Dérivés d'éther de cellulose solubles dans l'eau

Le mécanisme de réticulation, la voie et les propriétés de différents types d’agents de réticulation et d’éther de cellulose soluble dans l’eau ont été présentés. Par modification de réticulation, la viscosité, les propriétés rhéologiques, la solubilité et les propriétés mécaniques de l'éther de cellulose soluble dans l'eau peuvent être considérablement améliorées, de manière à améliorer ses performances d'application. Selon la structure chimique et les propriétés des différents agents de réticulation, les types de réactions de modification de réticulation de l'éther de cellulose ont été résumés et les orientations de développement des différents agents de réticulation dans divers domaines d'application de l'éther de cellulose ont été résumées. Compte tenu des excellentes performances de l’éther de cellulose hydrosoluble modifié par réticulation et des quelques études réalisées au pays et à l’étranger, la future modification de réticulation de l’éther de cellulose a de larges perspectives de développement. Ceci est pour la référence des chercheurs et des entreprises de production concernés.
Mots clés : modification de réticulation ; Éther de cellulose ; Structure chimique ; Solubilité; Performances des applications

Éther de cellulose en raison de ses excellentes performances, en tant qu'agent épaississant, agent de rétention d'eau, adhésif, liant et dispersant, colloïde protecteur, stabilisant, agent de suspension, émulsifiant et agent filmogène, largement utilisé dans les revêtements, la construction, le pétrole, les produits chimiques quotidiens, l'alimentation. et la médecine et d'autres industries. L'éther de cellulose comprend principalement la méthylcellulose,l'hydroxyéthylcellulose,carboxyméthylcellulose, éthylcellulose, hydroxypropylméthylcellulose, hydroxyéthylméthylcellulose et autres types d'éther mixte. L'éther de cellulose est fabriqué à partir de fibres de coton ou de fibres de bois par alcalinisation, éthérification, lavage, centrifugation, séchage, processus de broyage préparé, l'utilisation d'agents d'éthérification utilise généralement un alcane halogéné ou un alcane époxy.
Cependant, dans le processus d'application de l'éther de cellulose soluble dans l'eau, il est probable que vous rencontrerez un environnement spécial, tel qu'une température élevée et basse, un environnement acide-base, un environnement ionique complexe, ces environnements provoqueront l'épaississement, la solubilité, la rétention d'eau, l'adhésion, l'adhésif, la suspension stable et l'émulsification de l'éther de cellulose hydrosoluble sont fortement affectés et conduisent même à la perte totale de sa fonctionnalité.
Afin d'améliorer les performances d'application de l'éther de cellulose, il est nécessaire d'effectuer un traitement de réticulation, en utilisant différents agents de réticulation, les performances du produit sont différentes. Basé sur l'étude de divers types d'agents de réticulation et de leurs méthodes de réticulation, combinée à la technologie de réticulation dans le processus de production industrielle, cet article discute de la réticulation de l'éther de cellulose avec différents types d'agents de réticulation, fournissant une référence pour la modification de réticulation de l'éther de cellulose. .

1. Structure et principe de réticulation de l'éther de cellulose

Éther de celluloseest une sorte de dérivés de cellulose, qui est synthétisé par réaction de substitution d'éther de trois groupes hydroxyle d'alcool sur des molécules de cellulose naturelle et un alcane halogéné ou un alcane époxyde. En raison de la différence des substituants, la structure et les propriétés de l'éther de cellulose sont différentes. La réaction de réticulation de l'éther de cellulose implique principalement l'éthérification ou l'estérification du -OH (OH sur le cycle unitaire glucose ou le -OH sur le substituant ou le carboxyle sur le substituant) et de l'agent de réticulation avec des groupes fonctionnels binaires ou multiples, de sorte que deux ou plusieurs molécules d'éther de cellulose sont liées entre elles pour former une structure de réseau spatial multidimensionnel. C'est de l'éther de cellulose réticulé.
