Vees lahustuvad tsellulooseetri derivaadid

Tutvustati erinevate ristsiduvate ainete ja vees lahustuva tsellulooseetri ristsidumise mehhanismi, rada ja omadusi. Ristsidumise modifitseerimisega saab vees lahustuva tsellulooseetri viskoossust, reoloogilisi omadusi, lahustuvust ja mehaanilisi omadusi oluliselt parandada, et parandada selle kasutusomadusi. Vastavalt erinevate ristsildajate keemilisele struktuurile ja omadustele tehti kokkuvõte tsellulooseetri ristsidumise modifikatsioonireaktsioonide tüübid ning erinevate ristsildajate arengusuunad erinevates tsellulooseetri kasutusvaldkondades. Pidades silmas ristsidumisega modifitseeritud vees lahustuva tsellulooseetri suurepärast jõudlust ja väheseid uuringuid nii kodu- kui välismaal, on tulevasel tsellulooseetri ristsiduval modifikatsioonil laialdased arenguväljavaated. See on asjaomastele teadlastele ja tootmisettevõtetele viitamiseks.
Märksõnad: ristsidumise modifikatsioon; tselluloosi eeter; Keemiline struktuur; Lahustuvus; Rakenduse jõudlus

Tsellulooseeter tänu oma suurepärasele jõudlusele paksendava ainena, vett kinnipidava ainena, liimi, sideaine ja dispergeeriva ainena, kaitsekolloidina, stabilisaatorina, suspensioonina, emulgaatorina ja kilet moodustava ainena, mida kasutatakse laialdaselt katmis-, ehitus-, nafta-, igapäevaste kemikaalide, toiduainete valmistamisel. ning meditsiin ja muud tööstusharud. Tsellulooseeter sisaldab peamiselt metüültselluloosi,hüdroksüetüültselluloos,karboksümetüültselluloos, etüültselluloos, hüdroksüpropüülmetüültselluloos, hüdroksüetüülmetüültselluloos ja muud tüüpi segaeetrid. Tsellulooseeter valmistatakse puuvillakiust või puidukiust leelistamise, eeterdamise, pesemise tsentrifuugimise, kuivatamise, jahvatusprotsessi abil, eeterdamisvahendite kasutamisel kasutatakse tavaliselt halogeenitud alkaani või epoksüalkaani.
Kuid vees lahustuva tselluloosi eetri pealekandmisprotsessis tekib tõenäosus, et tekib eriline keskkond, näiteks kõrge ja madal temperatuur, happe-aluse keskkond, keeruline ioonkeskkond, need keskkonnad põhjustavad paksenemist, lahustuvust, veepeetust, adhesiooni, Liim, stabiilne suspensioon ja vees lahustuva tsellulooseetri emulgeerimine on tugevalt mõjutatud ning põhjustavad isegi selle funktsionaalsuse täielikku kaotust.
Tsellulooseetri kasutusomaduste parandamiseks on vaja läbi viia ristsidumine, kasutades erinevaid ristsiduvaid aineid, toote jõudlus on erinev. Tuginedes erinevat tüüpi ristsiduvate ainete ja nende ristsidumismeetodite uurimisele, mis on kombineeritud ristsidumise tehnoloogiaga tööstuslikus tootmisprotsessis, käsitleb käesolev artikkel tsellulooseetri ristsidumist erinevat tüüpi ristsiduvate ainetega, pakkudes viiteid tsellulooseetri ristsidumise modifikatsioonile. .

1. Tsellulooseetri struktuur ja ristsidumise põhimõte

Tselluloosi eeteron teatud tüüpi tselluloosi derivaadid, mis sünteesitakse kolme alkoholi hüdroksüülrühma eetri asendusreaktsioonil looduslikel tselluloosi molekulidel ja halogeenitud alkaanil või epoksiidalkaanil. Asendajate erinevuse tõttu on tsellulooseetri struktuur ja omadused erinevad. Tsellulooseetri ristsidumise reaktsioon hõlmab peamiselt -OH (glükoosiühiku ringis OH või asendajal -OH või asendajal karboksüülrühma) ja ristsiduva aine eeterdamist või esterdamist kahe- või mitme funktsionaalrühmaga, nii et kaks või rohkem tselluloosi eetri molekule on omavahel seotud, moodustades mitmemõõtmelise ruumilise võrgustruktuuri. See on ristseotud tsellulooseeter.
