Полианионната целулоза (PAC) е химически модифицирано производно на целулозата, която е естествен полизахарид, намиращ се в клетъчните стени на растенията. PAC се използва често в различни индустрии, включително нефтени сондажи, преработка на храни, фармацевтични продукти и козметика, поради уникалните си химични свойства. Неговият химичен състав, структура и свойства го правят основна добавка в много приложения.
Целулозна структура:
Целулозата е линеен полизахарид, съставен от повтарящи се единици от β-D-глюкозни молекули, свързани с β(1→4) гликозидни връзки. Всяка глюкозна единица съдържа три хидроксилни (-OH) групи, които са от решаващо значение за химическата модификация.
Химическа модификация:
Полианионната целулоза се произвежда чрез химическа модификация на целулозата. Процесът на модификация включва въвеждането на анионни групи върху целулозния скелет, придавайки му специфични свойства. Общите методи за модифициране на целулозата включват реакции на етерификация и естерификация.
Анионни групи:
Анионните групи, добавени към целулозата по време на модификацията, придават полианионни свойства на получения полимер. Тези групи могат да включват карбоксилатни (-COO⁻), сулфатни (-OSO3⁻) или фосфатни (-OPO3⁻) групи. Изборът на анионна група зависи от желаните свойства и предвидените приложения на полианионната целулоза.
Химичен състав на PAC:
Химичният състав на полианионната целулоза варира в зависимост от конкретния метод на синтез и предвиденото приложение. Въпреки това, като цяло, PAC се състои предимно от целулозен скелет с анионни групи, прикрепени към него. Степента на заместване (DS), която се отнася до средния брой анионни групи на глюкозна единица, може да варира и силно влияе върху свойствата на PAC.
Примерна химична структура:
Пример за химическата структура на полианионна целулоза с карбоксилатни групи е както следва:
Полианионна целулозна структура
В тази структура сините кръгове представляват глюкозни единици на целулозния скелет, а червените кръгове представляват карбоксилатни анионни групи (-COO⁻), прикрепени към някои от глюкозните единици.
Свойства:
Полианионната целулоза проявява няколко желани свойства, включително:
Модификация на реологията: Може да контролира вискозитета и загубата на течност в различни приложения, като сондажни течности в петролната индустрия.
Задържане на вода: PAC може да абсорбира и задържа вода, което го прави полезен в продукти, изискващи контрол на влагата, като хранителни продукти или фармацевтични формулировки.
Стабилност: Подобрява стабилността и производителността в различни формулировки, като предотвратява разделянето на фазите или агрегацията.
Биосъвместимост: В много приложения PAC е биосъвместим и нетоксичен, което го прави подходящ за употреба във фармацевтични и хранителни продукти.
Приложения:
Полианионната целулоза намира приложение в различни индустрии:
Течности за нефтени сондажи: PAC е ключова добавка в сондажната кал за контролиране на вискозитета, загубата на течност и инхибирането на шисти.
Обработка на храни: Използва се като сгъстител, стабилизатор или агент за задържане на вода в хранителни продукти като сосове, дресинги и напитки.
Фармацевтични продукти: PAC служи като свързващо вещество, дезинтегрант или модификатор на вискозитета в таблетни формулировки, суспензии и кремове за локално приложение.
Козметика: Използва се в продукти за лична хигиена като кремове, лосиони и шампоани, за да осигури контрол на вискозитета и стабилност.
Производство:
Процесът на производство на полианионна целулоза включва няколко стъпки:
Източник на целулоза: Целулозата обикновено се извлича от дървесна маса или памучен мъх.
Химическа модификация: Целулозата претърпява реакции на етерификация или естерификация за въвеждане на анионни групи върху глюкозните единици.
Пречистване: Модифицираната целулоза се пречиства, за да се отстранят примесите и страничните продукти.
Сушене и опаковане: Пречистената полианионна целулоза се изсушава и пакетира за разпространение в различни индустрии.
полианионната целулоза е химически модифицирано производно на целулоза с анионни групи, прикрепени към целулозния скелет. Неговият химичен състав, включително вида и плътността на анионните групи, определя неговите свойства и пригодност за различни приложения в индустрии като нефтени сондажи, преработка на храни, фармацевтични продукти и козметика. Чрез прецизен контрол на нейния синтез и формулировка, полианионната целулоза продължава да бъде незаменима добавка в множество продукти и процеси по целия свят.
Време на публикуване: 11 април 2024 г