Zelulosa eteraren ezaugarriak, prestaketa eta aplikazioa industrian

Zelulosa eteraren motak, prestatzeko metodoak, propietateak eta ezaugarriak berrikusi ziren, baita zelulosa eteraren aplikazioak petrolioan, eraikuntzan, papergintzan, ehungintzan, medikuntzan, elikagaietan, material fotoelektrikoetan eta eguneroko industria kimikoan. Garapen-aukerak dituzten zelulosa-eter deribatuen barietate berri batzuk sartu ziren eta haien aplikazio-aukerak ikertu ziren.

Hitz gakoak:zelulosa-eter; Errendimendua; Aplikazioa; Zelulosa deribatuak

Zelulosa polimero konposatu natural mota bat da. Bere egitura kimikoa makromolekula polisakarido bat da, β-glukosa anhidra duena oinarri-eraztun gisa, oinarrizko eraztun bakoitzean hidroxilo talde primario bat eta bi hidroxilo sekundario dituena. Aldaketa kimikoaren bidez, zelulosa deribatu sorta bat lor daiteke, zelulosa-eterra da horietako bat. Zelulosa-eterra zelulosa eta NaOH-aren erreakzioaren bidez lortzen da, eta, ondoren, hainbat monomero funtzionalrekin eterizatu, hala nola metano kloruroa, etileno oxidoa, propileno oxidoa, etab., azpiproduktuaren gatza eta sodio zelulosa garbituz. Zelulosa-ether zelulosaren deribatu garrantzitsu bat da, asko erabil daiteke medikuntzan eta osasunean, eguneroko produktu kimikoan, paperean, elikagaietan, medikuntzan, eraikuntzan, materialetan eta beste industria batzuetan. Hori dela eta, zelulosa eteraren garapenak eta erabilerak garrantzi positiboa du biomasa-baliabide berriztagarrien erabilera integralerako, material berrien eta teknologia berrien garapenerako.

1. Zelulosa eteraren sailkapena eta prestaketa

Zelulosa-eterren sailkapena, oro har, lau kategoriatan banatzen da haien propietate ionikoen arabera.

1.1 Zelulosa-eter ez-ionikoa

Zelulosa-eter ez-ionikoa batez ere zelulosa-alkil-eter da, prestatzeko metodoa zelulosa eta NaOH erreakzioaren bidez da, eta, ondoren, hainbat monomero funtzional batekin, hala nola metano kloruroa, etileno oxidoa, propileno oxidoa eterifikazio erreakzioa, eta ondoren azpiproduktua garbituz. gatza eta sodio zelulosa lortzeko. Metil zelulosa eter nagusia, metil hidroxietil zelulosa eter, metil hidroxipropil zelulosa eter, hidroxietil zelulosa eter, zianoetil zelulosa eter, hidroxibutil zelulosa eter. Bere aplikazioa oso zabala da.

1.2 Zelulosa-eter anionikoa

Zelulosa-eter anionikoa batez ere karboximetil zelulosa sodioa da, karboximetil hidroxietil zelulosa sodioa. Prestaketa metodoa zelulosa eta NaOH erreakzioa da, eta, ondoren, eterifikatu azido monokloroacetic edo etileno oxidoarekin, propileno oxidoarekin, eta ondoren azpiproduktu gatza eta sodio zelulosa garbitu lortzeko.

1.3 zelulosa-eter kationikoa

Zelulosa-eter kationikoa batez ere 3 - kloroa - 2 - hidroxipropil trimetilamonio kloruroa zelulosa-eter da. Prestatzeko metodoa zelulosa eta NaOH-ren erreakzioa da, eta, ondoren, eterifikazio-agente katioikoa 3 - kloroa - 2 - hidroxipropil trimetil amonio kloruroa edo etileno oxidoa, propileno oxidoa erreakzio eterifikatzailearekin batera, eta ondoren azpiproduktuaren gatza eta sodioa garbituz. zelulosa lortzeko.

1.4 Zelulosa-eter zwitterionikoa

Zwitterion zelulosa eterrek bi talde anionikoak eta kationikoak ditu kate molekularrean, prestatzeko metodoa zelulosa eta NaOH erreakzioaren bidezkoa da, eta gero azido kloroacetiko batekin eta agente eterifikatzaile katioiko batekin 3 - kloroa - 2 hidroxipropil trimetil amonio kloruroa eterifikazio-erreakzioarekin, eta ondoren garbitu. azpiproduktuen gatz eta sodio zelulosa eta lortu.