Üldiselt võib tselluloosi eetri ja rohkem -OH sisaldava vesilahuse ristsiduva aine, nagu HEC, HPMC, HEMC, MC ja CMC, eeterdada või esterdada ristseotud. Kuna CMC sisaldab karboksüülhappeioone, saab ristsildava aine funktsionaalrühmi esterdada ja ristseotud karboksüülhappeioonidega.
Pärast -OH või -COO- reaktsiooni tsellulooseetri molekulis ristsiduva ainega, mis on tingitud vees lahustuvate rühmade sisalduse vähenemisest ja mitmemõõtmelise võrkstruktuuri moodustumisest lahuses, selle lahustuvus, reoloogia ja mehaanilised omadused muudetakse. Kasutades tsellulooseetriga reageerimiseks erinevaid ristsiduvaid aineid, paraneb tsellulooseetri kasutusomadus. Valmistati tööstuslikuks kasutamiseks sobiv tsellulooseeter.

2. Ristsiduvate ainete tüübid

2.1 Aldehüüdid ristsiduvad ained
Aldehüüdi ristsiduvad ained viitavad orgaanilistele ühenditele, mis sisaldavad aldehüüdrühma (-CHO), mis on keemiliselt aktiivsed ja võivad reageerida hüdroksüül-, ammoniaagi-, amiidi- ja muude ühenditega. Tselluloosi ja selle derivaatide jaoks kasutatavate aldehüüdi ristsiduvate ainete hulka kuuluvad formaldehüüd, glüoksaal, glutaaraldehüüd, glütseraldehüüd jne. Aldehüüdrühm võib nõrgalt happelistes tingimustes kergesti reageerida kahe -OH-ga, moodustades atsetaale ja reaktsioon on pöörduv. Levinud tselluloosi eetrid, mida on modifitseeritud aldehüüdide ristsiduvate ainetega, on HEC, HPMC, HEMC, MC, CMC ja muud tselluloosi vesilahused.
Üks aldehüüdrühm on ristseotud kahe hüdroksüülrühmaga tsellulooseetri molekulaarahelas ja tsellulooseetri molekulid ühendatakse atsetaalide moodustumise kaudu, moodustades võrguruumi struktuuri, et muuta selle lahustuvust. Aldehüüdi ristsildava aine ja tsellulooseetri vahelise vaba -OH reaktsiooni tõttu väheneb molekulaarsete hüdrofiilsete rühmade hulk, mille tulemuseks on toote halb lahustuvus vees. Seetõttu võib tsellulooseetri mõõdukas ristsidumine ristsiduva aine koguse kontrollimisel hüdratatsiooniaega edasi lükata ja takistada toote liiga kiiret lahustumist vesilahuses, mille tulemuseks on lokaalne aglomeratsioon.
Aldehüüdi ristsiduva tsellulooseetri toime sõltub üldiselt aldehüüdi kogusest, pH-st, ristsidumise reaktsiooni ühtlusest, ristsidumise ajast ja temperatuurist. Liiga kõrge või liiga madal ristsidumise temperatuur ja pH põhjustavad poolatsetaalist atsetaaliks pöördumatut ristsidumist, mille tulemuseks on vees täielikult lahustumatu tsellulooseeter. Aldehüüdi kogus ja ristsidumise reaktsiooni ühtlus mõjutavad otseselt tsellulooseetri ristsidumise astet.
Formaldehüüdi kasutatakse tsellulooseetri ristsidumiseks vähem selle kõrge toksilisuse ja lenduvuse tõttu. Varem kasutati formaldehüüdi rohkem katete, liimide, tekstiilide valdkonnas ja nüüd on see järk-järgult asendatud madala mürgisusega mitteformaldehüüdi ristsiduvate ainetega. Glutaraldehüüdi ristsiduv toime on parem kui glüoksaalil, kuid sellel on tugev terav lõhn ja glutaaraldehüüdi hind on suhteliselt kõrge. Üldiselt kasutatakse tööstuses glüoksaali tavaliselt vees lahustuva tsellulooseetri ristsidumiseks, et parandada toodete lahustuvust. Tavaliselt saab ristsildamisreaktsiooni läbi viia toatemperatuuril, pH 5-7, nõrgad happelised tingimused. Pärast ristsidumist pikeneb tsellulooseetri hüdratatsiooniaeg ja täielik hüdratatsiooniaeg ning aglomeratsiooninähtus nõrgeneb. Võrreldes mitte-ristsiduvate toodetega on tsellulooseetri lahustuvus parem ja lahuses ei ole lahustumata tooteid, mis soodustab tööstuslikku kasutamist. Kui Zhang Shuangjian valmistas hüdroksüpropüülmetüültselluloosi, pihustati enne kuivatamist ristsiduvat ainet glüoksaali, et saada lahustuv hüdroksüpropüülmetüültselluloos, mille dispersioon oli 100%, mis lahustamisel kokku ei kleepunud ning millel oli kiire dispersioon ja lahustuvus, mis lahendas kimpude kokkupanemise praktiliselt. rakendust ja laiendas rakendusvälja.
