مشتقات اتر سلولز محلول در آب

مکانیسم اتصال عرضی، مسیر و خواص انواع مختلف عوامل اتصال عرضی و اتر سلولز محلول در آب معرفی شد. با اصلاح اتصال عرضی، ویسکوزیته، خواص رئولوژیکی، حلالیت و خواص مکانیکی اتر سلولز محلول در آب را می توان تا حد زیادی بهبود بخشید تا عملکرد کاربرد آن را افزایش دهد. با توجه به ساختار شیمیایی و خواص شبکه‌های عرضی مختلف، انواع واکنش‌های اصلاح اتصال عرضی اتر سلولز خلاصه شد و جهت‌های توسعه اتصال‌دهنده‌های مختلف در زمینه‌های مختلف کاربرد اتر سلولز خلاصه شد. با توجه به عملکرد عالی اتر سلولز محلول در آب اصلاح شده با اتصال عرضی و مطالعات اندک در داخل و خارج از کشور، اصلاح پیوند متقابل اتر سلولز در آینده چشم انداز وسیعی برای توسعه دارد. این برای مرجع محققین مرتبط و شرکت های تولیدی است.
کلمات کلیدی: اصلاح پیوند متقابل. سلولز اتر؛ ساختار شیمیایی؛ حلالیت؛ عملکرد برنامه

اتر سلولز به دلیل عملکرد عالی آن، به عنوان یک عامل غلیظ کننده، عامل نگهدارنده آب، چسب، اتصال دهنده و پخش کننده، کلوئید محافظ، تثبیت کننده، عامل تعلیق، امولسیفایر و عامل تشکیل فیلم، به طور گسترده در پوشش، ساخت و ساز، نفت، مواد شیمیایی روزانه، مواد غذایی استفاده می شود. و پزشکی و سایر صنایع. اتر سلولزی عمدتاً شامل متیل سلولز است،هیدروکسی اتیل سلولز،کربوکسی متیل سلولز، اتیل سلولز، هیدروکسی پروپیل متیل سلولز، هیدروکسی اتیل متیل سلولز و سایر انواع اتر مخلوط. اتر سلولز از الیاف پنبه یا الیاف چوب با قلیایی کردن، اتریفیکاسیون، سانتریفیوژ شستشو، خشک کردن، فرآیند آسیاب تهیه می شود، استفاده از عوامل اتریفیکاسیون به طور کلی از آلکان هالوژنه یا آلکان اپوکسی استفاده می کند.
با این حال، در فرآیند کاربرد اتر سلولز محلول در آب، احتمال مواجهه با محیط خاصی مانند دمای بالا و پایین، محیط اسید-باز، محیط یونی پیچیده، این محیط ها باعث ضخیم شدن، حلالیت، احتباس آب، چسبندگی، چسب، سوسپانسیون پایدار و امولسیون اتر سلولز محلول در آب به شدت تحت تأثیر قرار می گیرد و حتی منجر به از بین رفتن کامل عملکرد آن می شود.
به منظور بهبود عملکرد کاربرد اتر سلولز، لازم است درمان اتصال عرضی انجام شود، با استفاده از عوامل مختلف اتصال عرضی، عملکرد محصول متفاوت است. بر اساس مطالعه انواع مختلف عوامل اتصال عرضی و روش‌های اتصال عرضی آنها، همراه با فناوری اتصال عرضی در فرآیند تولید صنعتی، این مقاله به بحث اتصال عرضی اتر سلولز با انواع مختلف عوامل اتصال عرضی می‌پردازد و مرجعی برای اصلاح اتصال عرضی اتر سلولز ارائه می‌کند. .

1. ساختار و اصل اتصال عرضی اتر سلولز

اتر سلولزینوعی مشتقات سلولزی است که با واکنش جایگزینی اتر سه گروه هیدروکسیل الکلی بر روی مولکول های سلولز طبیعی و آلکان هالوژنه یا اپوکسید آلکان سنتز می شود. به دلیل تفاوت مواد جایگزین، ساختار و خواص اتر سلولز متفاوت است. واکنش اتصال عرضی اتر سلولز عمدتاً شامل اتریفیکاسیون یا استری کردن -OH (OH در حلقه واحد گلوکز یا -OH در جانشین یا کربوکسیل روی جانشین) و عامل اتصال عرضی با گروه‌های عاملی دوتایی یا چندگانه است، به طوری که دو یا تعداد بیشتری از مولکول های اتر سلولز به یکدیگر متصل می شوند تا یک ساختار شبکه فضایی چند بعدی را تشکیل دهند. این اتر سلولز شبکه ای است.
به طور کلی، اتر سلولز و عامل اتصال عرضی محلول آبی حاوی -OH بیشتر مانند HEC، HPMC، HEMC، MC و CMC را می توان به صورت اتصال عرضی اتری یا استری کرد. از آنجایی که CMC حاوی یون‌های کربوکسیلیک اسید است، گروه‌های عاملی موجود در عامل اتصال عرضی را می‌توان به صورت شبکه‌ای با یون‌های کربوکسیلیک اسید استری کرد.