2.zelulosa eteraren propietateak eta ezaugarriak

2.1 Itxura Ezaugarriak

Zelulosa-eterra, oro har, zuria edo esne zuria da, zaporerik gabekoa, ez-toxikoa, zuntz-hautsaren jariakortasuna duena, hezetasuna xurgatzeko erraza, uretan disolbatuta koloide egonkor likatsu garden batean.

2.2 Filmaren eraketa eta atxikimendua

Zelulosa eteraren eterifikazioak eragin handia du bere propietateetan, hala nola disolbagarritasunean, filmak sortzeko gaitasunan, lotura-indarrean eta gatzarekiko tolerantzian. Zelulosa eterrek erresistentzia mekaniko, malgutasun, beroarekiko eta hotzaren erresistentzia handia du, eta bateragarritasun ona du hainbat erretxina eta plastifikatzailerekin, plastikoak, filmak, bernizak, itsasgarriak, latexak eta estaldura farmazeutikoak egiteko erabil daiteke.

2.3 Disolbagarritasuna

Metil zelulosa ur hotzetan disolbagarria, ur beroan disolbaezina, baina disolbatzaile organiko batzuetan ere disolbagarria; Metil hidroxietil zelulosa ur hotzetan disolbagarria, ur beroan eta disolbatzaile organikoetan disolbaezina. Baina metil zelulosa eta metil hidroxietil zelulosa disoluzio urtsua berotzen denean, metil zelulosa eta metil hidroxietil zelulosa hauspeatuko dira. Metil zelulosa 45 ~ 60 ℃-tan hauspeatu zen, eta metil hidroxietil zelulosa eterizatu mistoa 65 ~ 80 ℃-tan prezipitatu zen. Tenperatura jaisten denean, hauspeak berriro disolbatzen dira.

Sodio hidroxietil zelulosa eta karboximetil hidroxietil zelulosa uretan disolbagarriak dira edozein tenperaturatan, baina disolbaezinak disolbatzaile organikoetan (salbuespenak salbuespen).

2.4 Loditzea

Zelulosa eter uretan disolbatzen da forma koloidalean, eta bere biskositatea zelulosa eteraren polimerizazio-mailaren araberakoa da. Disoluzioak hidratazio makromolekulak ditu. Makromolekulak korapilatzea dela eta, disoluzioaren fluxuaren portaera fluido newtoniarrena baino desberdina da, baina ebakidura-indarren aldaketarekin aldatzen den portaera erakusten du. Zelulosa eteraren egitura makromolekularra dela eta, disoluzioaren biskositatea azkar handitzen da kontzentrazioa handitzen den heinean eta azkar gutxitzen da tenperatura handitzean.

2.5 Degradagarritasuna

Ur-fasean zelulosa-eterra erabiltzen da. Ura dagoen bitartean, bakterioak haziko dira. Bakterioen hazkundeak bakterio entzimak sortzen ditu. Entzima-bakterioek ordezkatu gabeko glukosa deshidratatu-unitatearen lotura egin zuten zelulosa-eterraren ondoan eta polimeroaren pisu molekularra jaitsi egin zen. Horregatik, zelulosa-eter-disoluzio urtsu bat denbora luzeagoan kontserbatu nahi bada, kontserbatzaile bat gehitu behar zaio, nahiz eta bakterioen aurkako zelulosa-eter erabili.

3.zelulosa eteraren aplikazioa industrian

3.1 Petrolioaren industria

Sodio karboximetil zelulosa petrolioaren ustiapenean erabiltzen da batez ere. Lokatzaren fabrikazioan biskositatea handitzeko eta ur-galera murrizteko erabiltzen da. Gatz disolbagarrien kutsadurari aurre egin diezaioke eta olioa berreskuratzeko tasa hobetu dezake.

Sodio karboximetil hidroxipropil zelulosa eta sodio karboximetil hidroxietil zelulosa zulatzeko lokatz tratamendurako agente hobeak dira eta osatzeko fluidoen materialak prestatzeko, pulping-tasa handia, gatzarekiko erresistentzia, kaltzioarekiko erresistentzia, biskosifikazio gaitasun ona, tenperatura erresistentzia (160 ℃). Ur geza, itsasoko ura eta ur gazi saturatua zulatzeko fluidoa prestatzeko egokia, kaltzio kloruroaren pisuaren azpian zulatzeko fluido ezberdinetan nahas daiteke (103 ~ 1279 / cm3) eta likatasun jakin bat eta filtrazio baxua ditu. ahalmena, bere biskositatea eta filtrazio ahalmena hidroxietil zelulosa baino hobeak dira, olioa ekoizteko gehigarri ona da. Sodio karboximetil zelulosa oso erabilia da zelulosa deribatuen petrolioaren ustiapen prozesuan, zulatzeko fluidoetan, zementuzko fluidoan, hausturako fluidoetan eta petrolioaren ekoizpena hobetzeko erabiltzen dira, batez ere zulaketa fluidoen kontsumoa handiagoa da, aireratze eta lurreratze nagusia iragazketa eta biskosifikazioa.