Aluselises olekus katkeb atsetaali moodustumise pöörduv protsess, toote hüdratatsiooniaeg lüheneb ja tsellulooseetri lahustumisomadused ilma ristsidumiseta taastuvad. Tsellulooseetri valmistamisel ja tootmisel viiakse aldehüüdide ristsidumise reaktsioon tavaliselt läbi pärast eeterdamisreaktsiooni protsessi kas pesuprotsessi vedelas faasis või tsentrifuugimise järel tahkes faasis. Üldiselt on pesuprotsessis ristsidumise reaktsiooni ühtlus hea, kuid ristsidumise efekt on halb. Kuid tehniliste seadmete piirangute tõttu on ristsidumise ühtlus tahkes faasis halb, kuid ristsidumise efekt on suhteliselt parem ja kasutatud ristsildava aine kogus on suhteliselt väike.
Aldehüüdid ristsiduvad ained muutsid vees lahustuvat tsellulooseetrit, lisaks lahustuvuse parandamisele on ka teateid, mida saab kasutada selle mehaaniliste omaduste, viskoossuse stabiilsuse ja muude omaduste parandamiseks. Näiteks kasutas Peng Zhang glüoksaali HEC-ga ristsidumiseks ja uuris ristsiduva aine kontsentratsiooni, ristsidumise pH ja ristsidumise temperatuuri mõju HEC märgtugevusele. Tulemused näitavad, et optimaalsete ristsidumise tingimustes suureneb HEC-kiu märgtugevus pärast ristsidumist 41,5% ja selle jõudlus paraneb oluliselt. Zhang Jin kasutas CMC ristsidumiseks vees lahustuvat fenoolvaiku, glutaaraldehüüdi ja trikloroatsetaldehüüdi. Omaduste võrdlemisel oli vees lahustuva fenoolvaiguga ristseotud CMC lahusel pärast kõrgel temperatuuril töötlemist kõige väiksem viskoossuse langus, st parim temperatuuritaluvus.
2.2 Karboksüülhappe ristsiduvad ained
Karboksüülhappe ristsiduvad ained viitavad polükarboksüülhappeühenditele, sealhulgas peamiselt merevaikhape, õunhape, viinhape, sidrunhape ja muud binaarsed või polükarboksüülhapped. Karboksüülhappe ristsildajaid kasutati esmakordselt kangakiudude ristsidumisel, et parandada nende siledust. Ristsidumise mehhanism on järgmine: karboksüülrühm reageerib tselluloosi molekuli hüdroksüülrühmaga, saades esterdatud ristseotud tselluloosi eetri. Welch ja Yang jt. olid esimesed, kes uurisid karboksüülhappe ristsidujate ristsidumise mehhanismi. Ristsidumise protsess oli järgmine: teatud tingimustel dehüdreerusid karboksüülhappe ristsidujate kaks kõrvuti asetsevat karboksüülhapperühma, moodustades tsüklilise anhüdriidi, ja anhüdriid reageeris tselluloosi molekulides oleva OH-ga, moodustades võrgustiku ruumilise struktuuriga ristseotud tsellulooseetri.
Karboksüülhappe ristsiduvad ained reageerivad üldiselt hüdroksüülasendajaid sisaldava tsellulooseetriga. Kuna karboksüülhappe ristsiduvad ained on vees lahustuvad ja mittetoksilised, on neid viimastel aastatel laialdaselt kasutatud puidu, tärklise, kitosaani ja tselluloosi uurimisel.
Derivaadid ja muud loodusliku polümeeri esterdamise ristsidumise modifikatsioonid, et parandada selle rakendusvaldkonna toimivust.
