Ve vodě rozpustné etherové deriváty celulózy

Byl představen síťovací mechanismus, cesta a vlastnosti různých druhů síťovacích činidel a ve vodě rozpustného etheru celulózy. Modifikací síťování lze výrazně zlepšit viskozitu, reologické vlastnosti, rozpustnost a mechanické vlastnosti ve vodě rozpustného etheru celulózy, aby se zvýšila jeho aplikační výkonnost. Podle chemické struktury a vlastností různých síťovacích činidel byly shrnuty typy zesíťovacích modifikačních reakcí etheru celulózy a shrnuty směry vývoje různých síťovacích činidel v různých oblastech použití etheru celulózy. Vzhledem k vynikajícím vlastnostem ve vodě rozpustného etheru celulózy modifikovaného síťováním a několika studiím doma i v zahraničí má budoucí síťovací modifikace etheru celulózy široké vyhlídky na vývoj. Toto je pro referenci příslušných výzkumných pracovníků a výrobních podniků.
Klíčová slova: síťovací modifikace; ether celulózy; Chemická struktura; rozpustnost; Výkon aplikace

Ether celulózy díky svému vynikajícímu výkonu, jako zahušťovadlo, činidlo zadržující vodu, lepidlo, pojivo a dispergační činidlo, ochranný koloid, stabilizátor, suspenzní činidlo, emulgátor a činidlo tvořící film, široce používané v nátěrech, stavebnictví, ropě, denních chemikáliích, potravinách a medicína a další průmyslová odvětví. Ether celulózy zahrnuje hlavně methylcelulózu,hydroxyethylcelulóza,karboxymethylcelulóza, ethylcelulóza, hydroxypropylmethylcelulóza, hydroxyethylmethylcelulóza a další druhy směsných etherů. Éter celulózy se vyrábí z bavlněných vláken nebo dřevěných vláken alkalizací, etherifikací, praním odstřeďováním, sušením, procesem mletí, při použití etherifikačních činidel se obecně používá halogenovaný alkan nebo epoxyalkan.
V procesu aplikace ve vodě rozpustného éteru celulózy se však pravděpodobnost setká se speciálním prostředím, jako je vysoká a nízká teplota, acidobazické prostředí, komplexní iontové prostředí, tato prostředí způsobí zahušťování, rozpustnost, zadržování vody, adhezi, adheziva, stabilní suspenze a emulgace ve vodě rozpustného éteru celulózy jsou značně ovlivněny a dokonce vedou k úplné ztrátě jeho funkčnosti.
Aby se zlepšila aplikační účinnost etheru celulózy, je nutné provést zesíťovací ošetření s použitím různých zesíťovacích činidel, účinnost produktu je různá. Na základě studia různých typů zesíťovacích činidel a jejich zesíťovacích metod v kombinaci s technologií zesíťování v průmyslovém výrobním procesu tento článek pojednává o zesíťování etheru celulózy s různými typy síťovacích činidel, což poskytuje reference pro síťovací modifikaci etheru celulózy. .

1.Struktura a princip síťování éteru celulózy

Ether celulózyje druh derivátu celulózy, který se syntetizuje etherovou substituční reakcí tří alkoholových hydroxylových skupin na molekulách přírodní celulózy a halogenovaného alkanu nebo epoxidového alkanu. Vzhledem k rozdílnosti substituentů je struktura a vlastnosti etheru celulózy odlišné. Síťovací reakce etheru celulózy zahrnuje hlavně etherifikaci nebo esterifikaci -OH (OH na kruhu glukózové jednotky nebo -OH na substituentu nebo karboxylu na substituentu) a síťovacího činidla s binárními nebo více funkčními skupinami, takže dvě nebo více molekul etheru celulózy je spojeno dohromady za vzniku vícerozměrné prostorové síťové struktury. To je síťovaný éter celulózy.
