Derivati ​​celuloznog etera rastvorljivi u vodi

Uvedeni su mehanizam umrežavanja, put i svojstva različitih vrsta agenasa za umrežavanje i celuloznog etera rastvorljivog u vodi. Modifikacijom umrežavanja, viskoznost, reološka svojstva, rastvorljivost i mehanička svojstva celuloznog etra rastvorljivog u vodi mogu se znatno poboljšati, kako bi se poboljšale performanse njegove primene. Prema hemijskoj strukturi i svojstvima različitih umrežavača, sumirani su tipovi reakcija modifikacije umrežavanja celuloznog etra i sumirani su pravci razvoja različitih umrežača u različitim oblastima primene celuloznog etra. S obzirom na odlične performanse celuloznog etera rastvorljivog u vodi modifikovanog umrežavanjem i nekoliko studija u zemlji i inostranstvu, buduća modifikacija umrežavanja celuloznog etra ima široke izglede za razvoj. Ovo je za referencu relevantnih istraživača i proizvodnih preduzeća.
Ključne riječi: modifikacija umrežavanja; Celuloza eter; Hemijska struktura; rastvorljivost; Performanse aplikacije

Eter celuloze zbog svojih odličnih performansi, kao sredstvo za zgušnjavanje, sredstvo za zadržavanje vode, ljepilo, vezivo i disperzant, zaštitni koloid, stabilizator, sredstvo za suspenziju, emulgator i sredstvo za formiranje filma, široko se koristi u premazima, građevinarstvu, nafti, dnevnim kemikalijama, hrani i medicina i druge industrije. Eter celuloze uglavnom uključuje metil celulozu,hidroksietil celuloza,karboksimetil celuloza, etil celuloza, hidroksipropil metil celuloza, hidroksietil metil celuloza i druge vrste mešanog etera. Eter celuloze se proizvodi od pamučnih ili drvenih vlakana alkalizacijom, eterifikacijom, pranjem, centrifugiranjem, sušenjem, procesom mljevenja pripremljenim, upotrebom sredstava za eterifikaciju uglavnom se koriste halogenirani alkan ili epoksi alkan.
Međutim, u procesu primjene celuloznog etra rastvorljivog u vodi, vjerovatnoća će naići na posebno okruženje, kao što su visoka i niska temperatura, kiselo-bazno okruženje, složeno ionsko okruženje, ova okruženja će uzrokovati zgušnjavanje, topljivost, zadržavanje vode, prianjanje, adhezivna, stabilna suspenzija i emulgacija etera celuloze rastvorljivog u vodi su jako pogođeni, pa čak i dovode do potpunog gubitka njegove funkcionalnosti.
Da bi se poboljšale performanse primjene celuloznog etera, potrebno je provesti tretman umrežavanja, korištenjem različitih agenasa za umrežavanje, performanse proizvoda su različite. Na osnovu proučavanja različitih tipova agenasa za umrežavanje i njihovih metoda umrežavanja, u kombinaciji sa tehnologijom umrežavanja u procesu industrijske proizvodnje, ovaj rad razmatra umrežavanje celuloznog etera sa različitim vrstama agenasa za umrežavanje, pružajući referencu za modifikaciju umrežavanja celuloznog etra. .

1. Struktura i princip umrežavanja celuloznog etra

Celuloza eterje vrsta derivata celuloze, koja se sintetizira reakcijom supstitucije etera tri alkoholne hidroksilne grupe na prirodnim molekulima celuloze i halogeniranog alkana ili epoksid alkana. Zbog razlike supstituenata, struktura i svojstva celuloznog etera su različiti. Reakcija umrežavanja celuloznog etera uglavnom uključuje eterifikaciju ili eterifikaciju -OH (OH na prstenu glukozne jedinice ili -OH na supstituentu ili karboksil na supstituentu) i agensa za umrežavanje sa binarnim ili višestrukim funkcionalnim grupama, tako da dva ili više molekula celuloznog etera su međusobno povezane da formiraju višedimenzionalnu prostornu mrežnu strukturu. To je umreženi eter celuloze.
