سلولز اتر دسته ای از پلیمرهای محلول در آب است که از سلولز که جزء ساختاری اصلی دیواره های سلولی گیاه است، مشتق شده است. اتر سلولز دارای خواص منحصر به فرد بسیاری از جمله احتباس آب بالا، ضخیم شدن، اتصال و توانایی تشکیل فیلم است. این ویژگی ها اتر سلولز را به یک عنصر مهم در بسیاری از محصولات صنعتی، دارویی و مراقبت شخصی تبدیل می کند.

یکی از خواص کلیدی اتر سلولز ویسکوزیته آن است که به مقاومت سیال در برابر جریان اشاره دارد. ویسکوزیته یک پارامتر مهم است که بر عملکرد و کاربرد اتر سلولز در محصولات مختلف تأثیر می گذارد. در این مقاله به بررسی ویسکوزیته اتر سلولز از جمله اندازه گیری آن، عوامل موثر بر آن و کاربرد آن در صنایع مختلف می پردازیم.

اندازه گیری ویسکوزیته اتر سلولزی

ویسکوزیته اتر سلولز معمولاً با استفاده از ویسکومتر اندازه گیری می شود که ابزاری است که سرعت جریان سیال را تحت تأثیر گرانش یا نیروی اعمالی اندازه گیری می کند. ویسکومتر انواع مختلفی دارد، از جمله ویسکومترهای چرخشی، مویرگی و نوسانی که هر کدام مزایا و محدودیت های خاص خود را دارند.

ویسکومترهای چرخشی رایج‌ترین ابزاری هستند که برای اندازه‌گیری ویسکوزیته اتر سلولزی استفاده می‌شوند. این ابزارها گشتاور مورد نیاز برای چرخش یک دوک یا روتور غوطه ور در سیال را با سرعت ثابت اندازه گیری می کنند. سپس ویسکوزیته بر اساس رابطه بین گشتاور و سرعت چرخش محاسبه می شود.

از طرف دیگر، ویسکومترهای مویرگی، زمان مورد نیاز برای عبور حجم ثابتی از سیال از طریق یک لوله مویرگی باریک تحت تأثیر گرانش یا گرادیان فشار را اندازه‌گیری می‌کنند. سپس ویسکوزیته بر اساس قانون Poiseuille محاسبه می شود که سرعت جریان را به ویسکوزیته، قطر لوله و گرادیان فشار مرتبط می کند.

ویسکومترهای نوسانی که تغییر شکل و بازیابی سیال را تحت تنش برشی سینوسی اندازه گیری می کنند، برای اندازه گیری ویسکوزیته پیچیده اتر سلولز، که ویسکوزیته وابسته به فرکانس است، استفاده می شود.

عوامل موثر بر ویسکوزیته اتر سلولزی

ویسکوزیته اتر سلولز تحت تأثیر عوامل متعددی از جمله وزن مولکولی، درجه جانشینی، غلظت، دما و سرعت برش آن است.

وزن مولکولی: ویسکوزیته اتر سلولز با افزایش وزن مولکولی افزایش می‌یابد، زیرا پلیمرهای با وزن مولکولی بالاتر دارای زنجیره‌های طولانی‌تری هستند که با یکدیگر در هم پیچیده می‌شوند و منجر به افزایش مقاومت در برابر جریان می‌شوند.

درجه جانشینی: درجه جانشینی (DS) اتر سلولز که به تعداد گروه های هیدروکسیل جایگزین شده در هر واحد گلوکز در زنجیره سلولزی اشاره دارد، بر ویسکوزیته آن نیز تأثیر می گذارد. با افزایش DS، ویسکوزیته اتر سلولز به دلیل افزایش درهم تنیدگی زنجیره و فعل و انفعالات بین مولکولی افزایش می یابد.

غلظت: ویسکوزیته اتر سلولز با افزایش غلظت افزایش می یابد، زیرا غلظت های بالاتر منجر به افزایش درهم تنیدگی زنجیره و برهمکنش های بین مولکولی می شود.

دما: ویسکوزیته اتر سلولز با افزایش دما کاهش می یابد، زیرا دماهای بالاتر منجر به افزایش حرکت مولکولی و کاهش برهمکنش های بین مولکولی می شود.

نرخ برش: ویسکوزیته اتر سلولز نیز به نرخ برش اعمال شده بستگی دارد، زیرا نرخ برش بالاتر منجر به افزایش تراز زنجیره و کاهش مقاومت در برابر جریان می شود.

کاربرد اتر سلولزی در صنایع مختلف

اتر سلولزی به دلیل خواص منحصر به فرد از جمله ویسکوزیته آن به طور گسترده در صنایع مختلف استفاده می شود. برخی از کاربردهای کلیدی اتر سلولز در صنایع مختلف در زیر مورد بحث قرار گرفته است.

ساختمان: اتر سلولز به عنوان غلیظ کننده، عامل نگهدارنده آب و چسبنده در محصولات ساختمانی مانند سیمان، ملات و گچ استفاده می شود. کارایی، قوام و چسبندگی این محصولات را بهبود می بخشد که منجر به بهبود عملکرد و دوام می شود.

داروها: اتر سلولز به عنوان یک ماده کمکی در فرمولاسیون های دارویی مانند قرص ها، کپسول ها و کرم ها استفاده می شود. جریان پذیری، تراکم پذیری و ویسکوزیته فرمولاسیون را بهبود می بخشد و منجر به بهبود انتقال و پایداری دارو می شود.