D'une manière générale, l'éther de cellulose et l'agent de réticulation d'une solution aqueuse contenant plus de -OH tels que HEC, HPMC, HEMC, MC et CMC peuvent être réticulés éthérifiés ou estérifiés. Étant donné que la CMC contient des ions d'acide carboxylique, les groupes fonctionnels de l'agent de réticulation peuvent être estérifiés et réticulés avec des ions d'acide carboxylique.
Après la réaction de -OH ou -COO- dans une molécule d'éther de cellulose avec un agent de réticulation, en raison de la réduction de la teneur en groupes hydrosolubles et de la formation d'une structure de réseau multidimensionnelle en solution, sa solubilité, sa rhéologie et ses propriétés mécaniques sera changé. En utilisant différents agents de réticulation pour réagir avec l'éther de cellulose, les performances d'application de l'éther de cellulose seront améliorées. De l'éther de cellulose adapté à une application industrielle a été préparé.

2. Types d'agents de réticulation

2.1 Agents de réticulation aldéhydes
Les agents de réticulation aldéhydiques font référence à des composés organiques contenant un groupe aldéhyde (-CHO), qui sont chimiquement actifs et peuvent réagir avec l'hydroxyle, l'ammoniac, l'amide et d'autres composés. Les agents de réticulation aldéhyde utilisés pour la cellulose et ses dérivés comprennent le formaldéhyde, le glyoxal, le glutaraldéhyde, le glycéraldéhyde, etc. Le groupe aldéhyde peut facilement réagir avec deux -OH pour former des acétals dans des conditions faiblement acides, et la réaction est réversible. Les éthers de cellulose courants modifiés par des agents de réticulation aldéhydes sont HEC, HPMC, HEMC, MC, CMC et d'autres éthers de cellulose aqueux.
Un seul groupe aldéhyde est réticulé avec deux groupes hydroxyle sur la chaîne moléculaire de l'éther de cellulose, et les molécules d'éther de cellulose sont reliées par la formation d'acétals, formant une structure spatiale de réseau, de manière à modifier sa solubilité. En raison de la réaction -OH libre entre l'agent de réticulation aldéhyde et l'éther de cellulose, la quantité de groupes hydrophiles moléculaires est réduite, ce qui entraîne une mauvaise solubilité dans l'eau du produit. Par conséquent, en contrôlant la quantité d'agent de réticulation, une réticulation modérée de l'éther de cellulose peut retarder le temps d'hydratation et empêcher le produit de se dissoudre trop rapidement en solution aqueuse, entraînant une agglomération locale.
L'effet de l'éther de cellulose réticulant l'aldéhyde dépend généralement de la quantité d'aldéhyde, du pH, de l'uniformité de la réaction de réticulation, du temps de réticulation et de la température. Une température et un pH de réticulation trop élevés ou trop bas provoqueront une réticulation irréversible due à l'hémiacétal en acétal, ce qui conduira à un éther de cellulose complètement insoluble dans l'eau. La quantité d'aldéhyde et l'uniformité de la réaction de réticulation affectent directement le degré de réticulation de l'éther de cellulose.
Le formaldéhyde est moins utilisé pour réticuler l’éther de cellulose en raison de sa forte toxicité et de sa forte volatilité. Autrefois, le formaldéhyde était davantage utilisé dans le domaine des revêtements, des adhésifs, des textiles, et il est désormais progressivement remplacé par des agents de réticulation sans formaldéhyde à faible toxicité. L'effet de réticulation du glutaraldéhyde est meilleur que celui du glyoxal, mais il a une forte odeur âcre et le prix du glutaraldéhyde est relativement élevé. D'une manière générale, dans l'industrie, le glyoxal est couramment utilisé pour réticuler l'éther de cellulose soluble dans l'eau afin d'améliorer la solubilité des produits. Généralement à température ambiante, dans des conditions acides faibles de pH 5 à 7, une réaction de réticulation peut être effectuée. Après réticulation, le temps d'hydratation et le temps d'hydratation complète de l'éther de cellulose deviendront plus longs et le phénomène d'agglomération sera affaibli. Par rapport aux produits non réticulants, la solubilité de l'éther de cellulose est meilleure et il n'y aura aucun produit non dissous dans la solution, ce qui est propice aux applications industrielles. Lorsque Zhang Shuangjian a préparé de l'hydroxypropylméthylcellulose, l'agent de réticulation glyoxal a été pulvérisé avant le séchage pour obtenir l'hydroxypropylméthylcellulose instantanée avec une dispersion de 100 %, qui ne collait pas lors de la dissolution et avait une dispersion et une dissolution rapides, ce qui résolvait le regroupement en pratique. application et élargi le champ d'application.