Obecně řečeno, ether celulózy a síťovací činidlo vodného roztoku obsahujícího více -OH, jako je HEC, HPMC, HEMC, MC a CMC, mohou být etherifikovány nebo esterifikovány zesíťovány. Protože CMC obsahuje ionty karboxylových kyselin, funkční skupiny v síťovacím činidle mohou být esterifikovány zesíťovanými ionty karboxylových kyselin.
Po reakci -OH nebo -COO- v molekule éteru celulózy se síťovacím činidlem, v důsledku snížení obsahu ve vodě rozpustných skupin a vytvoření vícerozměrné síťové struktury v roztoku, jeho rozpustnost, reologie a mechanické vlastnosti bude změněno. Použitím různých síťovacích činidel pro reakci s etherem celulózy se zlepší aplikační výkonnost etheru celulózy. Byl připraven ether celulózy vhodný pro průmyslové použití.

2. Typy síťovacích činidel

2.1 Aldehydová síťovací činidla
Aldehydová síťovací činidla se týkají organických sloučenin obsahujících aldehydovou skupinu (-CHO), které jsou chemicky aktivní a mohou reagovat s hydroxylem, amoniakem, amidem a dalšími sloučeninami. Aldehydová síťovací činidla používaná pro celulózu a její deriváty zahrnují formaldehyd, glyoxal, glutaraldehyd, glyceraldehyd atd. Aldehydová skupina může snadno reagovat se dvěma -OH za vzniku acetalů za slabě kyselých podmínek a reakce je reverzibilní. Běžné ethery celulózy modifikované aldehydovými síťovacími činidly jsou HEC, HPMC, HEMC, MC, CMC a další vodné ethery celulózy.
Jedna aldehydová skupina je zesíťována dvěma hydroxylovými skupinami na molekulárním řetězci éteru celulózy a molekuly éteru celulózy jsou spojeny tvorbou acetalů, které tvoří síťovou prostorovou strukturu, aby se změnila její rozpustnost. V důsledku volné reakce -OH mezi aldehydovým síťovacím činidlem a etherem celulózy se snižuje množství molekulárních hydrofilních skupin, což má za následek špatnou rozpustnost produktu ve vodě. Proto řízením množství síťovacího činidla může mírné zesítění etheru celulózy zpozdit dobu hydratace a zabránit příliš rychlému rozpuštění produktu ve vodném roztoku, což má za následek místní aglomeraci.
Účinek aldehydového síťovacího etheru celulózy obecně závisí na množství aldehydu, pH, rovnoměrnosti síťovací reakce, době síťování a teplotě. Příliš vysoká nebo příliš nízká teplota zesíťování a pH způsobí nevratné zesítění v důsledku poloacetalu na acetal, což povede k tomu, že ether celulózy je zcela nerozpustný ve vodě. Množství aldehydu a rovnoměrnost síťovací reakce přímo ovlivňují stupeň síťování etheru celulózy.
Formaldehyd se méně používá pro síťování etheru celulózy kvůli jeho vysoké toxicitě a vysoké těkavosti. Dříve se formaldehyd používal spíše v oblasti nátěrů, lepidel, textilií a nyní je postupně nahrazován nízkotoxickými neformaldehydovými síťovadly. Síťovací účinek glutaraldehydu je lepší než účinek glyoxalu, ale má silný štiplavý zápach a cena glutaraldehydu je poměrně vysoká. Obecně se v průmyslu glyoxal běžně používá k zesíťování ve vodě rozpustného etheru celulózy, aby se zlepšila rozpustnost produktů. Obecně lze při pokojové teplotě, pH 5 ~ 7, za slabě kyselých podmínek provádět síťovací reakci. Po zesítění se doba hydratace a doba úplné hydratace etheru celulózy prodlouží a jev aglomerace se zeslabí. Ve srovnání s nezesíťujícími produkty je rozpustnost etheru celulózy lepší a v roztoku nebudou žádné nerozpuštěné produkty, což napomáhá průmyslovému použití. Když Zhang Shuangjian připravoval hydroxypropylmethylcelulózu, bylo před sušením nastříkáno zesíťující činidlo glyoxal, aby se získala instantní hydroxypropylmethylcelulóza s disperzí 100 %, která se při rozpouštění nelepila a měla rychlou disperzi a rozpouštění, což v praxi vyřešilo shlukování. aplikace a rozšířila aplikační pole.