Uopšteno govoreći, celulozni etar i sredstvo za umrežavanje vodenog rastvora koji sadrži više -OH kao što su HEC, HPMC, HEMC, MC i CMC mogu biti eterifikovani ili esterifikovani umreženi. Budući da CMC sadrži ione karboksilne kiseline, funkcionalne grupe u sredstvu za umrežavanje mogu se esterificirati umrežene s ionima karboksilne kiseline.
Nakon reakcije -OH ili -COO- u molekuli etera celuloze sa sredstvom za umrežavanje, usled smanjenja sadržaja vodotopivih grupa i formiranja višedimenzionalne mrežne strukture u rastvoru, njena rastvorljivost, reologija i mehanička svojstva će se promijeniti. Korišćenjem različitih agenasa za umrežavanje za reakciju sa celuloznim eterom, poboljšaće se performanse primene celuloznog etra. Pripremljen je celulozni eter pogodan za industrijsku primenu.

2. Vrste agenasa za umrežavanje

2.1 Aldehidna sredstva za umrežavanje
Aldehidna sredstva za umrežavanje odnose se na organska jedinjenja koja sadrže aldehidnu grupu (-CHO), koja su hemijski aktivna i mogu da reaguju sa hidroksilom, amonijakom, amidom i drugim jedinjenjima. Aldehidna sredstva za umrežavanje koja se koriste za celulozu i njene derivate uključuju formaldehid, glioksal, glutaraldehid, gliceraldehid, itd. Aldehidna grupa može lako reagovati sa dva -OH i formirati acetale pod slabo kiselim uslovima, a reakcija je reverzibilna. Uobičajeni eteri celuloze modifikovani aldehidnim agensima za umrežavanje su HEC, HPMC, HEMC, MC, CMC i drugi vodeni eteri celuloze.
Jedna aldehidna grupa je umrežena sa dve hidroksilne grupe na molekulskom lancu celuloznog etera, a molekule celuloznog etera su povezane formiranjem acetala, formirajući strukturu mrežnog prostora, kako bi se promenila njena rastvorljivost. Zbog reakcije slobodnog -OH između aldehidnog sredstva za umrežavanje i celuloznog etera, količina molekularnih hidrofilnih grupa je smanjena, što rezultira slabom topljivošću proizvoda u vodi. Stoga, kontrolom količine sredstva za umrežavanje, umjereno umrežavanje celuloznog etera može odgoditi vrijeme hidratacije i spriječiti prebrzo otapanje proizvoda u vodenoj otopini, što rezultira lokalnom aglomeracijom.
Učinak celuloznog etera umreženog aldehida općenito ovisi o količini aldehida, pH, uniformnosti reakcije umrežavanja, vremenu umrežavanja i temperaturi. Previsoka ili preniska temperatura umrežavanja i pH će uzrokovati nepovratno umrežavanje zbog hemiacetala u acetal, što će dovesti do celuloznog etera potpuno nerastvorljivog u vodi. Količina aldehida i ujednačenost reakcije umrežavanja direktno utiču na stepen umrežavanja celuloznog etra.
Formaldehid se manje koristi za umrežavanje etera celuloze zbog svoje visoke toksičnosti i velike isparljivosti. U prošlosti se formaldehid više koristio u oblasti premaza, ljepila, tekstila, a sada ga postupno zamjenjuju niskotoksična neformaldehidna sredstva za umrežavanje. Efekt umrežavanja glutaraldehida je bolji od glioksala, ali ima jak oštar miris, a cijena glutaraldehida je relativno visoka. Uopšteno gledano, u industriji se glioksal obično koristi za umrežavanje etera celuloze rastvorljivog u vodi kako bi se poboljšala rastvorljivost proizvoda. Općenito, na sobnoj temperaturi, pH 5 ~ 7 u uvjetima slabe kiseline može se provesti reakcija umrežavanja. Nakon umrežavanja, vrijeme hidratacije i vrijeme potpune hidratacije celuloznog etera će se produžiti, a fenomen aglomeracije će biti oslabljen. U poređenju sa proizvodima koji nisu umreženi, rastvorljivost celuloznog etera je bolja, a u rastvoru neće biti neotopljenih proizvoda, što je pogodno za industrijsku primenu. Kada je Zhang Shuangjian pripremio hidroksipropil metil celulozu, sredstvo za umrežavanje glioksal je poprskano prije sušenja kako bi se dobila instant hidroksipropil metil celuloza sa disperzijom od 100%, koja se nije lijepila pri otapanju i imala je brzu disperziju i otapanje, što je praktično riješilo spajanje. aplikacija i proširio polje primjene.