Dans des conditions alcalines, le processus réversible de formation d'acétal sera interrompu, le temps d'hydratation du produit sera raccourci et les caractéristiques de dissolution de l'éther de cellulose sans réticulation seront restaurées. Lors de la préparation et de la production d'éther de cellulose, la réaction de réticulation des aldéhydes est généralement réalisée après le processus de réaction d'éthération, soit dans la phase liquide du processus de lavage, soit dans la phase solide après centrifugation. Généralement, dans le processus de lavage, l'uniformité de la réaction de réticulation est bonne, mais l'effet de réticulation est médiocre. Cependant, en raison des limitations des équipements d'ingénierie, l'uniformité de la réticulation en phase solide est médiocre, mais l'effet de réticulation est relativement meilleur et la quantité d'agent de réticulation utilisée est relativement faible.
Agents de réticulation d'aldéhydes éther de cellulose soluble dans l'eau modifié, en plus d'améliorer sa solubilité, il existe également des rapports qui peuvent être utilisés pour améliorer ses propriétés mécaniques, sa stabilité de viscosité et d'autres propriétés. Par exemple, Peng Zhang a utilisé du glyoxal pour réticuler avec HEC et a exploré l'influence de la concentration d'agent de réticulation, du pH de réticulation et de la température de réticulation sur la résistance à l'humidité de HEC. Les résultats montrent que dans des conditions de réticulation optimales, la résistance à l'humidité de la fibre HEC après réticulation est augmentée de 41,5 % et ses performances sont considérablement améliorées. Zhang Jin a utilisé de la résine phénolique soluble dans l'eau, du glutaraldéhyde et du trichloroacétaldéhyde pour réticuler la CMC. En comparant les propriétés, la solution de CMC réticulée par résine phénolique soluble dans l'eau présentait la moindre réduction de viscosité après un traitement à haute température, c'est-à-dire la meilleure résistance à la température.
2.2 Agents de réticulation de l'acide carboxylique
Les agents de réticulation de l'acide carboxylique font référence aux composés d'acide polycarboxylique, comprenant principalement l'acide succinique, l'acide malique, l'acide tartrique, l'acide citrique et d'autres acides binaires ou polycarboxyliques. Les agents de réticulation à base d'acide carboxylique ont été utilisés pour la première fois dans la réticulation des fibres textiles pour améliorer leur douceur. Le mécanisme de réticulation est le suivant : le groupe carboxyle réagit avec le groupe hydroxyle de la molécule de cellulose pour produire de l'éther de cellulose réticulé estérifié. Welch et Yang et coll. ont été les premiers à étudier le mécanisme de réticulation des agents de réticulation acides carboxyliques. Le processus de réticulation était le suivant : dans certaines conditions, les deux groupes acide carboxylique adjacents dans les agents de réticulation acide carboxylique se sont d'abord déshydratés pour former un anhydride cyclique, et l'anhydride a réagi avec OH dans les molécules de cellulose pour former de l'éther de cellulose réticulé avec une structure spatiale en réseau.
Les agents de réticulation à base d'acide carboxylique réagissent généralement avec l'éther de cellulose contenant des substituants hydroxyle. Parce que les agents de réticulation des acides carboxyliques sont solubles dans l’eau et non toxiques, ils ont été largement utilisés dans l’étude du bois, de l’amidon, du chitosane et de la cellulose ces dernières années.