V alkalickém stavu se přeruší reverzibilní proces tvorby acetalu, zkrátí se doba hydratace produktu a obnoví se vlastnosti rozpouštění etheru celulózy bez zesítění. Při přípravě a výrobě etheru celulózy se síťovací reakce aldehydů obvykle provádí po procesu etherační reakce, a to buď v kapalné fázi promývacího procesu, nebo v pevné fázi po odstředění. Obecně je při promývacím procesu rovnoměrnost zesíťovací reakce dobrá, ale zesíťovací účinek je špatný. Vzhledem k omezením technického zařízení je však rovnoměrnost zesíťování v pevné fázi špatná, ale účinek zesíťování je relativně lepší a množství použitého zesíťovacího činidla je relativně malé.
Aldehydy síťující činidla modifikovaný ve vodě rozpustný ether celulózy, kromě zlepšení jeho rozpustnosti, existují také zprávy, které lze použít ke zlepšení jeho mechanických vlastností, stability viskozity a dalších vlastností. Například Peng Zhang použil glyoxal k zesítění s HEC a prozkoumal vliv koncentrace zesíťovacího činidla, pH zesíťování a teploty zesíťování na pevnost HEC za mokra. Výsledky ukazují, že za optimálních podmínek zesítění se pevnost za mokra HEC vlákna po zesítění zvýší o 41,5 % a jeho výkon se výrazně zlepší. Zhang Jin použil k zesíťování CMC ve vodě rozpustnou fenolovou pryskyřici, glutaraldehyd a trichloracetaldehyd. Porovnáním vlastností měl roztok ve vodě rozpustné fenolové pryskyřice zesítěné CMC nejmenší snížení viskozity po vysokoteplotním zpracování, to znamená nejlepší teplotní odolnost.
2.2 Síťovací činidla na bázi karboxylových kyselin
Síťovací činidla na bázi karboxylových kyselin se týkají sloučenin polykarboxylových kyselin, včetně zejména kyseliny jantarové, kyseliny jablečné, kyseliny vinné, kyseliny citrónové a dalších binárních nebo polykarboxylových kyselin. Síťovadla na bázi karboxylových kyselin byla poprvé použita při zesíťování vláken tkanin, aby se zlepšila jejich hladkost. Mechanismus síťování je následující: karboxylová skupina reaguje s hydroxylovou skupinou molekuly celulózy za vzniku esterifikovaného zesíťovaného etheru celulózy. Welch a Yang a kol. byli první, kdo studoval síťovací mechanismus síťovacích činidel na bázi karboxylových kyselin. Proces síťování byl následující: za určitých podmínek se dvě sousední skupiny karboxylových kyselin v síťovacích činidlech karboxylových kyselin nejprve dehydratovaly za vzniku cyklického anhydridu a anhydrid reagoval s OH v molekulách celulózy za vzniku zesítěného etheru celulózy se síťovou prostorovou strukturou.
Síťovací činidla na bázi karboxylových kyselin obecně reagují s etherem celulózy obsahujícím hydroxylové substituenty. Vzhledem k tomu, že síťovací činidla na bázi karboxylových kyselin jsou ve vodě rozpustná a netoxická, byla v posledních letech široce používána při studiu dřeva, škrobu, chitosanu a celulózy.
Deriváty a další přírodní polymerní esterifikační síťovací modifikace, aby se zlepšila výkonnost jeho aplikační oblasti.