U alkalnom stanju, reverzibilni proces formiranja acetala će biti prekinut, vrijeme hidratacije proizvoda će se skratiti, a karakteristike rastvaranja celuloznog etera bez umrežavanja će biti vraćene. Tokom pripreme i proizvodnje celuloznog etra, reakcija umrežavanja aldehida obično se izvodi nakon procesa reakcije eteracije, bilo u tečnoj fazi procesa ispiranja ili u čvrstoj fazi nakon centrifugiranja. Općenito, u procesu pranja, uniformnost reakcije umrežavanja je dobra, ali je učinak umrežavanja loš. Međutim, zbog ograničenja inženjerske opreme, ujednačenost umrežavanja u čvrstoj fazi je loša, ali je učinak umrežavanja relativno bolji i količina upotrijebljenog sredstva za umrežavanje je relativno mala.
Aldehidna sredstva za umrežavanje modificiraju eter celuloze topiv u vodi, osim što poboljšavaju njegovu topljivost, postoje i izvještaji koji se mogu koristiti za poboljšanje njegovih mehaničkih svojstava, stabilnosti viskoznosti i drugih svojstava. Na primjer, Peng Zhang je koristio glioksal za umrežavanje sa HEC-om i istraživao je utjecaj koncentracije agensa za umrežavanje, pH umrežavanja i temperature umrežavanja na vlažnu čvrstoću HEC-a. Rezultati pokazuju da se pod optimalnim uvjetima umrežavanja vlažna čvrstoća HEC vlakna nakon umrežavanja povećava za 41,5%, a njegove performanse su značajno poboljšane. Zhang Jin je koristio fenolnu smolu topljivu u vodi, glutaraldehid i trikloroacetaldehid da umreži CMC. Usporedbom svojstava, otopina umreženog CMC-a topive fenolne smole imala je najmanje smanjenje viskoziteta nakon tretmana na visokim temperaturama, odnosno najbolju temperaturnu otpornost.
2.2 Sredstva za umrežavanje karboksilne kiseline
Sredstva za umrežavanje karboksilne kiseline odnose se na spojeve polikarboksilne kiseline, uglavnom uključujući jantarnu kiselinu, jabučnu kiselinu, vinsku kiselinu, limunsku kiselinu i druge binarne ili polikarboksilne kiseline. Umreživači karboksilne kiseline prvo su korišteni u umrežavanju vlakana tkanine kako bi se poboljšala njihova glatkoća. Mehanizam umrežavanja je sledeći: karboksilna grupa reaguje sa hidroksilnom grupom molekula celuloze da bi proizvela esterifikovani umreženi celulozni etar. Welch i Yang et al. bili su prvi koji su proučavali mehanizam umrežavanja karboksilnih kiselina. Proces umrežavanja bio je sljedeći: pod određenim uvjetima, dvije susjedne grupe karboksilne kiseline u umreženim karboksilnim kiselinama prvo su dehidrirane da bi formirale ciklički anhidrid, a anhidrid je reagovao sa OH u molekulima celuloze i formirao umreženi etar celuloze sa mrežnom prostornom strukturom.
Sredstva za umrežavanje karboksilne kiseline generalno reaguju sa eterom celuloze koji sadrži hidroksilne supstituente. Budući da su agensi za umrežavanje karboksilne kiseline topljivi u vodi i netoksični, posljednjih su godina naširoko korišteni u proučavanju drva, škroba, hitozana i celuloze.
Derivati ​​i drugi prirodni polimer esterifikacija umrežavanje modifikacija, kako bi se poboljšale performanse svog područja primjene.