پس از واکنش -OH یا -COO- در مولکول اتر سلولز با عامل اتصال عرضی، به دلیل کاهش محتوای گروه های محلول در آب و تشکیل ساختار شبکه ای چند بعدی در محلول، حلالیت، رئولوژی و خواص مکانیکی آن تغییر خواهد کرد. با استفاده از عوامل مختلف اتصال عرضی برای واکنش با اتر سلولز، عملکرد کاربرد اتر سلولز بهبود می یابد. اتر سلولزی مناسب برای کاربرد صنعتی تهیه شد.

2. انواع عوامل اتصال عرضی

2.1 عوامل اتصال عرضی آلدهیدی
عوامل اتصال عرضی آلدهیدی به ترکیبات آلی حاوی گروه آلدهید (-CHO) اطلاق می شود که از نظر شیمیایی فعال هستند و می توانند با هیدروکسیل، آمونیاک، آمید و سایر ترکیبات واکنش دهند. عوامل اتصال عرضی آلدهیدی مورد استفاده برای سلولز و مشتقات آن شامل فرمالدئید، گلیوکسال، گلوتارآلدئید، گلیسرآلدئید و غیره است. گروه آلدئیدی می تواند به راحتی با دو -OH واکنش داده و در شرایط اسیدی ضعیف استال تشکیل دهد و واکنش برگشت پذیر است. اترهای سلولزی متداول اصلاح شده توسط عوامل اتصال عرضی آلدهیدی عبارتند از HEC، HPMC، HEMC، MC، CMC و دیگر اترهای سلولز آبی.
یک گروه آلدئیدی منفرد با دو گروه هیدروکسیل بر روی زنجیره مولکولی اتر سلولز متصل می شود و مولکول های اتر سلولز از طریق تشکیل استال ها به هم متصل می شوند و ساختار فضای شبکه ای را تشکیل می دهند تا حلالیت آن تغییر کند. به دلیل واکنش آزاد -OH بین عامل اتصال عرضی آلدهید و اتر سلولز، مقدار گروه‌های آبدوست مولکولی کاهش می‌یابد و در نتیجه حلالیت آب محصول ضعیف است. بنابراین، با کنترل مقدار عامل اتصال عرضی، اتصال عرضی متوسط ​​اتر سلولز می تواند زمان هیدراتاسیون را به تاخیر بیاندازد و از حل شدن سریع محصول در محلول آبی و در نتیجه تجمع موضعی جلوگیری کند.
اثر اتر سلولز اتصال عرضی آلدهیدی به طور کلی به مقدار آلدهید، pH، یکنواختی واکنش اتصال عرضی، زمان اتصال عرضی و دما بستگی دارد. دمای اتصال عرضی بسیار بالا یا خیلی پایین و pH باعث ایجاد پیوندهای عرضی برگشت ناپذیر به دلیل همی استال به استال می شود که منجر به غیر محلول شدن سلولز اتر کاملاً در آب می شود. مقدار آلدهید و یکنواختی واکنش اتصال عرضی مستقیماً بر درجه اتصال عرضی اتر سلولز تأثیر می گذارد.
فرمالدئید به دلیل سمیت بالا و فراریت بالا، کمتر برای اتصال عرضی اتر سلولز استفاده می شود. در گذشته از فرمالدئید بیشتر در زمینه پوشش‌ها، چسب‌ها، منسوجات استفاده می‌شد و در حال حاضر به تدریج با مواد اتصال عرضی غیر فرمالدئیدی کم سمیت جایگزین می‌شود. اثر اتصال عرضی گلوتارآلدئید بهتر از گلیوکسال است، اما بوی تند قوی دارد و قیمت گلوتارآلدئید نسبتاً بالا است. به طور کلی، در صنعت، گلیوکسال معمولاً برای اتصال متقابل اتر سلولز محلول در آب برای بهبود حلالیت محصولات استفاده می شود. به طور کلی در دمای اتاق، pH 5 ~ 7 شرایط اسیدی ضعیف می تواند واکنش اتصال عرضی انجام شود. پس از اتصال عرضی، زمان هیدراتاسیون و زمان هیدراتاسیون کامل اتر سلولز طولانی تر می شود و پدیده تجمع ضعیف می شود. در مقایسه با محصولات غیر متقاطع، حلالیت اتر سلولز بهتر است و هیچ محصول حل نشده ای در محلول وجود نخواهد داشت که برای کاربرد صنعتی مفید است. هنگامی که Zhang Shuangjian هیدروکسی پروپیل متیل سلولز را تهیه کرد، عامل اتصال عرضی گلیوکسال قبل از خشک شدن اسپری شد تا هیدروکسی پروپیل متیل سلولز فوری با پراکندگی 100٪ بدست آید که هنگام حل شدن به هم نمی چسبید و پراکندگی و انحلال سریع داشت که در عمل بسته بندی را حل کرد. برنامه و زمینه برنامه را گسترش داد.
