خواص شیمیایی اتیل سلولز چیست؟

اتیل سلولز مشتقی از سلولز است، یک پلیمر طبیعی که از واحدهای گلوکز تشکیل شده است. با واکنش سلولز با اتیل کلرید یا اکسید اتیلن سنتز می شود و مولکول های سلولز تا حدی جایگزین می شود. اتیل سلولز دارای طیف وسیعی از خواص شیمیایی است که آن را در انواع کاربردهای صنعتی و دارویی مفید می کند.

ساختار مولکولی:

اتیل سلولز ساختار اصلی سلولز را حفظ می کند که شامل واحدهای گلوکز تکراری است که توسط پیوندهای β-1،4-گلیکوزیدی به هم مرتبط شده اند.

جایگزینی اتیل عمدتاً بر روی گروه های هیدروکسیل ستون فقرات سلولزی اتفاق می افتد و در نتیجه درجات مختلف جایگزینی (DS) نشان دهنده میانگین تعداد گروه های اتیل در واحد گلوکز است.

درجه جانشینی بر خواص اتیل سلولز از جمله حلالیت، ویسکوزیته و توانایی تشکیل فیلم تأثیر می گذارد.

حلالیت:

به دلیل ماهیت آبگریز گروه اتیل، اتیل سلولز در آب نامحلول است.

در انواع حلال های آلی از جمله الکل ها، کتون ها، استرها و هیدروکربن های کلردار حلالیت نشان می دهد.

حلالیت با کاهش وزن مولکولی و افزایش درجه اتوکسیلاسیون افزایش می یابد.

خواص تشکیل فیلم:

اتیل سلولز به دلیل توانایی های خود در تشکیل فیلم شناخته شده است و آن را در تولید پوشش ها، فیلم ها و فرمولاسیون های دارویی با رهش کنترل شده ارزشمند می کند.

توانایی اتیل سلولز برای حل شدن در انواع حلال‌های آلی باعث تشکیل فیلم می‌شود و متعاقبا تبخیر حلال باعث ایجاد یک لایه یکنواخت می‌شود.

واکنش پذیری:

اتیل سلولز در شرایط عادی واکنش پذیری نسبتاً کمی از خود نشان می دهد. با این حال، می توان آن را از طریق واکنش هایی مانند اتریفیکاسیون، استریفیکاسیون و پیوند متقابل اصلاح شیمیایی کرد.

واکنش‌های اتریفیکاسیون شامل معرفی جایگزین‌های اضافی بر روی ستون فقرات سلولزی می‌شود که در نتیجه خواص را تغییر می‌دهد.

استری شدن می تواند با واکنش اتیل سلولز با اسیدهای کربوکسیلیک یا کلریدهای اسیدی، تولید استرهای سلولز با حلالیت تغییر یافته و سایر خواص رخ دهد.

واکنش های پیوند متقابل را می توان برای بهبود استحکام مکانیکی و پایداری حرارتی غشاهای اتیل سلولزی آغاز کرد.

عملکرد حرارتی:

اتیل سلولز پایداری حرارتی را در محدوده دمایی معینی از خود نشان می دهد که فراتر از آن تجزیه رخ می دهد.

تخریب حرارتی معمولاً در حدود 200-250 درجه سانتیگراد شروع می شود که بستگی به عواملی مانند درجه جایگزینی و وجود نرم کننده ها یا مواد افزودنی دارد.

تجزیه و تحلیل حرارتی (TGA) و کالریمتری اسکن تفاضلی (DSC) تکنیک‌هایی هستند که معمولاً برای توصیف رفتار حرارتی اتیل سلولز و ترکیبات آن استفاده می‌شوند.

سازگاری:

اتیل سلولز با انواع دیگر پلیمرها، نرم کننده ها و مواد افزودنی سازگار است و آن را برای ترکیب با مواد دیگر برای دستیابی به خواص مطلوب مناسب می کند.

افزودنی های رایج شامل نرم کننده هایی مانند پلی اتیلن گلیکول (PEG) و تری اتیل سیترات است که انعطاف پذیری و خواص تشکیل فیلم را افزایش می دهد.

سازگاری با ترکیبات دارویی فعال (APIs) در فرمولاسیون اشکال دارویی مانند قرص‌های با رهش طولانی و چسب‌های ترانس درمال بسیار مهم است.

عملکرد مانع:

فیلم های اتیل سلولز دارای خواص بازدارندگی عالی در برابر رطوبت، گازها و بخارات آلی هستند.

این ویژگی‌های مانع، اتیل سلولز را برای کاربردهای بسته‌بندی مناسب می‌سازد که در آن حفاظت از عوامل محیطی برای حفظ یکپارچگی و ماندگاری محصول بسیار مهم است.

خواص رئولوژیکی:

ویسکوزیته محلول های اتیل سلولز به عواملی مانند غلظت پلیمر، درجه جانشینی و نوع حلال بستگی دارد.

محلول های اتیل سلولز اغلب رفتار شبه پلاستیکی از خود نشان می دهند، به این معنی که ویسکوزیته آنها با افزایش نرخ برش کاهش می یابد.

مطالعات رئولوژیکی برای درک ویژگی‌های جریان محلول‌های اتیل سلولز در طول کاربردهای پردازش و پوشش مهم هستند.

اتیل سلولز یک پلیمر همه کاره با طیف وسیعی از خواص شیمیایی است که به مفید بودن آن در انواع کاربردهای صنعتی و دارویی کمک می کند. حلالیت، توانایی تشکیل فیلم، واکنش پذیری، پایداری حرارتی، سازگاری، خواص مانع و رئولوژی آن را به یک ماده با ارزش برای پوشش ها، فیلم ها، فرمول های رهش کنترل شده و محلول های بسته بندی تبدیل می کند. تحقیقات و توسعه بیشتر در زمینه مشتقات سلولز برای گسترش کاربردها و پتانسیل اتیل سلولز در زمینه های مختلف ادامه دارد.