Hu Hanchang et al. koristio je natrijum hipofosfit katalizator za usvajanje četiri polikarboksilne kiseline različite molekularne strukture: korištene su propan trikarboksilna kiselina (PCA), 1,2,3, 4-butan tetrakarboksilna kiselina (BTCA), cis-CPTA, cis-CHHA (Cis-ChHA) za doradu pamučnih tkanina. Rezultati su pokazali da kružna struktura pamučne tkanine za završnu obradu polikarboksilne kiseline ima bolje performanse obnavljanja nabora. Molekuli ciklične polikarboksilne kiseline su potencijalno efikasna sredstva za umrežavanje zbog svoje veće krutosti i boljeg učinka umrežavanja od molekula lančane karboksilne kiseline.
Wang Jiwei i dr. koristio je miješanu kiselinu limunske kiseline i anhidrida octene kiseline za esterifikaciju i modifikaciju skroba za umrežavanje. Ispitivanjem svojstava rezolucije vode i prozirnosti paste, oni su zaključili da esterificirani umreženi škrob ima bolju stabilnost smrzavanja i odmrzavanja, manju prozirnost paste i bolju termičku stabilnost viskoziteta od škroba.
Grupe karboksilne kiseline mogu poboljšati svoju topljivost, biorazgradljivost i mehanička svojstva nakon esterifikacije reakcije umrežavanja s aktivnim -OH u različitim polimerima, a spojevi karboksilne kiseline imaju netoksična ili niskotoksična svojstva, što ima široku perspektivu za modifikaciju umrežavanja vode- rastvorljivi celulozni eter u prehrambenoj, farmaceutskoj i oblasti za oblaganje.
2.3 Sredstvo za umrežavanje epoksidnih spojeva
Epoksidno sredstvo za umrežavanje sadrži dvije ili više epoksi grupa, ili epoksi spojeve koji sadrže aktivne funkcionalne grupe. Pod dejstvom katalizatora, epoksi grupe i funkcionalne grupe reaguju sa -OH u organskim jedinjenjima i stvaraju makromolekule sa mrežnom strukturom. Stoga se može koristiti za umrežavanje celuloznog etra.
Viskoznost i mehanička svojstva celuloznog etera mogu se poboljšati umrežavanjem epoksida. Epoksidi su prvi put korišteni za tretiranje vlakana tkanine i pokazali su dobar završni učinak. Međutim, postoji nekoliko izvještaja o modifikaciji celuloznog etera epoksidima. Hu Cheng i ostali razvili su novi multifunkcionalni epoksidni spoj za umrežavanje: EPTA, koji je poboljšao ugao povrata mokre elastičnosti pravih svilenih tkanina sa 200º prije tretmana na 280º. Štaviše, pozitivni naboj umrežavajućeg sredstva značajno je povećao brzinu bojenja i stopu apsorpcije pravih svilenih tkanina u kisele boje. Sredstvo za umrežavanje epoksidnih spojeva koje koriste Chen Xiaohui et al. : polietilen glikol diglicidil eter (PGDE) je umrežen sa želatinom. Nakon umrežavanja, želatin hidrogel ima odlične performanse elastičnog obnavljanja, sa najvećom stopom elastičnog obnavljanja do 98,03%. Na osnovu studija o modifikaciji umrežavanja prirodnih polimera kao što su tkanina i želatin centralnim oksidima u literaturi, modifikacija umreženog etera celuloze sa epoksidima takođe ima obećavajuću perspektivu.
Epiklorohidrin (također poznat kao epiklorohidrin) je uobičajeno korišćeno sredstvo za umrežavanje za tretman prirodnih polimernih materijala koji sadrže -OH, -NH2 i druge aktivne grupe. Nakon umrežavanja epiklorohidrina, poboljšat će se viskoznost, otpornost na kiseline i alkalije, otpornost na temperaturu, otpornost na sol, otpornost na smicanje i mehanička svojstva materijala. Stoga primjena epiklorohidrina u umrežavanju celuloznog etera ima veliki istraživački značaj. Na primjer, Su Maoyao je napravio visoko adsorbirajući materijal koristeći epiklorohidrin umreženi CMC. On je raspravljao o uticaju strukture materijala, stepena supstitucije i stepena umrežavanja na svojstva adsorpcije, i otkrio da su se retenciona vrednost vode (WRV) i vrednost zadržavanja slane vode (SRV) proizvoda napravljenog sa oko 3% agensa za umrežavanje povećale za 26 puta i 17 puta, respektivno. Kada su Ding Changguang i dr. pripremljena izuzetno viskozna karboksimetil celuloza, epihlorohidrin je dodat nakon eterifikacije za umrežavanje. Poređenja radi, viskozitet umreženog proizvoda bio je i do 51% veći od viskoziteta neumreženog proizvoda.