در شرایط قلیایی، فرآیند برگشت پذیر تشکیل استال شکسته می شود، زمان هیدراتاسیون محصول کوتاه می شود و ویژگی های انحلال اتر سلولز بدون اتصال عرضی بازیابی می شود. در حین تهیه و تولید اتر سلولز، واکنش اتصال عرضی آلدئیدها معمولاً پس از فرآیند واکنش اتراسیون یا در فاز مایع فرآیند شستشو و یا در فاز جامد پس از سانتریفیوژ انجام می‌شود. به طور کلی، در فرآیند شستشو، یکنواختی واکنش اتصال عرضی خوب است، اما اثر اتصال عرضی ضعیف است. با این حال، به دلیل محدودیت های تجهیزات مهندسی، یکنواختی اتصالات عرضی در فاز جامد ضعیف است، اما اثر اتصال عرضی نسبتاً بهتر است و مقدار عامل اتصال عرضی مورد استفاده نسبتاً کم است.
عوامل اتصال عرضی آلدهیدها اتر سلولز محلول در آب را اصلاح کردند، علاوه بر بهبود حلالیت آن، گزارش هایی نیز وجود دارد که می توان از آنها برای بهبود خواص مکانیکی، پایداری ویسکوزیته و سایر خواص آن استفاده کرد. به عنوان مثال، پنگ ژانگ از گلیوکسال برای اتصال عرضی با HEC استفاده کرد و تأثیر غلظت عامل اتصال عرضی، pH اتصال عرضی و دمای اتصال عرضی بر استحکام مرطوب HEC را بررسی کرد. نتایج نشان می‌دهد که در شرایط بهینه اتصال عرضی، استحکام مرطوب فیبر HEC پس از اتصال عرضی به میزان 5/41 درصد افزایش می‌یابد و عملکرد آن به طور قابل‌توجهی بهبود می‌یابد. ژانگ جین از رزین فنولیک محلول در آب، گلوتارآلدئید و تری کلرواستالدئید برای اتصال متقابل CMC استفاده کرد. با مقایسه ویژگی‌ها، محلول رزین فنولی محلول در آب با اتصال عرضی CMC کمترین کاهش ویسکوزیته را پس از عملیات حرارتی بالا داشت، یعنی بهترین مقاومت در برابر دما را داشت.
2.2 عوامل اتصال عرضی کربوکسیلیک اسید
عوامل اتصال عرضی کربوکسیلیک اسید به ترکیبات پلی کربوکسیلیک اسید، عمدتاً شامل اسید سوکسینیک، اسید مالیک، اسید تارتاریک، اسید سیتریک و سایر اسیدهای دوتایی یا پلی کربوکسیلیک اشاره دارد. کربوکسیلیک اسید برای اولین بار در اتصال عرضی الیاف پارچه برای بهبود صافی آنها استفاده شد. مکانیسم اتصال عرضی به شرح زیر است: گروه کربوکسیل با گروه هیدروکسیل مولکول سلولز برای تولید اتر سلولز شبکه ای استری شده واکنش می دهد. ولش و یانگ و همکاران اولین کسانی بودند که مکانیسم اتصال عرضی اتصال دهنده های کربوکسیلیک اسید را مطالعه کردند. فرآیند اتصال عرضی به این صورت بود: تحت شرایط معین، دو گروه کربوکسیلیک اسید مجاور در پیوندهای کربوکسیلیک اسید ابتدا آبگیری شدند تا انیدرید حلقوی ایجاد کنند و انیدرید با OH در مولکول های سلولز واکنش داد تا اتر سلولز شبکه ای با ساختار فضایی شبکه ای را تشکیل دهد.
عوامل اتصال عرضی اسید کربوکسیلیک به طور کلی با اتر سلولز حاوی جایگزین های هیدروکسیل واکنش می دهند. از آنجایی که عوامل اتصال دهنده کربوکسیلیک اسید محلول در آب و غیر سمی هستند، در سال های اخیر به طور گسترده در مطالعه چوب، نشاسته، کیتوزان و سلولز استفاده شده است.
مشتقات و دیگر اصلاحات اتصال عرضی استریفیکاسیون پلیمری طبیعی، به منظور بهبود عملکرد زمینه کاربرد آن.