Hu Hanchang a kol. použil katalyzátor na bázi fosfornanu sodného k přijetí čtyř polykarboxylových kyselin s různými molekulárními strukturami: byly použity propantrikarboxylová kyselina (PCA), 1,2,3, 4-butantetrakarboxylová kyselina (BTCA), cis-CPTA, cis-CHHA (Cis-ChHA). na konečnou úpravu bavlněných tkanin. Výsledky ukázaly, že kruhová struktura bavlněné tkaniny pro konečnou úpravu polykarboxylových kyselin má lepší schopnost zotavení z mačkavosti. Molekuly cyklických polykarboxylových kyselin jsou potenciálně účinnými zesíťovacími činidly, protože mají větší tuhost a lepší zesíťovací účinek než molekuly karboxylové kyseliny.
Wang Jiwei a kol. použil směs kyseliny citrónové a acetanhydridu k esterifikaci a síťovací modifikaci škrobu. Testováním vlastností vodního rozlišení a průhlednosti pasty dospěli k závěru, že esterifikovaný zesítěný škrob má lepší stabilitu při zmrazování a rozmrazování, nižší průhlednost pasty a lepší viskozitní tepelnou stabilitu než škrob.
Skupiny karboxylových kyselin mohou zlepšit svou rozpustnost, biologickou odbouratelnost a mechanické vlastnosti po esterifikační síťovací reakci s aktivním -OH v různých polymerech a sloučeniny karboxylových kyselin mají netoxické nebo málo toxické vlastnosti, což má široké vyhlídky na síťovací modifikaci vody. rozpustný éter celulózy v potravinářské, farmaceutické kvalitě a v oblasti nátěrů.
2.3 Síťovací činidlo na bázi epoxidové sloučeniny
Epoxidové síťovací činidlo obsahuje dvě nebo více epoxidových skupin nebo epoxidové sloučeniny obsahující aktivní funkční skupiny. Působením katalyzátorů reagují epoxidové skupiny a funkční skupiny s -OH v organických sloučeninách za vzniku makromolekul se síťovou strukturou. Proto může být použit pro zesíťování etheru celulózy.
Viskozita a mechanické vlastnosti etheru celulózy mohou být zlepšeny epoxidovým síťováním. Epoxidy byly poprvé použity k ošetření vláken tkanin a vykazovaly dobrý konečný efekt. Existuje však jen málo zpráv o modifikaci zesíťování etheru celulózy epoxidy. Hu Cheng a kol. vyvinuli nové multifunkční síťovadlo na bázi epoxidové sloučeniny: EPTA, které zlepšilo úhel zotavení za mokra u skutečných hedvábných tkanin z 200° před úpravou na 280°. Navíc kladný náboj síťovacího činidla významně zvýšil rychlost barvení a rychlost absorpce tkanin z pravého hedvábí na kyselá barviva. Síťovací činidlo na bázi epoxidové sloučeniny používané Chen Xiaohui et al. : polyethylenglykol diglycidylether (PGDE) je zesíťován želatinou. Po zesítění má želatinový hydrogel vynikající elastické zotavení s nejvyšší mírou elastického zotavení až 98,03 %. Na základě studií o síťovací modifikaci přírodních polymerů, jako je tkanina a želatina centrálními oxidy v literatuře, má slibnou perspektivu také síťovací modifikace etheru celulózy epoxidy.
Epichlorhydrin (také známý jako epichlorhydrin) je běžně používané síťovací činidlo pro úpravu přírodních polymerních materiálů obsahujících -OH, -NH2 a další aktivní skupiny. Po síťování epichlorhydrinem se zlepší viskozita, odolnost vůči kyselinám a zásadám, teplotní odolnost, odolnost vůči solím, odolnost ve smyku a mechanické vlastnosti materiálu. Proto má aplikace epichlorhydrinu při síťování etherem celulózy velký výzkumný význam. Například Su Maoyao vyrobil vysoce adsorpční materiál pomocí epichlorhydrinem zesítěného CMC. Diskutoval o vlivu struktury materiálu, stupně substituce a stupně zesítění na adsorpční vlastnosti a zjistil, že hodnota retence vody (WRV) a hodnota retence solanky (SRV) produktu vyrobeného s asi 3 % síťovacího činidla se zvýšily o 26 krát, respektive 17 krát. Když Ding Changguang a spol. připravena extrémně viskózní karboxymethylcelulóza, po etherifikaci byl přidán epichlorhydrin pro zesítění. Pro srovnání, viskozita zesítěného produktu byla až o 51 % vyšší než viskozita nezesítěného produktu.