2.4 Sredstva za umrežavanje borne kiseline
Borna sredstva za umrežavanje uglavnom uključuju bornu kiselinu, boraks, borat, organoborat i druga sredstva za umrežavanje koja sadrže borat. Općenito se vjeruje da je mehanizam umrežavanja da borna kiselina (H3BO3) ili borat (B4O72-) formira tetrahidroksi boratni jon (B(OH)4-) u rastvoru, a zatim dehidrira sa -Oh u jedinjenju. Formirajte umreženi spoj sa mrežnom strukturom.
Povezivači borne kiseline se široko koriste kao pomoćna sredstva u medicini, staklu, keramici, nafti i drugim poljima. Mehanička čvrstoća materijala tretiranog sredstvom za umrežavanje borne kiseline će se poboljšati, a može se koristiti za umrežavanje celuloznog etra, kako bi se poboljšale njegove performanse.
U 1960-im godinama, neorganski bor (boraks, borna kiselina i natrijum tetraborat, itd.) je bio glavni agens za umrežavanje koji se koristio u razvoju fluida za lomljenje na bazi vode na naftnim i plinskim poljima. Boraks je bio najranije korišćeno sredstvo za umrežavanje. Zbog nedostataka neorganskog bora, kao što su kratko vrijeme umrežavanja i slaba temperaturna otpornost, razvoj organobornog agensa za umrežavanje postao je žarište istraživanja. Istraživanja organobora počela su 1990-ih godina. Zbog svojih karakteristika otpornosti na visoke temperature, lakog lomljenja ljepila, kontrolisanog odloženog umrežavanja, itd., organobor je postigao dobar učinak primjene u lomljenju naftnih i plinskih polja. Liu Ji i dr. razvio polimerno sredstvo za umrežavanje koje sadrži grupu fenilborne kiseline, sredstvo za umrežavanje pomiješano s akrilnom kiselinom i poliolnim polimerom sa reakcijom sukcinimid esterske grupe, rezultirajuće biološko ljepilo ima odlične sveobuhvatne performanse, može pokazati dobru adheziju i mehanička svojstva u vlažnom okruženju i može biti jednostavnije prianjanje. Yang Yang et al. proizveo je sredstvo za umrežavanje cirkonijum bora otporno na visoke temperature, koje je korišćeno za umrežavanje baznog fluida gvanidin gela tečnosti za lomljenje, i uveliko poboljšalo temperaturu i otpornost na smicanje fluida za lomljenje nakon tretmana unakrsnog povezivanja. Prijavljena je modifikacija etera karboksimetil celuloze pomoću sredstva za umrežavanje borne kiseline u tečnosti za bušenje nafte. Zbog svoje posebne strukture može se koristiti u medicini i građevinarstvu
Umrežavanje celuloznog etera u građevinarstvu, premazivanju i drugim oblastima.
2.5 Fosfidno sredstvo za umrežavanje
Sredstva za umrežavanje fosfata uglavnom uključuju fosfor trihloroksi (fosfoacil hlorid), natrijum trimetafosfat, natrijum tripolifosfat, itd. Mehanizam umrežavanja je da se PO veza ili P-Cl veza esterifikuje sa molekularnim -OH u vodenom rastvoru, čime se stvara difosfatna struktura .
Fosfidno sredstvo za umrežavanje zbog netoksičnosti ili niske toksičnosti, široko se koristi u hrani, modifikaciji umrežavanja polimernih materijala u medicini, kao što su škrob, hitozan i drugi tretmani za umrežavanje prirodnih polimera. Rezultati pokazuju da se svojstva želatinizacije i bubrenja skroba mogu značajno promijeniti dodavanjem male količine fosfidnog sredstva za umrežavanje. Nakon umrežavanja škroba, temperatura želatinizacije se povećava, stabilnost paste se poboljšava, otpornost na kiseline je bolja od originalnog škroba, a jačina filma se povećava.