هو هانچانگ و همکاران از کاتالیزور هیپوفسفیت سدیم برای اتخاذ چهار اسید پلی کربوکسیلیک با ساختارهای مولکولی مختلف استفاده شد: پروپان تری کربوکسیلیک اسید (PCA)، اسید 1،2،3، 4-بوتان تترا کربوکسیلیک (BTCA)، cis-CPTA، cis-CHHA (Cis-ChHA) برای تکمیل پارچه های پنبه ای نتایج نشان داد که ساختار دایره ای پارچه پنبه ای تکمیل کننده پلی کربوکسیلیک اسید عملکرد بازیابی چروک بهتری دارد. مولکول‌های پلی کربوکسیلیک اسید حلقوی به دلیل سفتی بیشتر و اثر اتصال عرضی بهتر نسبت به مولکول‌های زنجیره‌ای کربوکسیلیک اسید، عوامل پیوند عرضی بالقوه مؤثری هستند.
وانگ جیوی و همکاران از اسید مخلوط اسید سیتریک و انیدرید استیک برای ایجاد استری و اصلاح پیوند عرضی نشاسته استفاده کرد. با آزمایش خواص تفکیک آب و شفافیت خمیر، آن‌ها به این نتیجه رسیدند که نشاسته شبکه‌ای استری شده پایداری انجماد-ذوب بهتر، شفافیت خمیر کمتر و پایداری حرارتی ویسکوزیته بهتری نسبت به نشاسته دارد.
گروه های کربوکسیلیک اسید می توانند حلالیت، تجزیه پذیری زیستی و خواص مکانیکی خود را پس از واکنش اتصال عرضی استریفیکاسیون با OH فعال در پلیمرهای مختلف بهبود بخشند و ترکیبات کربوکسیلیک اسید دارای خواص غیر سمی یا کم سمی هستند که چشم انداز وسیعی برای اصلاح اتصال عرضی آب دارد. اتر سلولز محلول در زمینه های مواد غذایی، درجه دارویی و پوشش.
2.3 عامل اتصال عرضی ترکیبی اپوکسی
عامل اتصال عرضی اپوکسی شامل دو یا چند گروه اپوکسی یا ترکیبات اپوکسی حاوی گروه های عامل فعال می باشد. تحت عمل کاتالیزورها، گروه‌های اپوکسی و گروه‌های عاملی با -OH موجود در ترکیبات آلی واکنش داده و درشت مولکول‌هایی با ساختار شبکه‌ای تولید می‌کنند. بنابراین می توان از آن برای اتصال عرضی اتر سلولز استفاده کرد.
ویسکوزیته و خواص مکانیکی اتر سلولز را می توان با اتصال عرضی اپوکسی بهبود بخشید. اپوکسیدها ابتدا برای درمان الیاف پارچه مورد استفاده قرار گرفتند و اثر نهایی خوبی از خود نشان دادند. با این حال، گزارش های کمی در مورد اصلاح پیوند متقابل اتر سلولز توسط اپوکسیدها وجود دارد. هو چنگ و همکارانش یک اتصال دهنده چند منظوره ترکیبی اپوکسی جدید ایجاد کردند: EPTA، که زاویه بازیابی الاستیک مرطوب پارچه های ابریشمی واقعی را از 200 درجه قبل از درمان به 280 درجه بهبود می بخشد. علاوه بر این، بار مثبت رابط متقابل به طور قابل توجهی سرعت رنگرزی و نرخ جذب پارچه های ابریشم واقعی را به رنگ های اسیدی افزایش داد. عامل اتصال عرضی ترکیب اپوکسی که توسط Chen Xiaohui و همکاران استفاده می شود. : پلی اتیلن گلیکول دی گلیسیدیل اتر (PGDE) با ژلاتین متصل می شود. پس از اتصال عرضی، هیدروژل ژلاتین دارای عملکرد بازیابی الاستیک عالی است، با بالاترین نرخ بازیابی الاستیک تا 98.03%. بر اساس مطالعات بر روی اصلاح پیوند متقابل پلیمرهای طبیعی مانند پارچه و ژلاتین توسط اکسیدهای مرکزی در ادبیات، اصلاح پیوند متقابل اتر سلولز با اپوکسیدها نیز چشم‌انداز امیدوارکننده‌ای دارد.
اپی کلروهیدرین (همچنین به عنوان اپی کلروهیدرین شناخته می شود) یک عامل اتصال عرضی متداول برای تصفیه مواد پلیمری طبیعی حاوی -OH، -NH2 و سایر گروه های فعال است. پس از اتصال عرضی اپی کلروهیدرین، ویسکوزیته، مقاومت اسیدی و قلیایی، مقاومت در برابر دما، مقاومت نمک، مقاومت برشی و خواص مکانیکی مواد بهبود می یابد. بنابراین، کاربرد اپی کلروهیدرین در اتصال عرضی اتر سلولزی اهمیت تحقیقاتی زیادی دارد. به عنوان مثال، سو مائویائو با استفاده از CMC اتصال عرضی اپیکلوروهیدرین یک ماده بسیار جاذب ساخت. او تأثیر ساختار مواد، درجه جایگزینی و درجه اتصال عرضی را بر خواص جذب مورد بحث قرار داد و دریافت که ارزش نگهداری آب (WRV) و ارزش نگهداری آب نمک (SRV) محصول ساخته شده با حدود 3 درصد عامل اتصال عرضی 26 افزایش یافته است. به ترتیب بار و 17 بار. وقتی دینگ چانگگوانگ و همکاران. کربوکسی متیل سلولز بسیار چسبناک تهیه شد، اپی کلروهیدرین پس از اتریفیکاسیون برای اتصال عرضی اضافه شد. در مقایسه، ویسکوزیته محصول دارای پیوند متقاطع تا 51 درصد بیشتر از محصول بدون اتصال متقابل بود.