Hu Hanchang et al. kasutas naatriumhüpofosfitkatalüsaatorit nelja erineva molekulaarstruktuuriga polükarboksüülhappe vastuvõtmiseks: kasutati propaantrikarboksüülhapet (PCA), 1,2,3, 4-butaantetrakarboksüülhapet (BTCA), cis-CPTA, cis-CHHA (Cis-ChHA). puuvillaste kangaste viimistlemiseks. Tulemused näitasid, et polükarboksüülhappega viimistlusega puuvillase kanga ringikujulisel struktuuril on parem kortsude taastamine. Tsüklilised polükarboksüülhappemolekulid on potentsiaalselt tõhusad ristsiduvad ained, kuna neil on suurem jäikus ja parem ristsiduv toime kui ahela karboksüülhappemolekulid.
Wang Jiwei jt. kasutas tärklise esterdamiseks ja ristsidumiseks modifitseerimiseks sidrunhappe ja äädikhappe anhüdriidi segu. Testides veelahutusvõime ja pasta läbipaistvuse omadusi, jõudsid nad järeldusele, et esterdatud ristseotud tärklisel on parem külmumis-sulamisstabiilsus, madalam pasta läbipaistvus ja parem viskoossuse termiline stabiilsus kui tärklisel.
Karboksüülhapperühmad võivad parandada nende lahustuvust, biolagunevust ja mehaanilisi omadusi pärast esterdamise ristsildamisreaktsiooni aktiivse -OH-ga erinevates polümeerides ning karboksüülhappeühenditel on mittetoksilised või vähetoksilised omadused, millel on laialdased väljavaated vee ristsidumise modifikatsiooniks. lahustuv tsellulooseeter toidu-, farmaatsia- ja katteväljadel.
2.3 Epoksüühendist ristsildav aine
Epoksüristsildav aine sisaldab kahte või enamat epoksürühma või aktiivseid funktsionaalrühmi sisaldavaid epoksüühendeid. Katalüsaatorite toimel reageerivad epoksürühmad ja funktsionaalrühmad orgaanilistes ühendites sisalduva -OH-ga, tekitades võrgustruktuuriga makromolekule. Seetõttu saab seda kasutada tsellulooseetri ristsidumiseks.
Tsellulooseetri viskoossust ja mehaanilisi omadusi saab parandada epoksüristsidestamise abil. Epoksiide kasutati esmalt kangakiudude töötlemiseks ja neil oli hea viimistlusefekt. Siiski on vähe teateid tsellulooseetri ristsidumise kohta epoksiididega. Hu Cheng jt töötasid välja uue multifunktsionaalse epoksüühendist ristsildaja: EPTA, mis parandas ehtsa siidkanga märja elastsuse taastumisnurka 200º-lt enne töötlemist 280º-ni. Veelgi enam, ristsildaja positiivne laeng suurendas märkimisväärselt tõelise siidkanga värvimiskiirust ja happevärvide neeldumiskiirust. Chen Xiaohui et al. kasutatud epoksüühendi ristsildamisaine. : polüetüleenglükooldiglütsidüüleeter (PGDE) on ristseotud želatiiniga. Pärast ristsidumist on želatiinhüdrogeelil suurepärane elastse taastumise jõudlus, kõrgeima elastsuse taastumise määr kuni 98,03%. Looduslike polümeeride, näiteks kanga ja želatiini ristsidumise modifitseerimise tsentraalsete oksiididega kirjanduses tehtud uuringute põhjal on paljulubav väljavaade ka tsellulooseetri ristsidumisel epoksiididega.
Epiklorohüdriin (tuntud ka kui epiklorohüdriin) on tavaliselt kasutatav ristsiduv aine looduslike polümeermaterjalide töötlemiseks, mis sisaldavad -OH, -NH2 ja teisi aktiivseid rühmi. Pärast epiklorohüdriini ristsidumist paraneb materjali viskoossus, happe- ja leelisekindlus, temperatuurikindlus, soolakindlus, nihkekindlus ja materjali mehaanilised omadused. Seetõttu on epiklorohüdriini kasutamisel tsellulooseetri ristsidumisel suur teaduslik tähtsus. Näiteks valmistas Su Maoyao väga adsorbeeriva materjali, kasutades epikloorhüdriiniga ristseotud CMC-d. Ta arutas materjali struktuuri, asendusastme ja ristsidumise astme mõju adsorptsiooniomadustele ning leidis, et umbes 3% ristsiduva ainega valmistatud toote veeretentsiooniväärtus (WRV) ja soolvee retentsiooniväärtus (SRV) suurenesid 26 võrra. korda ja 17 korda. Kui Ding Changguang et al. valmistatud üliviskoosne karboksümetüültselluloos, ristsidumiseks lisati pärast eeterdamist epiklorohüdriini. Võrdluseks, ristseotud toote viskoossus oli kuni 51% kõrgem kui ristseotud toote viskoossus.