2.4 Síťovací činidla kyselina boritá
Boritá síťovací činidla zahrnují hlavně kyselinu boritou, borax, borát, organoboritan a další síťovací činidla obsahující boritan. Obecně se má za to, že mechanismus zesíťování spočívá v tom, že kyselina boritá (H3BO3) nebo boritan (B4O72-) tvoří v roztoku tetrahydroxyboritanový iont (B(OH)4-) a potom se dehydratuje s -Oh ve sloučenině. Vytvořte zesíťovanou sloučeninu se síťovou strukturou.
Síťovací činidla na bázi kyseliny borité se široce používají jako pomocné látky v lékařství, sklářském průmyslu, keramice, ropě a dalších oborech. Mechanická pevnost materiálu ošetřeného zesíťovacím činidlem na bázi kyseliny borité se zlepší a může být použit pro zesíťování etheru celulózy, aby se zlepšil jeho výkon.
V 60. letech 20. století byl anorganický bór (borax, kyselina boritá a tetraboritan sodný atd.) hlavním síťovacím činidlem používaným při vývoji štěpných kapalin na bázi vody na ropných a plynových polích. Borax byl prvním používaným síťovacím činidlem. Kvůli nedostatkům anorganického boru, jako je krátká doba zesíťování a špatná teplotní odolnost, se vývoj síťovacího činidla na bázi organického bóru stal aktivním bodem výzkumu. Výzkum organoboru začal v 90. letech 20. století. Díky svým vlastnostem odolnosti vůči vysokým teplotám, snadno rozlomitelnému lepidlu, řiditelnému zpožděnému zesíťování atd. dosáhl organoboron dobrého aplikačního efektu při štěpení ropných a plynových polí. Liu Ji a kol. vyvinuli polymerní síťovací činidlo obsahující skupinu kyseliny fenylborité, síťovací činidlo smíchané s kyselinou akrylovou a polyolovým polymerem s reakcí sukcinimidesterové skupiny, výsledné biologické lepidlo má vynikající komplexní výkon, může vykazovat dobrou adhezi a mechanické vlastnosti ve vlhkém prostředí a může být jednodušší adheze. Yang Yang a kol. vyrobili vysokoteplotně odolné zesíťovací činidlo na bázi zirkoniumboru, které bylo použito k zesíťování kapaliny na bázi guanidinového gelu štěpící kapaliny, a značně zlepšilo teplotní a smykovou odolnost štěpící kapaliny po zpracování zesíťováním. Byla popsána modifikace etheru karboxymethylcelulózy síťovacím činidlem na bázi kyseliny borité v ropném vrtném výplachu. Díky své speciální struktuře může být použit v lékařství a stavebnictví
Síťování éteru celulózy ve stavebnictví, nátěrech a dalších oborech.
2.5 Fosfidové síťovací činidlo
Fosfátová síťovací činidla zahrnují hlavně fosfortrichloroxy (fosfoacylchlorid), trimetafosforečnan sodný, tripolyfosforečnan sodný atd. Mechanismus síťování spočívá v tom, že PO vazba nebo vazba P-Cl je esterifikována molekulárním -OH ve vodném roztoku za vzniku difosforečnanu, který tvoří síťovou strukturu .