2.4 عوامل اتصال عرضی اسید بوریک
عوامل اتصال عرضی بوریک عمدتاً شامل اسید بوریک، بوراکس، بورات، ارگانوبورات و سایر عوامل اتصال عرضی حاوی بورات هستند. به طور کلی اعتقاد بر این است که مکانیسم اتصال عرضی به این صورت است که اسید بوریک (H3BO3) یا بورات (B4O72-) یون تتراهیدروکسی بورات (B(OH)4-) را در محلول تشکیل می دهد و سپس با -Oh در ترکیب آب می شود. یک ترکیب متقاطع با ساختار شبکه تشکیل دهید.
اتصال دهنده های متقاطع اسید بوریک به طور گسترده ای به عنوان مواد کمکی در پزشکی، شیشه، سرامیک، نفت و سایر زمینه ها استفاده می شود. استحکام مکانیکی ماده تیمار شده با عامل اتصال عرضی اسید بوریک بهبود می یابد و می توان از آن برای اتصال عرضی اتر سلولز استفاده کرد تا عملکرد آن را بهبود بخشد.
در دهه 1960، بور معدنی (بوراکس، اسید بوریک و تترابورات سدیم و غیره) عامل اصلی اتصال متقابل مورد استفاده در توسعه سیال شکستگی مبتنی بر آب میادین نفت و گاز بود. بوراکس اولین عامل اتصال عرضی مورد استفاده بود. با توجه به کاستی های بور معدنی، مانند زمان اتصال عرضی کوتاه و مقاومت در برابر دمای ضعیف، توسعه عامل پیوند عرضی ارگانوبور به یک کانون تحقیقاتی تبدیل شده است. تحقیقات ارگانوبورون در دهه 1990 آغاز شد. با توجه به ویژگی های مقاومت در برابر درجه حرارت بالا، شکستن چسب آسان، اتصال متقابل تاخیری قابل کنترل و غیره، ارگانوبور به اثر کاربردی خوبی در شکستگی میدان نفت و گاز دست یافته است. لیو جی و همکاران یک عامل اتصال عرضی پلیمری حاوی گروه فنیل بوریک اسید، عامل اتصال عرضی مخلوط با اسید اکریلیک و پلیمر پلی ال با واکنش گروه استر سوکسینیمید، چسب بیولوژیکی حاصل عملکرد جامع عالی دارد، می تواند چسبندگی و خواص مکانیکی خوبی را در یک محیط مرطوب نشان دهد و می تواند چسبندگی ساده تر یانگ یانگ و همکاران یک عامل اتصال عرضی زیرکونیوم بور مقاوم در برابر درجه حرارت بالا تولید کرد که برای پیوند متقابل سیال پایه ژل گوانیدین سیال شکستگی استفاده شد و دما و مقاومت برشی سیال شکست را پس از درمان اتصال عرضی به شدت بهبود بخشید. اصلاح اتر کربوکسی متیل سلولز توسط عامل اتصال عرضی اسید بوریک در مایع حفاری نفت گزارش شده است. به دلیل ساختار خاصی که دارد می توان از آن در پزشکی و ساختمان سازی استفاده کرد
اتصال متقابل اتر سلولز در ساخت و ساز، پوشش و سایر زمینه ها.
2.5 عامل اتصال عرضی فسفید
عوامل اتصال عرضی فسفات ها عمدتاً شامل تری کلروکسی فسفر (کلرید فسفواسیل)، تری متافسفات سدیم، تری پلی فسفات سدیم و غیره است. مکانیسم اتصال عرضی به این صورت است که باند PO یا پیوند P-Cl با مولکولی -OH در محلول آبی برای تشکیل ساختار شبکه ای دی فسفات استری می شود. .
عامل اتصال عرضی فسفید به دلیل سمیت غیر سمی یا کم، به طور گسترده در مواد غذایی، مواد پلیمری پزشکی اصلاح اتصال عرضی مانند نشاسته، کیتوزان و سایر درمان های اتصال عرضی پلیمری طبیعی استفاده می شود. نتایج نشان می‌دهد که با افزودن مقدار کمی عامل اتصال عرضی فسفیدی، می‌توان خواص ژلاتینه شدن و تورم نشاسته را به‌طور قابل‌توجهی تغییر داد. پس از اتصال عرضی نشاسته، دمای ژلاتینه شدن افزایش می یابد، پایداری خمیر بهبود می یابد، مقاومت اسیدی بهتر از نشاسته اصلی است و استحکام فیلم افزایش می یابد.