Postoje i mnoge studije o umrežavanju hitozana sa fosfidnim sredstvom za umrežavanje, koje može poboljšati njegovu mehaničku čvrstoću, hemijsku stabilnost i druga svojstva. Trenutno, nema izvještaja o upotrebi fosfidnog sredstva za umrežavanje za tretman umrežavanja celuloznog etra. Budući da celulozni eter i škrob, hitozan i drugi prirodni polimeri sadrže aktivniji -OH, a fosfidno sredstvo za umrežavanje ima netoksična ili niskotoksična fiziološka svojstva, njegova primjena u istraživanju umrežavanja celuloznog etera također ima potencijalne izglede. Kao što je CMC koji se koristi u hrani, pasta za zube sa modifikacijom sredstva za umrežavanje fosfida, može poboljšati njegovo zgušnjavanje, reološka svojstva. MC, HPMC i HEC koji se koriste u oblasti medicine mogu se poboljšati fosfidnim sredstvom za umrežavanje.
2.6 Ostala sredstva za umrežavanje
Gore navedeni aldehidi, epoksidi i umrežavanje celuloznog etera pripadaju eterifikacionom umrežavanju, karboksilna kiselina, borna kiselina i fosfidno umrežavajuće sredstvo pripadaju esterifikacionom umrežavanju. Osim toga, agensi za umrežavanje koji se koriste za umrežavanje celuloznog etera također uključuju izocijanatna jedinjenja, dušikova hidroksimetilna jedinjenja, sulfhidrilna jedinjenja, metalna sredstva za umrežavanje, organosilicijumska sredstva za umrežavanje, itd. Zajedničke karakteristike njegove molekularne strukture su da molekul sadrži više funkcionalnih grupa koje su lako reagovati sa -OH, i može formirati višedimenzionalnu mrežnu strukturu nakon umrežavanja. Svojstva proizvoda umrežavanja su povezana sa vrstom agensa za umrežavanje, stepenom umrežavanja i uslovima umrežavanja.
Badit · Pabin · Condu et al. koristi se toluen diizocijanat (TDI) za umrežavanje metil celuloze. Nakon umrežavanja, temperatura staklastog prijelaza (Tg) se povećavala s povećanjem procenta TDI, a poboljšavala se i stabilnost njegove vodene otopine. TDI se također obično koristi za modifikaciju umrežavanja u ljepilima, premazima i drugim poljima. Nakon modifikacije, svojstva ljepljenja, otpornost na temperaturu i vodootpornost filma će se poboljšati. Stoga, TDI može poboljšati performanse etera celuloze koji se koristi u građevinarstvu, premazima i ljepilima modifikacijom umrežavanja.
Tehnologija disulfidnog umrežavanja se široko koristi u modifikaciji medicinskih materijala i ima određenu istraživačku vrijednost za umrežavanje proizvoda od celuloznog etera u području medicine. Shu Shujun i dr. spojio β-ciklodekstrin sa mikrosferama silicijum dioksida, umrežio merkaptoilirani hitozan i glukan kroz sloj gradijentnog omotača i uklonio mikrosfere silicijum dioksida da bi se dobile disulfidno umrežene nanokapse, koje su pokazale dobru stabilnost u simuliranom fiziološkom pH.
Sredstva za umrežavanje metala su uglavnom neorganska i organska jedinjenja visokih metalnih jona kao što su Zr(IV), Al(III), Ti(IV), Cr(III) i Fe(III). Visoki ioni metala se polimeriziraju kako bi formirali višenuklearne hidroksilne mostne jone kroz hidrataciju, hidrolizu i hidroksilni most. Općenito se vjeruje da je umrežavanje visokovalentnih metalnih jona uglavnom preko višejezgrenih hidroksilnih premošćivača, koji se lako kombinuju sa grupama karboksilne kiseline da bi se formirali polimeri višedimenzionalne prostorne strukture. Xu Kai et al. proučavali su reološka svojstva Zr(IV), Al(III), Ti(IV), Cr(III) i Fe(III) serije skupe metalne umrežene karboksimetil hidroksipropil celuloze (CMHPC) i termičku stabilnost, gubitak filtracije , suspendirani kapacitet pijeska, ostatak ljepila i kompatibilnost sa solima nakon nanošenja. Rezultati su pokazali da, metalni pomreživač ima svojstva potrebna za cementno sredstvo tečnosti za lomljenje naftnih bušotina.