Dérivés et autres modifications de réticulation par estérification de polymères naturels, de manière à améliorer les performances de son domaine d'application.
Hu Hanchang et coll. utilisé un catalyseur d'hypophosphite de sodium pour adopter quatre acides polycarboxyliques avec des structures moléculaires différentes : l'acide propane tricarboxylique (PCA), l'acide 1,2,3, 4-butane tétracarboxylique (BTCA), le cis-CPTA, le cis-CHHA (Cis-ChHA) ont été utilisés pour finir les tissus en coton. Les résultats ont montré que la structure circulaire du tissu en coton de finition à l'acide polycarboxylique offre de meilleures performances de récupération des plis. Les molécules d'acide polycarboxylique cycliques sont des agents de réticulation potentiellement efficaces en raison de leur plus grande rigidité et de leur meilleur effet de réticulation que les molécules d'acide carboxylique en chaîne.
Wang Jiwei et coll. utilisé l'acide mixte d'acide citrique et d'anhydride acétique pour effectuer une estérification et une modification de réticulation de l'amidon. En testant les propriétés de résolution de l'eau et de transparence de la pâte, ils ont conclu que l'amidon réticulé estérifié avait une meilleure stabilité au gel-dégel, une transparence de la pâte plus faible et une meilleure stabilité thermique en viscosité que l'amidon.
Les groupes acide carboxylique peuvent améliorer leur solubilité, leur biodégradabilité et leurs propriétés mécaniques après une réaction de réticulation d'estérification avec le -OH actif dans divers polymères, et les composés d'acide carboxylique ont des propriétés non toxiques ou peu toxiques, ce qui offre de larges perspectives pour la modification de réticulation de l'eau. éther de cellulose soluble dans les domaines de la qualité alimentaire, de la qualité pharmaceutique et du revêtement.
2.3 Agent de réticulation composé époxy
L'agent de réticulation époxy contient deux ou plusieurs groupes époxy, ou des composés époxy contenant des groupes fonctionnels actifs. Sous l'action de catalyseurs, les groupes époxy et les groupes fonctionnels réagissent avec le -OH dans les composés organiques pour générer des macromolécules à structure en réseau. Il peut donc être utilisé pour la réticulation de l’éther de cellulose.
La viscosité et les propriétés mécaniques de l'éther de cellulose peuvent être améliorées par réticulation époxy. Les époxydes ont été utilisés pour la première fois pour traiter les fibres des tissus et ont montré un bon effet de finition. Cependant, il existe peu de rapports sur la modification de réticulation de l'éther de cellulose par les époxydes. Hu Cheng et al. ont développé un nouveau réticulant composé époxy multifonctionnel : l'EPTA, qui a amélioré l'angle de récupération élastique humide des tissus en soie véritable de 200° avant traitement à 280°. De plus, la charge positive de l'agent de réticulation augmente considérablement le taux de teinture et le taux d'absorption des tissus en soie véritable en colorants acides. L'agent de réticulation composé époxy utilisé par Chen Xiaohui et al. : l'éther diglycidylique de polyéthylène glycol (PGDE) est réticulé avec de la gélatine. Après réticulation, l'hydrogel de gélatine présente d'excellentes performances de récupération élastique, avec le taux de récupération élastique le plus élevé jusqu'à 98,03 %. Sur la base des études sur la modification de réticulation de polymères naturels tels que le tissu et la gélatine par des oxydes centraux dans la littérature, la modification de réticulation de l'éther de cellulose avec des époxydes présente également des perspectives prometteuses.