همچنین مطالعات زیادی در مورد اتصال عرضی کیتوزان با عامل اتصال عرضی فسفیدی انجام شده است که می تواند استحکام مکانیکی، پایداری شیمیایی و سایر خواص آن را بهبود بخشد. در حال حاضر، هیچ گزارشی در مورد استفاده از عامل اتصال عرضی فسفید برای درمان اتصال عرضی اتر سلولز وجود ندارد. از آنجایی که اتر سلولز و نشاسته، کیتوزان و سایر پلیمرهای طبیعی حاوی -OH فعالتری هستند و عامل اتصال عرضی فسفید دارای خواص فیزیولوژیکی غیر سمی یا سمیت کم است، کاربرد آن در تحقیقات اتصال عرضی اتر سلولز نیز چشم‌اندازهای بالقوه‌ای دارد. مانند CMC مورد استفاده در مواد غذایی، زمینه درجه خمیر دندان با اصلاح عامل اتصال عرضی فسفید، می تواند ضخیم شدن، خواص رئولوژیکی آن را بهبود بخشد. MC، HPMC و HEC مورد استفاده در زمینه پزشکی را می توان با عامل اتصال عرضی فسفید بهبود بخشید.
2.6 سایر عوامل اتصال عرضی
آلدئیدها، اپوکسیدها و اتصال عرضی سلولز اتر متعلق به اتصال عرضی اتریفیکاسیون، کربوکسیلیک اسید، اسید بوریک و عامل اتصال عرضی فسفیدی متعلق به اتصال عرضی استریفیکاسیون هستند. علاوه بر این، عوامل اتصال عرضی مورد استفاده برای اتصال عرضی اتر سلولز نیز شامل ترکیبات ایزوسیانات، ترکیبات هیدروکسی متیل نیتروژن، ترکیبات سولفیدریل، عوامل اتصال عرضی فلزی، عوامل پیوند عرضی ارگانوسیلیکن و غیره می باشد. ویژگی مشترک ساختار مولکولی آن این است که مولکول دارای گروه های عاملی متعددی است که عبارتند از: به راحتی با -OH واکنش نشان می دهد و می تواند یک ساختار شبکه چند بعدی را پس از اتصال عرضی تشکیل دهد. خواص محصولات اتصال عرضی به نوع عامل اتصال عرضی، درجه اتصال عرضی و شرایط اتصال عرضی مربوط می شود.
Badit · Pabin · Condu et al. از تولوئن دی ایزوسیانات (TDI) برای پیوند متیل سلولز متیلز استفاده کرد. پس از اتصال عرضی، دمای انتقال شیشه ای (Tg) با افزایش درصد TDI افزایش یافت و پایداری محلول آبی آن بهبود یافت. TDI همچنین معمولاً برای اصلاح اتصالات عرضی در چسب ها، پوشش ها و زمینه های دیگر استفاده می شود. پس از اصلاح، خاصیت چسبندگی، مقاومت در برابر دما و مقاومت در برابر آب فیلم بهبود می یابد. بنابراین، TDI می‌تواند عملکرد اتر سلولز مورد استفاده در ساخت‌وساز، پوشش‌ها و چسب‌ها را با اصلاح اتصالات عرضی بهبود بخشد.
فناوری اتصال عرضی دی سولفید به طور گسترده در اصلاح مواد پزشکی استفاده می شود و دارای ارزش تحقیقاتی خاصی برای اتصال عرضی محصولات اتر سلولزی در زمینه پزشکی است. شو شوجون و همکاران بتا سیکلودکسترین را با میکروسفرهای سیلیکا جفت کرد، کیتوزان مرکاپتویله شده و گلوکان را از طریق لایه پوسته گرادیان پیوند داد، و میکروسفرهای سیلیکا را برای به دست آوردن نانوکپس‌های پیوند متقابل دی سولفید، که پایداری خوبی در pH فیزیولوژیکی شبیه‌سازی شده نشان داد.
عوامل اتصال عرضی فلزات عمدتاً ترکیبات معدنی و آلی یونهای فلزی بالا مانند Zr(IV)، Al(III)، Ti(IV)، کروم(III) و Fe(III) هستند. یون های فلزی بالا برای تشکیل یون های پل هیدروکسیل چند هسته ای از طریق هیدراتاسیون، هیدرولیز و پل هیدروکسیل پلیمریزه می شوند. عموماً اعتقاد بر این است که پیوند متقابل یون‌های فلزی با ظرفیت بالا عمدتاً از طریق یون‌های پل زدن هیدروکسیل چند هسته‌ای است که به راحتی با گروه‌های کربوکسیلیک اسید ترکیب می‌شوند تا پلیمرهای ساختار فضایی چند بعدی را تشکیل دهند. خو کای و همکاران خواص رئولوژیکی Zr(IV)، Al(III)، Ti(IV)، کروم(III) و Fe(III) سری کربوکسی متیل هیدروکسی پروپیل سلولز متقاطع فلزی با قیمت بالا (CMHPC) و پایداری حرارتی، کاهش فیلتراسیون ظرفیت شن و ماسه معلق، باقیمانده شکستن چسب و سازگاری با نمک پس از استفاده. نتایج نشان داد که اتصال دهنده فلزی دارای خواص مورد نیاز برای عامل سیمانی سیال شکست چاه نفت می باشد.

