selülozun saflığı qida ilə əlaqəli aspektlərdə istifadə edilə bilər, məsələn, təzə meyvələrin daşınması və saxlanması üçün tətbiq olunur, plastik sarğı yaxşı qorunma effektinə malikdir, daha az çirklənmə, zədələnmə, mexanikiləşdirilmiş istehsal üstünlükləri.

3.7 Optik və elektrik funksional materiallar

Elektrolit qatılaşdırıcı stabilizator: selüloz efirinin yüksək təmizliyinə görə yaxşı turşu müqaviməti, duz müqaviməti, xüsusilə dəmir və ağır metal tərkibi aşağıdır, buna görə kolloid çox sabitdir, qələvi batareya, sink manqan batareyası elektrolit qalınlaşdırıcı stabilizator üçün uyğundur.

Maye kristal materiallar: 1976-cı ildən hidroksipropil selülozun ilk kəşfi – su sistemi maye kristal sormaq faza, uyğun üzvi məhlulda tapılmışdır, yüksək konsentrasiyada bir çox sellüloza törəmələri anizotrop məhlul əmələ gətirə bilər, məsələn, hidroksipropil sellüloza və onun asetatı, propionat. , benzoat, ftalat, asetiksietilselüloz, hidroksietilselüloz və s.. Kolloid ionlu maye kristal məhlul əmələ gətirməklə yanaşı, hidroksipropilselülozun bəzi efirləri də bu xassəni göstərir.

Bir çox selüloz efirləri termotrop maye kristal xüsusiyyətləri göstərir. Asetil hidroksipropil sellüloza 164 ℃-dən aşağı termogenik xolesterik maye kristal əmələ gətirir. Asetoasetat hidroksipropil selüloz, trifloroasetat hidroksipropil sellüloza, hidroksipropil selüloz və onun törəmələri, etil hidroksipropil selüloz, trimetilsilikselüloz və butildimetilsilikselüloz, heptilselüloz və butokselüloz, hamısı ed termogenik xolesterik maye kristal. Sellüloza benzoat, p-metoksibenzoat və p-metilbenzoat, selüloz heptanat kimi bəzi selüloz efirləri termogenik xolesterik maye kristallar əmələ gətirə bilər.

Elektrik izolyasiya materialı: akrilonitril üçün sianoetilselüloz eterləşdirici maddə, onun yüksək dielektrik sabiti, aşağı itki əmsalı, fosfor və elektroluminessensiya lampaları qatran matrisi və transformator izolyasiyası kimi istifadə edilə bilər.

4. Yekun nitq

Xüsusi funksiyaları olan sellüloza törəmələrini əldə etmək üçün kimyəvi modifikasiyadan istifadə etmək, dünyada ən böyük təbii üzvi maddə olan sellüloza üçün yeni istifadə sahələri tapmaq üçün effektiv üsuldur. Selüloz törəmələrindən biri kimi, əla xassələrinə görə fizioloji cəhətdən zərərsiz, çirklənmədən suda həll olunan polimer materiallar kimi sellüloza efiri bir çox sənaye sahələrində istifadə edilmişdir və inkişaf üçün daha geniş perspektivə malik olacaqdır.