Fosfidové zesíťovací činidlo díky netoxické nebo nízké toxicitě, široce používané v potravinářství, modifikaci zesíťování polymerního materiálu v medicíně, jako je škrob, chitosan a další přírodní polymerní síťovací ošetření. Výsledky ukazují, že želatinační a bobtnací vlastnosti škrobu mohou být významně změněny přidáním malého množství fosfidového síťovacího činidla. Po zesítění škrobu se teplota želatinace zvyšuje, stabilita pasty se zlepšuje, odolnost vůči kyselinám je lepší než u původního škrobu a zvyšuje se pevnost filmu.
Existuje také mnoho studií o síťování chitosanu s fosfidovým síťovacím činidlem, které může zlepšit jeho mechanickou pevnost, chemickou stabilitu a další vlastnosti. V současné době neexistují žádné zprávy o použití fosfidového zesíťovacího činidla pro zesíťování etherem celulózy. Protože éter celulózy a škrob, chitosan a další přírodní polymery obsahují aktivnější -OH a fosfidové zesíťující činidlo má netoxické nebo fyziologické vlastnosti s nízkou toxicitou, jeho aplikace ve výzkumu zesíťování éterem celulózy má také potenciální vyhlídky. Jako CMC používané v potravinách, zubní pasta s modifikací fosfidového síťovacího činidla, může zlepšit jeho zahušťování a reologické vlastnosti. MC, HPMC a HEC používané v oblasti medicíny lze zlepšit fosfidovým síťovacím činidlem.
2.6 Jiná síťovací činidla
Výše uvedené aldehydy, epoxidy a etherové síťování celulózy patří k etherifikačnímu síťování, karboxylová kyselina, kyselina boritá a fosfidové síťovací činidlo patří k esterifikačnímu síťování. Kromě toho síťovací činidla používaná pro síťování etheru celulózy také zahrnují isokyanátové sloučeniny, dusíkaté hydroxymethylové sloučeniny, sulfhydrylové sloučeniny, kovová síťovací činidla, organokřemičitá síťovací činidla atd. Společnou charakteristikou její molekulární struktury je, že molekula obsahuje více funkčních skupin, které jsou snadno reaguje s -OH a po zesíťování může tvořit vícerozměrnou síťovou strukturu. Vlastnosti síťovacích produktů souvisí s typem síťovacího činidla, stupněm síťování a podmínkami síťování.
Badit · Pabin · Condu et al. použil toluendiisokyanát (TDI) k zesíťování methylcelulózy. Po zesítění se teplota skelného přechodu (Tg) zvýšila se zvýšením procenta TDI a zlepšila se stabilita jeho vodného roztoku. TDI se také běžně používá pro modifikaci síťování v lepidlech, nátěrech a dalších oblastech. Po úpravě dojde ke zlepšení adhezivních vlastností, teplotní odolnosti a voděodolnosti fólie. Proto může TDI zlepšit výkon éteru celulózy používaného ve stavebnictví, nátěrech a lepidlech modifikací síťování.
Technologie disulfidového síťování je široce používána při modifikaci lékařských materiálů a má určitou výzkumnou hodnotu pro síťování produktů éteru celulózy v oblasti medicíny. Shu Shujun a kol. spojil β-cyklodextrin s mikrokuličkami oxidu křemičitého, zesíťoval merkaptoylovaný chitosan a glukan přes gradientní obalovou vrstvu a odstranil mikrokuličky oxidu křemičitého, aby se získaly disulfidem zesíťované nanokapsle, které vykazovaly dobrou stabilitu při simulovaném fyziologickém pH.
Kovová síťovadla jsou převážně anorganické a organické sloučeniny s vysokými ionty kovů, jako jsou Zr(IV), Al(III), Ti(IV), Cr(III) a Fe(III). Vysoké kovové ionty jsou polymerovány za vzniku vícejaderných hydroxylových můstkových iontů prostřednictvím hydratace, hydrolýzy a hydroxylového můstku. Obecně se má za to, že k zesíťování vysokovalenčních kovových iontů dochází hlavně prostřednictvím vícejaderných hydroxylových můstkových iontů, které se snadno kombinují se skupinami karboxylových kyselin za vzniku vícerozměrných polymerů prostorové struktury. Xu Kai a kol. studoval reologické vlastnosti drahých kovových síťovaných karboxymethyl hydroxypropylcelulózy (CMHPC) řady Zr(IV), Al(III), Ti(IV), Cr(III) a Fe(III) a tepelnou stabilitu, filtrační ztráty , kapacita suspendovaného písku, zbytky po rozbití lepidla a kompatibilita se solí po aplikaci. Výsledky ukázaly, že kovové zesíťovadlo má vlastnosti požadované pro cementační činidlo kapaliny štěpící ropné vrty.