3. بهبود عملکرد و توسعه فنی اتر سلولز با اصلاح اتصال عرضی

3.1 رنگ و ساخت
اتر سلولز عمدتاً HEC، HPMC، HEMC و MC بیشتر در زمینه ساخت و ساز، پوشش استفاده می شود، این نوع اتر سلولزی باید مقاومت خوبی در برابر آب، ضخیم شدن، مقاومت در برابر نمک و دما، مقاومت برشی، اغلب در ملات سیمان، رنگ لاتکس داشته باشد. ، چسب کاشی و سرامیک، رنگ دیوار بیرونی، لاک و غیره. با توجه به ساختمان، مواد مورد نیاز میدان پوشش مواد باید استحکام و پایداری مکانیکی خوبی داشته باشند، به طور کلی عامل اتصال عرضی نوع اتریفیکاسیون را انتخاب کنید تا اصلاح اتصال عرضی اتر سلولز، مانند استفاده از آلکان هالوژنه اپوکسی، عامل اتصال عرضی اسید بوریک برای اتصال عرضی آن، می تواند محصول را بهبود بخشد. ویسکوزیته، مقاومت در برابر نمک و دما، مقاومت برشی و خواص مکانیکی.
3.2 زمینه های دارو، غذا و مواد شیمیایی روزانه
MC، HPMC و CMC در اتر سلولز محلول در آب اغلب در مواد پوشش دارویی، افزودنی های دارویی آهسته رهش و قوام دهنده دارویی مایع و تثبیت کننده امولسیون استفاده می شود. CMC همچنین می تواند به عنوان امولسیفایر و قوام دهنده در ماست، محصولات لبنی و خمیر دندان استفاده شود. HEC و MC در زمینه شیمیایی روزانه برای ضخیم شدن، پراکندگی و همگن شدن استفاده می شود. از آنجایی که رشته پزشکی، غذا و گرید شیمیایی روزانه به مواد ایمن و غیر سمی نیاز دارد، بنابراین برای این نوع اتر سلولزی می توان از اسید فسفریک، عامل اتصال عرضی اسید کربوکسیلیک، عامل اتصال عرضی سولفیدریل و غیره، پس از اصلاح اتصال عرضی، استفاده کرد. بهبود ویسکوزیته محصول، پایداری بیولوژیکی و سایر خواص.
HEC به ندرت در زمینه های دارویی و غذایی استفاده می شود، اما از آنجا که HEC یک اتر سلولزی غیر یونی با حلالیت قوی است، مزایای منحصر به فرد خود را نسبت به MC، HPMC و CMC دارد. در آینده توسط عوامل اتصال عرضی ایمن و غیر سمی پیوند عرضی خواهد شد که پتانسیل توسعه زیادی در زمینه های دارویی و غذایی خواهد داشت.