L'épichlorhydrine (également connue sous le nom d'épichlorhydrine) est un agent de réticulation couramment utilisé pour le traitement des matériaux polymères naturels contenant -OH, -NH2 et d'autres groupes actifs. Après la réticulation de l'épichlorhydrine, la viscosité, la résistance aux acides et aux alcalis, la résistance à la température, la résistance au sel, la résistance au cisaillement et les propriétés mécaniques du matériau seront améliorées. Par conséquent, l’application de l’épichlorhydrine dans la réticulation de l’éther de cellulose revêt une grande importance pour la recherche. Par exemple, Su Maoyao a fabriqué un matériau hautement adsorbant en utilisant de la CMC réticulée à l'épiclorohydrine. Il a discuté de l'influence de la structure du matériau, du degré de substitution et du degré de réticulation sur les propriétés d'adsorption, et a constaté que la valeur de rétention d'eau (WRV) et la valeur de rétention de saumure (SRV) du produit fabriqué avec environ 3 % d'agent de réticulation augmentaient de 26. fois et 17 fois, respectivement. Lorsque Ding Changguang et al. préparée de carboxyméthylcellulose extrêmement visqueuse, de l'épichlorhydrine a été ajoutée après éthérification pour la réticulation. A titre de comparaison, la viscosité du produit réticulé était jusqu'à 51 % supérieure à celle du produit non réticulé.
2.4 Agents de réticulation de l'acide borique
Les agents de réticulation boriques comprennent principalement l'acide borique, le borax, le borate, l'organoborate et d'autres agents de réticulation contenant du borate. On pense généralement que le mécanisme de réticulation est que l'acide borique (H3BO3) ou le borate (B4O72-) forme un ion tétrahydroxyborate (B(OH)4-) dans la solution, puis se déshydrate avec le -Oh dans le composé. Former un composé réticulé avec une structure en réseau.
Les agents de réticulation à base d'acide borique sont largement utilisés comme auxiliaires dans la médecine, le verre, la céramique, le pétrole et d'autres domaines. La résistance mécanique du matériau traité avec l'agent de réticulation à l'acide borique sera améliorée, et il pourra être utilisé pour la réticulation de l'éther de cellulose, de manière à améliorer ses performances.
Dans les années 1960, le bore inorganique (borax, acide borique et tétraborate de sodium, etc.) était le principal agent de réticulation utilisé dans le développement des fluides de fracturation à base d'eau des champs de pétrole et de gaz. Le borax a été le premier agent de réticulation utilisé. En raison des inconvénients du bore inorganique, tels qu'un temps de réticulation court et une faible résistance à la température, le développement d'agents de réticulation organoborés est devenu un point chaud de la recherche. La recherche sur l’organobore a commencé dans les années 1990. En raison de ses caractéristiques de résistance aux températures élevées, de colle facile à briser, de réticulation retardée contrôlable, etc., l'organobore a obtenu un bon effet d'application dans la fracturation des champs de pétrole et de gaz. Liu Ji et coll. a développé un agent de réticulation polymère contenant un groupe acide phénylborique, l'agent de réticulation mélangé à de l'acide acrylique et un polymère polyol avec une réaction du groupe ester succinimide, l'adhésif biologique résultant a d'excellentes performances globales, peut montrer une bonne adhérence et des propriétés mécaniques dans un environnement humide, et peut être adhésion plus simple. Yang Yang et coll. a produit un agent de réticulation au bore de zirconium résistant aux hautes températures, qui a été utilisé pour réticuler le fluide de base en gel de guanidine du fluide de fracturation, et a grandement amélioré la résistance à la température et au cisaillement du fluide de fracturation après le traitement de réticulation. La modification de l'éther de carboxyméthylcellulose par un agent de réticulation de l'acide borique dans le fluide de forage pétrolier a été rapportée. En raison de sa structure particulière, il peut être utilisé en médecine et dans la construction.
Réticulation de l'éther de cellulose dans les domaines de la construction, du revêtement et autres.
2.5 Agent de réticulation phosphure
Les agents de réticulation des phosphates comprennent principalement le trichloroxy de phosphore (chlorure de phosphoacyle), le trimétaphosphate de sodium, le tripolyphosphate de sodium, etc. Le mécanisme de réticulation est que la liaison PO ou la liaison P-Cl est estérifiée avec le -OH moléculaire en solution aqueuse pour produire du diphosphate, formant une structure de réseau. .