2.4 Boorhappe ristsiduvad ained
Boorristsildavate ainete hulka kuuluvad peamiselt boorhape, booraks, boraat, organoboraat ja muud boraati sisaldavad ristsiduvad ained. Üldiselt arvatakse, et ristsidumise mehhanism seisneb selles, et boorhape (H3BO3) või boraat (B4O72-) moodustab lahuses tetrahüdroksüboraadi iooni (B(OH)4-) ja seejärel dehüdreerub koos ühendis sisalduva -Oh-ga. Moodustage võrgustruktuuriga ristseotud ühend.
Boorhappe ristsildajaid kasutatakse laialdaselt abiainetena meditsiinis, klaasis, keraamikas, naftatööstuses ja muudes valdkondades. Boorhappe ristsiduva ainega töödeldud materjali mehaaniline tugevus paraneb ja seda saab kasutada tsellulooseetri ristsidumiseks, et parandada selle jõudlust.
1960. aastatel oli anorgaaniline boor (booraks, boorhape ja naatriumtetraboraat jt) peamine ristsiduv aine, mida kasutati nafta- ja gaasiväljade veepõhise purustamisvedeliku väljatöötamisel. Booraks oli varaseim kasutatud ristsildav aine. Anorgaanilise boori puuduste tõttu, nagu lühike ristsidumise aeg ja halb temperatuuritaluvus, on boororgaanilise ristsildava aine väljatöötamine muutunud uurimistööks. Organoboori uurimine algas 1990. aastatel. Tänu oma kõrgele temperatuurile vastupidavusele, kergesti purunevale liimile, kontrollitavale viivitatud ristsidumisele jne on orgaaniline boor saavutanud hea kasutusefekti nafta- ja gaasiväljade purustamisel. Liu Ji et al. välja töötanud polümeeri ristsildava aine, mis sisaldab fenüülboorhappe rühma, akrüülhappe ja polüoolpolümeeriga segatud ristsiduvat ainet suktsiinimiidesterrühma reaktsiooniga, saadud bioloogilisel liimil on suurepärane kõikehõlmav jõudlus, sellel on hea adhesioon ja mehaanilised omadused niiskes keskkonnas ning lihtsam adhesioon. Yang Yang et al. valmistas kõrge temperatuurikindla tsirkooniumboori ristsiduva aine, mida kasutati purustamisvedeliku guanidiingeeli baasvedeliku ristsidumiseks, ning parandas oluliselt purustamisvedeliku temperatuuri ja nihkekindlust pärast ristsiduvat töötlemist. On teatatud karboksümetüültsellulooseetri modifitseerimisest boorhappe ristsiduva ainega nafta puurimisvedelikus. Oma erilise struktuuri tõttu saab seda kasutada meditsiinis ja ehituses
Tsellulooseetri ristsidumine ehituses, katmises ja muudes valdkondades.
2.5 Fosfiidristsildav aine
Fosfaatide ristsiduvad ained hõlmavad peamiselt fosfortriklorooksü (fosfoatsüülkloriid), naatriumtrimetafosfaati, naatriumtripolüfosfaati jne. Ristsidumise mehhanism seisneb selles, et PO-side või P-Cl-side esterdatakse vesilahuses molekulaarse -OH-ga, moodustades difosfaadi, moodustades võrgustiku struktuuri. .
Mittetoksilise või madala toksilisuse tõttu ristsildav fosfiid, mida kasutatakse laialdaselt toidus, meditsiinis, polümeermaterjalide ristsidumise modifikatsioonis, nagu tärklis, kitosaan ja muud looduslikud polümeerid. Tulemused näitavad, et tärklise želatiniseerumis- ja paisumisomadusi saab märkimisväärselt muuta, lisades väikeses koguses ristsildava fosfiidi. Pärast tärklise ristsidumist tõuseb želatiniseerumistemperatuur, paraneb pasta stabiilsus, happekindlus on parem kui algsel tärklisel ja kile tugevus suureneb.