3.3 مناطق حفاری و تولید نفت
CMC و اتر سلولز کربوکسیله معمولاً به عنوان عامل تصفیه گل حفاری صنعتی، عامل از دست دادن مایع، عامل ضخیم کننده استفاده می شود. به عنوان یک اتر سلولزی غیر یونی، HEC به دلیل اثر ضخیم کنندگی خوب، ظرفیت تعلیق و پایداری قوی ماسه، مقاومت در برابر حرارت، محتوای نمک بالا، مقاومت خط لوله کم، اتلاف مایع کمتر، لاستیک سریع، به طور گسترده در زمینه حفاری نفت استفاده می شود. شکستگی و کم باقی مانده در حال حاضر، تحقیقات بیشتر استفاده از عوامل اتصال عرضی اسید بوریک و عوامل اتصال عرضی فلزی برای اصلاح CMC مورد استفاده در میدان حفاری نفت است، تحقیقات اصلاح پیوند عرضی اتر سلولز غیر یونی کمتر گزارش شده است، اما اصلاح آبگریز اتر سلولز غیر یونی، نشان دهنده قابل توجهی است. ویسکوزیته، مقاومت دما و نمک و پایداری برشی، پراکندگی خوب و مقاومت در برابر هیدرولیز بیولوژیکی. اتر سلولز مورد استفاده در حفاری و تولید نفت پس از اتصال عرضی توسط اسید بوریک، فلز، اپوکسید، آلکان های هالوژنه اپوکسی و سایر عوامل اتصال عرضی، ضخیم شدن، مقاومت در برابر نمک و دما، پایداری و غیره را بهبود بخشیده است که چشم انداز کاربرد زیادی در صنعت نفت دارد. آینده
3.4 سایر زمینه ها
اتر سلولز به دلیل ضخیم شدن، امولسیون شدن، تشکیل فیلم، محافظت کلوئیدی، حفظ رطوبت، چسبندگی، ضد حساسیت و سایر خواص عالی، به طور گسترده ای استفاده می شود، علاوه بر زمینه های فوق، همچنین در کاغذ سازی، سرامیک، چاپ پارچه و رنگرزی استفاده می شود. واکنش پلیمریزاسیون و سایر زمینه ها. با توجه به الزامات خواص مواد در زمینه های مختلف، عوامل اتصال عرضی مختلف را می توان برای اصلاح اتصالات عرضی مورد استفاده قرار داد تا نیازهای کاربرد را برآورده کند. به طور کلی، اتر سلولز شبکه ای را می توان به دو دسته تقسیم کرد: اتر سلولز شبکه ای اتری و سلولز سلولز شبکه ای استری. آلدئیدها، اپوکسیدها و دیگر پیوندهای عرضی با -Oh روی اتر سلولز واکنش می دهند و پیوند اتر-اکسیژن (-O-) را تشکیل می دهند که متعلق به اتصال دهنده های اتریفیکاسیون است. کربوکسیلیک اسید، فسفید، اسید بوریک و سایر عوامل اتصال عرضی با -OH روی اتر سلولز برای تشکیل پیوندهای استری، متعلق به عوامل اتصال عرضی استری، واکنش می دهند. گروه کربوکسیل در CMC با -OH موجود در عامل اتصال عرضی برای تولید اتر سلولز شبکه ای استری شده واکنش می دهد. در حال حاضر، تحقیقات کمی در مورد این نوع اصلاح اتصالات عرضی وجود دارد، و هنوز جا برای توسعه در آینده وجود دارد. از آنجایی که پایداری پیوند اتری بهتر از باند استری است، اتر سلولز شبکه ای متقاطع نوع اتری پایداری و خواص مکانیکی قوی تری دارد. با توجه به زمینه های مختلف کاربرد، می توان عامل اتصال عرضی مناسب را برای اصلاح پیوند متقابل اتر سلولز انتخاب کرد تا محصولاتی که نیازهای کاربرد را برآورده می کنند به دست آورند.

4. نتیجه گیری

در حال حاضر، صنعت از گلیوکسال برای اتصال متقابل اتر سلولز استفاده می کند تا زمان انحلال را به تاخیر بیندازد تا مشکل کیک شدن محصول در حین انحلال حل شود. اتر سلولز متقابل گلیوکسال تنها می تواند حلالیت آن را تغییر دهد، اما هیچ بهبود آشکاری در سایر خواص ندارد. در حال حاضر، استفاده از سایر عوامل اتصال عرضی غیر از گلیوکسال برای اتصال عرضی اتر سلولز به ندرت مورد مطالعه قرار گرفته است. از آنجایی که اتر سلولز به طور گسترده در حفاری نفت، ساخت و ساز، پوشش، غذا، دارو و سایر صنایع استفاده می شود، حلالیت، رئولوژی، خواص مکانیکی آن نقش مهمی در کاربرد آن ایفا می کند. از طریق اصلاح اتصالات عرضی، می تواند عملکرد برنامه خود را در زمینه های مختلف بهبود بخشد تا نیازهای برنامه را برآورده کند. به عنوان مثال، اسید کربوکسیلیک، اسید فسفریک، عامل اتصال عرضی اسید بوریک برای استری‌سازی اتر سلولز می‌تواند عملکرد کاربرد آن را در زمینه غذا و دارو بهبود بخشد. با این حال، آلدئیدها به دلیل سمیت فیزیولوژیکی نمی توانند در صنایع غذایی و دارویی استفاده شوند. اسید بوریک و عوامل اتصال عرضی فلزی برای بهبود عملکرد سیال شکستن نفت و گاز پس از اتصال عرضی اتر سلولز مورد استفاده در حفاری نفت مفید هستند. سایر عوامل اتصال عرضی آلکیل، مانند اپی کلروهیدرین، می توانند ویسکوزیته، خواص رئولوژیکی و خواص مکانیکی اتر سلولز را بهبود بخشند. با پیشرفت مداوم علم و فناوری، نیاز صنایع مختلف برای خواص مواد به طور مداوم در حال بهبود است. به منظور برآورده کردن الزامات عملکرد اتر سلولز در زمینه های کاربردی مختلف، تحقیقات آینده در مورد اتصال عرضی اتر سلولز چشم انداز گسترده ای برای توسعه دارد.