Hidroxietil zelulosa zulatzeko, osatzeko eta zementatzeko prozesuan erabiltzen da lokatza loditzeko egonkortzaile gisa. Hidroxietil zelulosa eta sodio karboximetil zelulosa, guar goma loditze-efektu onarekin alderatuta, esekidura-harea, gatz-eduki handia, bero-erresistentzia ona eta erresistentzia txikia, likido-galera gutxiago, kautxu-bloke hautsita, hondakin-ezaugarri baxuekin alderatuta, oso erabilia izan da.

3.2 Eraikuntza eta estaldura industria

Eraikuntzako eraikuntza eta igeltsuzko morteroaren nahasketa: sodio karboximetil zelulosa agente atzeratzaile gisa, ura atxikitzeko agente, lodigarri eta aglutinatzaile gisa erabil daiteke, igeltsu-beheko eta zementuzko beheko igeltsu gisa erabil daiteke, mortero eta lurra berdintzeko material sakabanatu, ura atxikitzeko agente, loditzaile gisa. Karboximetil zelulosaz egindako hormigoi airezko blokeentzako harlanduzko eta igeltsuzko mortero-nahasketa berezi bat da, morteroaren langarritasuna, uraren atxikipena eta pitzadura-erresistentzia hobetu ditzakeena eta blokearen hormaren pitzadura eta hutsuneak saihestu ditzakeena.

Eraikuntzaren gainazaleko dekorazio-materialak: Cao Mingqian eta beste metil zelulosa ingurumena babesteko eraikinaren gainazaleko apainketa-material mota batekin egindakoa, bere ekoizpen-prozesua sinplea, garbia da, goi mailako hormetarako erabil daiteke, harrizko teila gainazalerako, zutabeetarako ere erabil daiteke. , tabletaren gainazaleko dekorazioa. Huang Jianping karboximetil zelulosaz egindako zeramikazko teila zigilatzaile moduko bat da, lotura indar handia duena, deformazio-gaitasun ona duena, ez du pitzadurarik sortzen eta erortzen, efektu iragazgaitza ona, kolore distiratsua eta koloretsua, dekorazio efektu bikaina duena.

Aplikazioa estalduretan: metil zelulosa eta hidroxietil zelulosa egonkortzaile, loditzaile eta ura atxikitzeko agente gisa erabil daitezke latexeko estalduretarako, horrez gain, koloretako zementuzko estalduretarako sakabanatu, biskosifikatzaile eta film eratzaile gisa ere erabil daitezke. Zelulosa eterra zehaztapen eta biskositate egokiekin gehitzeak latexezko pinturari latexezko pinturaren eraikuntza-errendimendua hobetu dezake, zipriztinak saihestu, biltegiratze egonkortasuna eta estaldura potentzia hobetu ditzake. Atzerrian kontsumitzaileen eremu nagusia latexezko estaldurak dira, beraz, zelulosa-eter produktuak sarritan latexezko pintura loditzaileen lehen aukera bihurtzen dira. Esate baterako, metil hidroxietil zelulosa-eter eraldatuak latexezko pinturaren loditzaileen posizio nagusia mantendu dezake bere propietate integral onengatik. Esate baterako, zelulosa eterrek gel termikoen ezaugarri eta disolbagarritasun bereziak dituelako, gatzarekiko erresistentzia, beroarekiko erresistentzia eta gainazaleko jarduera egokia duelako, ura atxikitzeko agente gisa, esekidura-agente gisa, emultsionatzaile gisa, film eratzaile gisa erabil daiteke, lubrifikatzaile, aglutinatzaile eta zuzenketa erreologiko gisa. .