Agent de réticulation phosphure en raison de sa non-toxicité ou de sa faible toxicité, largement utilisé dans les aliments, la modification de la réticulation des matériaux polymères médicaux, tels que l'amidon, le chitosane et d'autres traitements de réticulation des polymères naturels. Les résultats montrent que les propriétés de gélatinisation et de gonflement de l'amidon peuvent être modifiées de manière significative en ajoutant une petite quantité d'agent de réticulation phosphure. Après la réticulation de l'amidon, la température de gélatinisation augmente, la stabilité de la pâte s'améliore, la résistance aux acides est meilleure que celle de l'amidon d'origine et la résistance du film augmente.
Il existe également de nombreuses études sur la réticulation du chitosane avec un agent de réticulation phosphure, qui peut améliorer sa résistance mécanique, sa stabilité chimique et d'autres propriétés. À l’heure actuelle, il n’existe aucun rapport sur l’utilisation d’agent de réticulation phosphure pour le traitement de réticulation à l’éther de cellulose. Étant donné que l'éther de cellulose et l'amidon, le chitosane et d'autres polymères naturels contiennent plus de -OH actif et que l'agent de réticulation phosphure a des propriétés physiologiques non toxiques ou faiblement toxiques, son application dans la recherche sur la réticulation de l'éther de cellulose présente également des perspectives potentielles. Tel que le CMC utilisé dans les aliments, le domaine de qualité du dentifrice avec la modification de l'agent de réticulation phosphure, peut améliorer ses propriétés rhéologiques épaississantes. MC, HPMC et HEC utilisés dans le domaine de la médecine peuvent être améliorés par un agent de réticulation phosphure.
2.6 Autres agents de réticulation
Les aldéhydes, époxydes et réticulations à l'éther de cellulose ci-dessus appartiennent à la réticulation par éthérification, l'acide carboxylique, l'acide borique et l'agent de réticulation phosphure appartiennent à la réticulation par estérification. De plus, les agents de réticulation utilisés pour la réticulation de l'éther de cellulose comprennent également des composés isocyanates, des composés hydroxyméthylés azotés, des composés sulfhydryle, des agents de réticulation métalliques, des agents de réticulation organosiliciés, etc. Les caractéristiques communes de sa structure moléculaire sont que la molécule contient plusieurs groupes fonctionnels qui sont facile à réagir avec -OH et peut former une structure de réseau multidimensionnelle après réticulation. Les propriétés des produits de réticulation sont liées au type d'agent de réticulation, au degré de réticulation et aux conditions de réticulation.
Badit · Pabin · Condu et al. utilisé du diisocyanate de toluène (TDI) pour réticuler la méthylcellulose. Après réticulation, la température de transition vitreuse (Tg) augmente avec l'augmentation du pourcentage de TDI, et la stabilité de sa solution aqueuse s'améliore. Le TDI est également couramment utilisé pour la modification de la réticulation dans les adhésifs, les revêtements et d'autres domaines. Après modification, la propriété adhésive, la résistance à la température et la résistance à l'eau du film seront améliorées. Par conséquent, le TDI peut améliorer les performances de l’éther de cellulose utilisé dans la construction, les revêtements et les adhésifs par modification de réticulation.
La technologie de réticulation au disulfure est largement utilisée dans la modification des matériaux médicaux et présente une certaine valeur de recherche pour la réticulation des produits à base d'éther de cellulose dans le domaine de la médecine. Shu Shujun et coll. la β-cyclodextrine couplée à des microsphères de silice, du chitosane mercaptoylé et du glucane réticulés à travers une couche de coque à gradient, et les microsphères de silice éliminées pour obtenir des nanocapses réticulées au disulfure, qui ont montré une bonne stabilité au pH physiologique simulé.