Samuti on tehtud palju uuringuid kitosaani ristsidumise kohta fosfiidiga ristsiduva ainega, mis võib parandada selle mehaanilist tugevust, keemilist stabiilsust ja muid omadusi. Praegu puuduvad aruanded fosfiidristsildava aine kasutamise kohta tsellulooseetri ristsidumiseks. Kuna tsellulooseeter ja tärklis, kitosaan ja teised looduslikud polümeerid sisaldavad aktiivsemat -OH-d ning fosfiidist ristsildaval ainel on mittetoksilised või madala toksilisusega füsioloogilised omadused, on selle rakendamisel ka tsellulooseetri ristsidumise uuringutes potentsiaalseid väljavaateid. Näiteks toidus kasutatav CMC, hambapasta klassi väljal koos fosfiidse ristsiduva aine modifikatsiooniga, võib parandada selle paksenemist ja reoloogilisi omadusi. Meditsiinivaldkonnas kasutatavaid MC, HPMC ja HEC saab parandada fosfiidristsildava ainega.
2.6 Muud ristsiduvad ained
Ülaltoodud aldehüüdide, epoksiidide ja tsellulooseetri ristsidumine kuuluvad eeterdava ristsidumise alla, karboksüülhape, boorhape ja fosfiidristsildamine esterdava ristsidumise alla. Lisaks hõlmavad tsellulooseetri ristsidumiseks kasutatavad ristsiduvad ained ka isotsüanaatühendeid, lämmastikhüdroksümetüülühendeid, sulfhüdrüülühendeid, metallide ristsiduvaid aineid, räniorgaanilisi ristsiduvaid aineid jne. Selle molekulaarstruktuuri ühiseks tunnuseks on see, et molekul sisaldab mitmeid funktsionaalseid rühmi, mis on lihtne reageerida -OH-ga ja võib pärast ristsidumist moodustada mitmemõõtmelise võrgustruktuuri. Ristsiduvate toodete omadused on seotud ristsildava aine tüübi, ristsidumise astme ja ristsidumise tingimustega.
Badit · Pabin · Condu jt. kasutas metüültselluloosi ristsidumiseks tolueendiisotsüanaati (TDI). Pärast ristsidumist tõusis klaasistumistemperatuur (Tg) koos TDI protsendi suurenemisega ja selle vesilahuse stabiilsus paranes. TDI-d kasutatakse tavaliselt ka liimide, kattekihtide ja muudes valdkondades ristsidumise muutmiseks. Pärast modifitseerimist paranevad kile liimiomadused, temperatuurikindlus ja veekindlus. Seetõttu võib TDI parandada ehituses, katetes ja liimides kasutatava tsellulooseetri jõudlust ristsidumise modifitseerimise teel.
Disulfiidi ristsidumise tehnoloogiat kasutatakse laialdaselt meditsiiniliste materjalide modifitseerimisel ja sellel on teatav teaduslik väärtus tsellulooseetri toodete ristsidumiseks meditsiini valdkonnas. Shu Shujun et al. sidestatud β-tsüklodekstriin ränidioksiidi mikrosfääridega, ristseotud merkaptoüülitud kitosaan ja glükaan läbi gradiendi kesta kihi ning eemaldatud ränidioksiidi mikrosfäärid, et saada disulfiidiga ristseotud nanokapslid, mis näitasid simuleeritud füsioloogilise pH korral head stabiilsust.
Metalli ristsiduvad ained on peamiselt kõrgete metalliioonide anorgaanilised ja orgaanilised ühendid, nagu Zr(IV), Al(III), Ti(IV), Cr(III) ja Fe(III). Kõrged metalliioonid polümeriseeritakse, moodustades hüdratsiooni, hüdrolüüsi ja hüdroksüülsilla kaudu mitmetuumalisi hüdroksüülsillaioone. Üldiselt arvatakse, et kõrge valentsusega metalliioonide ristsidumine toimub peamiselt mitmetuumaliste hüdroksüülsillatavate ioonide kaudu, mida on lihtne kombineerida karboksüülhapperühmadega, moodustades mitmemõõtmelise ruumilise struktuuriga polümeere. Xu Kai jt. uuris Zr(IV), Al(III), Ti(IV), Cr(III) ja Fe(III) seeria kõrge hinnaga metallist ristseotud karboksümetüülhüdroksüpropüültselluloosi (CMHPC) reoloogilisi omadusi ning termilist stabiilsust, filtreerimiskadu , hõljuva liiva mahutavus, liimimurdumisjäägid ja soola sobivus pärast pealekandmist. Tulemused näitasid, et metallist ristsildajal on õlipuurkaevude purustamisvedeliku tsementeeriva aine jaoks vajalikud omadused.