3.3 Paperaren industria

Paperaren gehigarri hezeak: CMC zuntz-sakabanaketa eta paperaren indartzaile gisa erabil daiteke, mamiari gehi dakioke, sodio karboximetil zelulosa eta orea eta ontziratze-partikulek karga bera dutelako, zuntzaren berdintasuna areagotu eta indarra hobetu dezakete. papera. Paperaren barnean gehitzen den indargarri gisa, zuntzen arteko lotura-kooperazioa areagotzen du, eta trakzio-ersistentzia, haustura-erresistentzia, paperaren berdintasuna eta beste indize fisiko batzuk hobetu ditzake. Sodio karboximetil zelulosa ere erabil daiteke mamian dimensionatzeko agente gisa. Tamaina-maila propioaz gain, kolofonia, AKD eta beste dimentsionatzaile batzuen babes-agente gisa ere erabil daiteke. Zelulosa-eter kationikoa papera atxikitzeko laguntza-iragazki gisa ere erabil daiteke, zuntz finaren eta betegarriaren atxikipen-tasa hobetzen du, paperaren indargarri gisa ere erabil daiteke.

Estaldura itsasgarria: estaldura prozesatzeko papera estaldura itsasgarri erabiltzen da, gazta ordezkatu dezake, latexaren zati bat, beraz, inprimatzeko tinta erraz sartzen da, ertz garbia. Pigmentuaren barreiatu, biskosifikatzaile eta egonkortzaile gisa ere erabil daiteke.

Gainazalaren tamainako agentea: Sodio karboximetil zelulosa paperaren gainazaleko agente gisa erabil daiteke, paperaren gainazaleko indarra hobetzen du, alkohol polibinilaren egungo erabilerarekin alderatuta, aldatutako almidoia gainazaleko indarra % 10 inguru handitu daiteke, dosia murrizten da. %30 inguru. Papera egiteko gainazaleko tamainako agente itxaropentsua da, eta bere barietate berrien sorta aktiboki garatu behar da. Zelulosa kationikoak almidoiak baino gainazaleko tamainaren errendimendu hobea du, paperaren gainazaleko indarra hobetzeaz gain, paperaren tintaren xurgapena hobetu dezake, tindaketa-efektua areagotu, gainazaleko dimentsio-agente itxaropentsua ere bada.

3.4 Ehungintza

Ehungintza-industrian, zelulosa-eterra ehungintza-orea egiteko dimentsionatzaile, berdintzaile eta loditzaile gisa erabil daiteke.

Tamaina-agentea: zelulosa-eterra, hala nola, sodio karboximetil zelulosa, hidroxietil-karboximetil-zelulosa-eterra, hidroxipropil-karboximetil-zelulosa-eterra eta beste barietate batzuk dimentsionatzeko agente gisa erabil daitezke, eta ez da erraza hondatzea eta moldatzea, inprimatzea eta tindatzea, desize gabe, tindaketa uniformea ​​lor daiteke. koloide uretan.

Agente berdintzailea: tindagaiaren potentzia hidrofiloa eta osmotikoa hobetu dezake, biskositate aldaketa txikia delako, koloreen desberdintasuna doitzeko erraza delako; Zelulosa katioiko eterrek tindaketa eta kolorazio efektua ere badu.

Agente loditzailea: sodio karboximetil zelulosa, hidroxietil karboximetil zelulosa eter, hidroxipropil carboxymethyl zelulosa eter inprimatzeko eta tindatzeko minda loditzeko agente gisa erabil daiteke, hondar txikiarekin, kolore-tasa handiko ezaugarriekin, ehungintza-gehigarri potentzialen klase bat da.

3.5 Etxeko produktu kimikoen industria

Biskosifikatzaile egonkorra: Sodio metilzelulosa hauts solidoko lehengaien pasta produktuetan sakabanaketa esekidura egonkortasuna jokatzen du, likido edo emultsio kosmetikoetan loditzeko, barreiatzeko, homogeneizatzeko eta beste eginkizun batzuk. Egonkortzaile eta biskosifikatzaile gisa erabil daiteke.

Emultsionatzaile egonkortzailea: egin pomada, xanpua emultsionatzailea, agente loditzailea eta egonkortzailea. Sodio karboximetil hidroxipropil zelulosa hortzetako pasta itsasgarri egonkortzaile gisa erabil daiteke, propietate tixotropiko onekin, hortzetako pasta moldagarritasun ona, epe luzerako deformazioa, zapore uniforme eta delikatua izan dezan. Sodio carboxymethyl hydroxypropyl zelulosa gatzarekiko erresistentzia, azidoarekiko erresistentzia handiagoa da, efektua karboximetil zelulosa baino askoz hobea da, biskosifikatzailean detergente gisa erabil daiteke, zikinkeria eranskinaren prebentzio agentea.

Dispertsioaren loditzailea: detergente-ekoizpenean, sodio karboximetil zelulosa erabilera orokorra detergentearen zikinkeria sakabanatzaile gisa, detergente likidoen loditzaile gisa eta sakabanatu gisa.