3. Poboljšanje performansi i tehnički razvoj celuloznog etra modifikacijom umrežavanja

3.1 Boja i konstrukcija
Celulozni eter uglavnom HEC, HPMC, HEMC i MC se više koriste u oblasti konstrukcije, premaza, ova vrsta celuloznog etera mora imati dobru otpornost na vodu, zgušnjavanje, otpornost na sol i temperaturu, otpornost na smicanje, često se koristi u cementnom malteru, lateks boji , ljepilo za keramičke pločice, boje za vanjske zidove, lak i tako dalje. Zbog konstrukcije, zahtjevi polja premaza za materijale moraju imati dobru mehaničku čvrstoću i stabilnost, općenito birajte sredstvo za umrežavanje tipa eterifikacije za modifikaciju umrežavanja celuloznog etera, kao što je upotreba epoksidnog halogeniranog alkana, sredstva za umrežavanje borne kiseline za njegovo umrežavanje, može poboljšati proizvod viskoznost, otpornost na sol i temperaturu, otpornost na smicanje i mehanička svojstva.
3.2 Oblasti medicine, hrane i dnevnih hemikalija
MC, HPMC i CMC u vodi rastvorljivom celuloznom etru se često koriste u farmaceutskim materijalima za oblaganje, farmaceutskim aditivima za sporo oslobađanje i tečnom farmaceutskom zgušnjivaču i stabilizatoru emulzije. CMC se također može koristiti kao emulgator i zgušnjivač u jogurtu, mliječnim proizvodima i pasti za zube. HEC i MC se koriste u svakodnevnom hemijskom polju za zgušnjavanje, dispergovanje i homogenizaciju. Budući da su za područje medicine, hrane i dnevne kemijske kvalitete potrebni materijali sigurni i netoksični, stoga se za ovu vrstu celuloznog etera može koristiti fosforna kiselina, agens za umrežavanje karboksilne kiseline, sulfhidrilno sredstvo za umrežavanje, itd., nakon modifikacije umrežavanja, može poboljšati viskoznost proizvoda, biološku stabilnost i druga svojstva.
HEC se retko koristi u oblasti medicine i hrane, ali pošto je HEC nejonski eter celuloze sa jakom rastvorljivošću, ima svoje jedinstvene prednosti u odnosu na MC, HPMC i CMC. U budućnosti će biti umrežen bezbednim i netoksičnim agensima za umrežavanje, što će imati veliki razvojni potencijal u oblasti medicine i hrane.
3.3 Područja bušenja i proizvodnje nafte
CMC i karboksilirani celulozni eter se obično koriste kao sredstvo za obradu industrijskog isplaka, sredstvo za gubitak tekućine, sredstvo za zgušnjavanje. Kao nejonski eter celuloze, HEC se takođe široko koristi u oblasti bušenja nafte zbog svog dobrog efekta zgušnjavanja, jakog kapaciteta suspenzije peska i stabilnosti, otpornosti na toplotu, visokog sadržaja soli, niske otpornosti cevovoda, manjeg gubitka tečnosti, brze gume lomljenje i nizak ostatak. Trenutno, više istraživanja je upotreba agenasa za umrežavanje borne kiseline i agenasa za umrežavanje metala za modifikaciju CMC koji se koristi u naftnim bušotinama, istraživanja modifikacije umrežavanja neionskog celuloznog etera izveštavaju o manje, ali hidrofobna modifikacija neionskog etra celuloze, pokazuje značajne otpornost na viskoznost, temperaturu i sol i stabilnost na smicanje, dobru disperziju i otpornost na biološku hidrolizu. Nakon što je umrežen bornom kiselinom, metalom, epoksidom, epoksi halogeniranim alkanima i drugim agensima za umrežavanje, celulozni etar koji se koristi u bušenju i proizvodnji nafte poboljšao je svoju zgušnjavanje, otpornost na sol i temperaturu, stabilnost i tako dalje, što ima veliku perspektivu primjene u budućnost.