3. Zlepšení výkonu a technický vývoj etheru celulózy modifikací síťování

3.1 Barva a konstrukce
Éter celulózy hlavně HEC, HPMC, HEMC a MC se více používají v oblasti stavebnictví, nátěrů, tento druh éteru celulózy musí mít dobrou odolnost proti vodě, zahušťování, odolnost vůči soli a teplotě, odolnost ve smyku, často se používá v cementové maltě, latexové barvě , lepidlo na keramické dlaždice, barva na vnější stěny, lak a tak dále. Vzhledem k budově musí mít požadavky na nátěrové pole materiálů dobrou mechanickou pevnost a stabilitu, obecně zvolte síťovací činidlo typu etherifikace pro modifikaci síťování etheru celulózy, jako je použití epoxidového halogenovaného alkanu, síťovací činidlo kyseliny borité pro jeho síťování, může zlepšit produkt viskozita, odolnost vůči solím a teplotám, odolnost ve smyku a mechanické vlastnosti.
3.2 Oblasti lékařství, potravinářství a denních chemikálií
MC, HPMC a CMC ve vodě rozpustném etheru celulózy se často používají ve farmaceutických potahových materiálech, farmaceutických přísadách s pomalým uvolňováním a kapalných farmaceutických zahušťovadlech a stabilizátorech emulzí. CMC lze také použít jako emulgátor a zahušťovadlo v jogurtech, mléčných výrobcích a zubních pastách. HEC a MC se používají v každodenní chemické oblasti k zahušťování, dispergování a homogenizaci. Protože oblast lékařství, potravinářství a denní chemické kvality vyžaduje materiály bezpečné a netoxické, lze pro tento druh éteru celulózy použít kyselinu fosforečnou, síťovací činidlo na bázi karboxylové kyseliny, síťovací činidlo na bázi sulfhydrylu atd. zlepšit viskozitu produktu, biologickou stabilitu a další vlastnosti.
HEC se zřídka používá v oblasti medicíny a potravin, ale protože HEC je neiontový ether celulózy se silnou rozpustností, má své jedinečné výhody oproti MC, HPMC a CMC. V budoucnu bude síťován bezpečnými a netoxickými síťovacími činidly, které budou mít velký rozvojový potenciál v oblasti medicíny a potravinářství.
3.3 Oblasti těžby ropy a výroby
CMC a ether karboxylované celulózy se běžně používají jako činidlo pro úpravu průmyslového vrtného kalu, činidlo pro ztrátu tekutiny, zahušťovací činidlo. Jako neiontový éter celulózy je HEC také široce používán v oblasti ropných vrtů díky svému dobrému zahušťovacímu účinku, silné kapacitě a stabilitě pískové suspenze, tepelné odolnosti, vysokému obsahu soli, nízkému odporu potrubí, menší ztrátě kapaliny, rychlé gumě lámání a nízké zbytky. V současné době se více zkoumá použití síťovacích činidel na bázi kyseliny borité a síťovacích činidel na bázi kovů k modifikaci CMC používaných v oblasti ropných vrtů, výzkum neiontové modifikace síťování etheru celulózy uvádí méně, ale hydrofobní modifikace neiontového etheru celulózy, která ukazuje významnou viskozita, odolnost vůči teplotě a solím a stabilita ve smyku, dobrá disperze a odolnost proti biologické hydrolýze. Po zesíťování kyselinou boritou, kovem, epoxidem, epoxidovými halogenovanými alkany a dalšími síťovacími činidly zlepšil ether celulózy používaný při ropných vrtech a výrobě své zahušťování, odolnost vůči solím a teplotám, stabilitu atd., což má velkou perspektivu použití v budoucnost.