3.6 Farmazia eta elikagaien industriak

Farmazia-industrian, hidroxipropil-karboximetil-zelulosa droga-eszipiente gisa erabil daiteke, ahozko hezurdura kontrolatutako askapenean eta askapen iraunkorreko prestakinetan oso erabilia, sendagaien askapena erregulatzeko askapen blokeatzeko material gisa, estaldura-material gisa askapen iraunkorreko agente gisa, askapen iraunkorreko pellet gisa. , askapen iraunkorreko kapsulak. Gehien erabiltzen dena metil-karboximetil-zelulosa da, etil-karboximetil-zelulosa, hala nola, MC sarritan erabiltzen da pilulak eta kapsulak fabrikatzeko, edo estalitako azukrez estalitako pilulak.

Elikagaien industrian zelulosa eteraren kalitate-maila erabil daiteke, hainbat elikagaitan loditzeko agente eraginkorra, emultsionatzailea, egonkortzailea, eszipientea, ura atxikitzeko agentea eta apar mekanikoa. Metil zelulosa eta hidroxipropil metil zelulosa substantzia inerte metaboliko kaltegarriak ez direla aitortu dute. Garbitasun handiko (% 99,5 edo garbitasun gehiago) karboximetil zelulosa gehi dakioke elikagaiei, hala nola esne eta krema produktuak, ongailuak, marmeladak, gelatina, latak, mahai-ziropeak eta edariak. Karboximetil zelulosa% 90 baino gehiagoko purutasuna elikagaiekin lotutako alderdietan erabil daiteke, hala nola fruta freskoen garraioan eta biltegiratzean aplikatzen den, plastikozko biltegiak kontserbazio efektu ona du, kutsadura gutxiago, kalterik ez, erraz mekanizatutako ekoizpen abantailak.

3.7 Material optiko eta elektriko funtzionalak

Elektrolitoaren loditze egonkortzailea: zelulosa eteraren purutasun handia dela eta, azido erresistentzia ona, gatzarekiko erresistentzia, batez ere burdina eta metal astunaren edukia baxua da, beraz, koloidea oso egonkorra da, bateria alkalinorako egokia, zink manganeso bateria elektrolitoaren loditze egonkortzailea.

Kristal likidoko materialak: 1976az geroztik, hidroxipropil zelulosa - ur-sistema kristal likidoaren galdera fasearen lehen aurkikuntza soluzio organiko egoki batean aurkitu da, kontzentrazio handiko zelulosa deribatu askok disoluzio anisotropikoa sor dezakete, adibidez, hidroxipropil zelulosa eta bere azetatoa, propionatoa. , benzoatoa, ftalatoa, azetixietil zelulosa, hidroxietil zelulosa, etab. Kristal likido ioniko koloidal disoluzioa eratzeaz gain, hidroxipropil zelulosaren esterrek ere propietate hori erakusten dute.

Zelulosa-eter askok kristal likido termotropikoen propietateak erakusten dituzte. Azetil hidroxipropil zelulosa kristal likido kolesteriko termogenikoa eratu zuen 164 ℃ azpitik. Azetoacetato hidroxipropil zelulosa, trifluoroacetato hidroxipropil zelulosa, hidroxipropil zelulosa eta bere eratorriak, etil hidroxipropil zelulosa, trimetilsilizelulosa eta butildimetilsilizelulosa, heptil zelulosa eta butoxiletil zelulosa, hidroxietil zelulosa azetatoa, etab. Zelulosa ester batzuek, hala nola, zelulosa benzoatoa, p-metoxibenzoatoa eta p-metilbenzoatoa, zelulosa heptanatoak kristal likido kolesteriko termogenikoak sor ditzakete.

Isolamendu elektrikoaren materiala: akrilonitrilorako zianoetil zelulosa eterifikatzeko agentea, bere konstante dielektriko handia, galera baxuko koefizientea, fosforo eta elektroluminiszente lanpara erretxina matrize eta transformadoreen isolamendu gisa erabil daiteke.

4. Amaierako Oharrak

Funtzio bereziak dituzten zelulosa deribatuak lortzeko aldaketa kimikoa erabiltzea modu eraginkorra da zelulosari, munduko materia organiko natural handiena, erabilera berriak aurkitzeko. Zelulosa deribatuetako bat bezala, zelulosa eter, hala nola, kutsadurarik gabeko ur-disolbagarriak diren polimero material fisiologikoak, propietate bikainak direla eta, industria askotan erabili izan da eta garapenerako aukera zabalagoa izango du.