3. Tsellulooseetri jõudluse parandamine ja tehniline arendamine ristsidumise modifitseerimise teel

3.1 Värv ja ehitus
Tsellulooseetrit kasutatakse peamiselt HEC, HPMC, HEMC ja MC ehituses, katmises, sellisel tsellulooseetril peab olema hea veekindlus, paksenemine, soola- ja temperatuurikindlus, nihkekindlus, kasutatakse sageli tsemendimördis, lateksvärvides. , keraamiliste plaatide liim, välisseina värv, lakk ja nii edasi. Ehitise tõttu peavad materjalide kattevälja nõuded olema hea mehaanilise tugevuse ja stabiilsusega, üldiselt valitakse eeterdamise tüüpi ristsildava aine tsellulooseetri ristsidumise modifikatsiooniks, näiteks epoksühalogeenitud alkaani, boorhappe ristsiduva aine kasutamine selle ristsidumiseks, võib toodet parandada. viskoossus, soola- ja temperatuurikindlus, nihkekindlus ja mehaanilised omadused.
3.2 Meditsiini, toidu ja igapäevaste kemikaalide valdkonnad
MC, HPMC ja CMC vees lahustuvas tsellulooseetris kasutatakse sageli farmatseutilistes kattematerjalides, farmatseutilistes aeglaselt vabastavates lisandites ning vedelates farmatseutilistes paksendajates ja emulsiooni stabilisaatorites. CMC-d saab kasutada ka emulgaatorina ja paksendajana jogurtis, piimatoodetes ja hambapastas. HEC-d ja MC-d kasutatakse igapäevases keemiavaldkonnas paksendamiseks, hajutamiseks ja homogeniseerimiseks. Kuna meditsiini, toidu ja igapäevase keemilise kvaliteedi valdkond vajab ohutuid ja mittetoksilisi materjale, saab seda tüüpi tsellulooseetri jaoks pärast ristsidumise modifitseerimist kasutada fosforhapet, karboksüülhappe ristsildavat ainet, sulfhüdrüülristsildajat jne. parandada toote viskoossust, bioloogilist stabiilsust ja muid omadusi.
HEC-d kasutatakse meditsiinis ja toidus harva, kuid kuna HEC on tugeva lahustuvusega mitteioonne tsellulooseeter, on sellel ainulaadsed eelised MC, HPMC ja CMC ees. Tulevikus seotakse see ohutute ja mittetoksiliste ristsiduvate ainetega, millel on suur arengupotentsiaal meditsiini ja toidu valdkonnas.
3.3 Nafta puurimis- ja tootmispiirkonnad
CMC-d ja karboksüülitud tsellulooseetrit kasutatakse tavaliselt tööstusliku puurmuda töötlemisvahendina, vedelikukadu ja paksendajana. Mitteioonse tselluloosi eetrina kasutatakse HEC-d laialdaselt ka naftapuurimise valdkonnas tänu heale paksendavale toimele, tugevale liiva vedrustusvõimele ja stabiilsusele, kuumakindlusele, kõrgele soolasisaldusele, madalale torujuhtme takistusele, väiksemale vedelikukadule, kiirele kummile. purunev ja vähe jääke. Praegu on rohkem uuritud boorhappe ristsiduvate ainete ja metallide ristsiduvate ainete kasutamist naftapuurimisväljadel kasutatava CMC muutmiseks, mitteioonse tsellulooseetri ristsidumise modifikatsiooni uuringutest teatatakse vähem, kuid mitteioonse tsellulooseetri hüdrofoobse modifikatsiooni kohta, mis näitab olulist viskoossus, temperatuuri- ja soolakindlus ning nihkekindlus, hea dispersioon ja vastupidavus bioloogilisele hüdrolüüsile. Pärast ristsidumist boorhappe, metalli, epoksiidi, epoksühalogeenitud alkaanide ja muude ristsildavate ainetega on naftapuurimisel ja -tootmisel kasutatav tsellulooseeter parandanud selle paksenemist, soola- ja temperatuurikindlust, stabiilsust ja nii edasi, millel on suurepärane kasutusvõimalus tulevikku.