3.4 Ostala polja
Celulozni eter zbog zgušnjavanja, emulgiranja, formiranja filma, koloidne zaštite, zadržavanja vlage, adhezije, antisenzitivnosti i drugih odličnih svojstava, širu primjenu, pored navedenih područja, koristi se i u proizvodnji papira, keramici, tiskanju i bojanju tekstila, reakcija polimerizacije i druga polja. U skladu sa zahtjevima svojstava materijala u različitim oblastima, različita sredstva za umrežavanje mogu se koristiti za modifikaciju umrežavanja kako bi se ispunili zahtjevi primjene. Općenito, umreženi celulozni etar se može podijeliti u dvije kategorije: eterificirani umreženi eter celuloze i esterificirani umreženi eter celuloze. Aldehidi, epoksidi i drugi umreživači reaguju sa -Oh na celuloznom eteru i formiraju vezu eter-kiseonik (-O-), koja pripada eterifikacionim umrežavačima. Karboksilna kiselina, fosfid, borna kiselina i drugi agensi za umrežavanje reaguju sa -OH na celulozni eter da bi formirali estarske veze, koje pripadaju esterifikacionim agensima za umrežavanje. Karboksilna grupa u CMC-u reaguje sa -OH u agensu za umrežavanje da bi se proizvela esterifikovani umreženi eter celuloze. Trenutno postoji malo istraživanja o ovoj vrsti modifikacije umrežavanja, a još uvijek ima prostora za razvoj u budućnosti. Budući da je stabilnost etarske veze bolja od stabilnosti esterske veze, umreženi celulozni etar etarskog tipa ima jaču stabilnost i mehanička svojstva. U skladu sa različitim oblastima primene, može se odabrati odgovarajući agens za umrežavanje za modifikaciju umrežavanja celuloznog etera, kako bi se dobili proizvodi koji zadovoljavaju potrebe primene.

4. Zaključak

Trenutno, industrija koristi glioksal za umrežavanje etera celuloze, kako bi se odgodilo vrijeme rastvaranja, kako bi se riješio problem zgrušavanja proizvoda tokom rastvaranja. Glyoxal umreženi eter celuloze može samo promijeniti svoju rastvorljivost, ali nema očigledna poboljšanja drugih svojstava. Trenutno se rijetko proučava upotreba drugih agenasa za umrežavanje osim glioksala za umrežavanje celuloznog etera. Budući da se celulozni eter široko koristi u bušenju nafte, građevinarstvu, premazivanju, prehrambenoj, medicinskoj i drugim industrijama, njegova topljivost, reologija, mehanička svojstva igraju ključnu ulogu u njegovoj primjeni. Kroz modifikaciju umrežavanja, može poboljšati performanse svoje aplikacije u različitim poljima, kako bi zadovoljio potrebe aplikacije. Na primjer, karboksilna kiselina, fosforna kiselina, sredstvo za umrežavanje borne kiseline za esterifikaciju celuloznog etera mogu poboljšati performanse njegove primjene u oblasti hrane i medicine. Međutim, aldehidi se ne mogu koristiti u prehrambenoj i medicinskoj industriji zbog svoje fiziološke toksičnosti. Borna kiselina i agensi za umrežavanje metala su korisni za poboljšanje performansi fluida za frakturiranje nafte i plina nakon umrežavanja etera celuloze koji se koristi u bušenju nafte. Drugi agensi za umrežavanje alkila, kao što je epiklorohidrin, mogu poboljšati viskozitet, reološka svojstva i mehanička svojstva celuloznog etra. Uz kontinuirani razvoj nauke i tehnologije, zahtjevi različitih industrija za svojstvima materijala se stalno poboljšavaju. Kako bi se ispunili zahtjevi performansi celuloznog etra u različitim poljima primjene, buduća istraživanja umrežavanja celuloznog etra imaju široke izglede za razvoj.