3.4 Další pole
Éter celulózy díky zahušťování, emulgaci, filmotvorbě, koloidní ochraně, zadržování vlhkosti, přilnavosti, anti-senzitivitě a dalším vynikajícím vlastnostem, hojněji využívaný, kromě výše uvedených oborů, také v papírenství, keramice, textilním tisku a barvení, polymerizační reakce a další obory. Podle požadavků na vlastnosti materiálu v různých oblastech lze pro modifikaci síťování použít různá síťovací činidla, aby byly splněny aplikační požadavky. Obecně lze síťovaný ether celulózy rozdělit do dvou kategorií: etherifikovaný síťovaný ether celulózy a esterifikovaný síťovaný ether celulózy. Aldehydy, epoxidy a další síťovadla reagují s -Oh na etheru celulózy za vzniku vazby ether-kyslík (-O-), která patří mezi etherifikační síťovadla. Karboxylová kyselina, fosfid, kyselina boritá a další síťovací činidla reagují s -OH na etheru celulózy za vzniku esterových vazeb, patřících k esterifikačním síťovacím činidlům. Karboxylová skupina v CMC reaguje s -OH v síťovacím činidle za vzniku esterifikovaného zesíťovaného etheru celulózy. V současné době existuje jen málo výzkumů o tomto druhu síťovací modifikace a stále je zde prostor pro vývoj v budoucnu. Protože stabilita etherové vazby je lepší než stabilita esterové vazby, má zesítěný celulózový ether etherového typu silnější stabilitu a mechanické vlastnosti. Podle různých aplikačních oblastí může být vybráno vhodné síťovací činidlo pro modifikaci síťování etherem celulózy, aby se získaly produkty, které splňují potřeby aplikace.

4. Závěr

V současné době průmysl používá glyoxal k zesítění etheru celulózy, aby se zpomalila doba rozpouštění, aby se vyřešil problém spékání produktu během rozpouštění. Glyoxal zesíťovaný ether celulózy může pouze změnit svou rozpustnost, ale nemá žádné zjevné zlepšení ostatních vlastností. V současné době se zřídka studuje použití jiných síťovacích činidel jiných než glyoxal pro síťování etherem celulózy. Vzhledem k tomu, že éter celulózy je široce používán v ropných vrtech, stavebnictví, nátěrech, potravinářství, lékařství a dalších průmyslových odvětvích, jeho rozpustnost, reologie, mechanické vlastnosti hrají zásadní roli při jeho aplikaci. Prostřednictvím modifikace síťování může zlepšit výkon své aplikace v různých oblastech tak, aby vyhovovala potřebám aplikace. Například karboxylová kyselina, kyselina fosforečná, síťovací činidlo na bázi kyseliny borité pro esterifikaci etheru celulózy může zlepšit její aplikační výkonnost v oblasti potravin a medicíny. Aldehydy však nelze použít v potravinářském a lékařském průmyslu kvůli jejich fyziologické toxicitě. Kyselina boritá a kov zesíťující činidla jsou užitečná pro zlepšení výkonu kapaliny na štěpení ropy a plynu po zesíťování éteru celulózy používaného při vrtání ropy. Jiná alkylová síťovací činidla, jako je epichlorhydrin, mohou zlepšit viskozitu, reologické vlastnosti a mechanické vlastnosti etheru celulózy. S neustálým rozvojem vědy a techniky se neustále zlepšují požadavky různých průmyslových odvětví na vlastnosti materiálů. Aby byly splněny požadavky na výkon éteru celulózy v různých oblastech použití, má budoucí výzkum síťování éteru celulózy široké vyhlídky na rozvoj.