3.4 Muud väljad
Tsellulooseeter, mis on tingitud paksenemisest, emulgeerimisest, kile moodustamisest, kolloidkaitsest, niiskuse säilitamisest, nakkumisest, tundlikkusevastasest ja muudest suurepärastest omadustest, kasutatakse laiemalt lisaks ülaltoodud valdkondadele, kasutatakse ka paberi valmistamisel, keraamikas, tekstiili trükkimisel ja värvimisel, polümerisatsioonireaktsioon ja muud väljad. Vastavalt materjali omaduste nõuetele erinevates valdkondades saab ristsidumise muutmiseks kasutada erinevaid ristsiduvaid aineid, et need vastaksid rakendusnõuetele. Üldiselt võib ristseotud tselluloosi eetri jagada kahte kategooriasse: eeterdatud ristseotud tsellulooseeter ja esterdatud ristseotud tsellulooseeter. Aldehüüdid, epoksiidid ja muud ristsildajad reageerivad tsellulooseetris oleva -Oh-ga, moodustades eeter-hapniku sideme (-O-), mis kuulub eeterdamise ristsidujate hulka. Karboksüülhape, fosfiid, boorhape ja teised ristsiduvad ained reageerivad tsellulooseetris oleva -OH-ga, moodustades estersidemeid, mis kuuluvad esterdamise ristsiduvate ainete hulka. CMC-s olev karboksüülrühm reageerib -OH-ga ristsiduvas aines, saades esterdatud ristseotud tsellulooseetri. Praegu on seda tüüpi ristsiduvate modifikatsioonide kohta vähe uuritud ja tulevikus on veel arenguruumi. Kuna eetersideme stabiilsus on parem kui estersideme stabiilsus, on eetritüüpi ristseotud tsellulooseetris tugevam stabiilsus ja mehaanilised omadused. Vastavalt erinevatele kasutusvaldkondadele saab tsellulooseetri ristsidumise modifitseerimiseks valida sobiva ristsildava aine, et saada kasutusvajadustele vastavaid tooteid.

4. Järeldus

Praegu kasutab tööstus glüoksaali tsellulooseetri ristsidumiseks, et lahustumisaega edasi lükata, et lahendada toote paakumisprobleem lahustumisel. Glüoksaaliga ristseotud tsellulooseeter võib muuta ainult selle lahustuvust, kuid sellel ei ole teiste omaduste selget paranemist. Praegu uuritakse harva teiste ristsiduvate ainete kasutamist peale glüoksaali tsellulooseetri ristsidumiseks. Kuna tsellulooseetrit kasutatakse laialdaselt naftapuurimisel, ehituses, katmis-, toiduaine-, meditsiini- ja muudes tööstusharudes, on selle lahustuvus, reoloogia ja mehaanilised omadused selle kasutamisel otsustava tähtsusega. Ristsiduva muutmise kaudu saab see parandada oma rakenduse jõudlust erinevates valdkondades, et rahuldada rakenduse vajadusi. Näiteks karboksüülhape, fosforhape, boorhappe ristsiduvad ained tsellulooseetri esterdamiseks võivad parandada selle kasutamist toiduainete ja meditsiini valdkonnas. Kuid aldehüüde ei saa nende füsioloogilise toksilisuse tõttu kasutada toiduaine- ja meditsiinitööstuses. Boorhape ja metallide ristsiduvad ained aitavad parandada nafta- ja gaasipurustusvedeliku jõudlust pärast naftapuurimisel kasutatava tsellulooseetri ristsidumist. Teised alküülristsiduvad ained, nagu epiklorohüdriin, võivad parandada tsellulooseetri viskoossust, reoloogilisi ja mehaanilisi omadusi. Teaduse ja tehnoloogia pideva arenguga paranevad pidevalt erinevate tööstusharude nõuded materjalide omadustele. Tsellulooseetri jõudlusnõuete täitmiseks erinevates rakendusvaldkondades on tulevastel tsellulooseetri ristsidumise uuringutel laialdased arenguväljavaated.