Les agents de réticulation métalliques sont principalement des composés inorganiques et organiques contenant des ions métalliques élevés tels que Zr(IV), Al(III), Ti(IV), Cr(III) et Fe(III). Les ions métalliques élevés sont polymérisés pour former des ions de pont hydroxyle multinucléaires par hydratation, hydrolyse et pont hydroxyle. On pense généralement que la réticulation des ions métalliques de haute valence se fait principalement par des ions pontants hydroxyles multinucléés, qui sont faciles à combiner avec des groupes acide carboxylique pour former des polymères à structure spatiale multidimensionnelle. Xu Kai et coll. a étudié les propriétés rhéologiques de la carboxyméthylhydroxypropylcellulose (CMHPC) réticulée avec des métaux de grande valeur, des séries Zr(IV), Al(III), Ti(IV), Cr(III) et Fe(III), ainsi que la stabilité thermique et la perte de filtration. , capacité de sable en suspension, résidus de rupture de colle et compatibilité sel après application. Les résultats ont montré que l'agent de réticulation métallique possède les propriétés requises pour l'agent cimentaire du fluide de fracturation des puits de pétrole.

3. Amélioration des performances et développement technique de l'éther de cellulose par modification de réticulation

3.1 Peinture et construction
L'éther de cellulose principalement HEC, HPMC, HEMC et MC sont plus utilisés dans le domaine de la construction, du revêtement, ce type d'éther de cellulose doit avoir une bonne résistance à l'eau, à l'épaississement, au sel et à la température, une résistance au cisaillement, souvent utilisé dans le mortier de ciment, la peinture au latex , adhésif pour carreaux de céramique, peinture murale extérieure, laque, etc. En raison du bâtiment, les exigences en matière de champ de revêtement des matériaux doivent avoir une bonne résistance mécanique et une bonne stabilité. Choisissez généralement un agent de réticulation de type éthérification pour modifier la réticulation de l'éther de cellulose, telle que l'utilisation d'un alcane époxy halogéné, d'un agent de réticulation de l'acide borique pour sa réticulation, peut améliorer le produit. viscosité, résistance au sel et à la température, résistance au cisaillement et propriétés mécaniques.
3.2 Domaines de la médecine, de l'alimentation et des produits chimiques quotidiens
MC, HPMC et CMC dans l'éther de cellulose soluble dans l'eau sont souvent utilisés dans les matériaux d'enrobage pharmaceutiques, les additifs pharmaceutiques à libération lente et les épaississants pharmaceutiques liquides et les stabilisants d'émulsion. La CMC peut également être utilisée comme émulsifiant et épaississant dans les yaourts, les produits laitiers et le dentifrice. HEC et MC sont utilisés dans le domaine chimique quotidien pour épaissir, disperser et homogénéiser. Parce que le domaine de la médecine, de l'alimentation et des produits chimiques quotidiens a besoin de matériaux sûrs et non toxiques, par conséquent, pour ce type d'éther de cellulose, on peut utiliser de l'acide phosphorique, un agent de réticulation d'acide carboxylique, un agent de réticulation sulfhydryle, etc., après modification de la réticulation, peut améliorer la viscosité du produit, la stabilité biologique et d'autres propriétés.
L'HEC est rarement utilisé dans les domaines médical et alimentaire, mais comme il s'agit d'un éther de cellulose non ionique doté d'une forte solubilité, il présente des avantages uniques par rapport au MC, à l'HPMC et à la CMC. À l’avenir, il sera réticulé par des agents de réticulation sûrs et non toxiques, ce qui aura un grand potentiel de développement dans les domaines médical et alimentaire.
3.3 Zones de forage et de production pétrolières
La CMC et l'éther de cellulose carboxylée sont couramment utilisés comme agent de traitement des boues de forage industriel, agent de perte de fluide et agent épaississant. En tant qu'éther de cellulose non ionique, HEC est également largement utilisé dans le domaine du forage pétrolier en raison de son bon effet épaississant, de sa forte capacité et stabilité de suspension de sable, de sa résistance à la chaleur, de sa teneur élevée en sel, de sa faible résistance aux pipelines, de sa perte de liquide moindre et de son caoutchouc rapide. cassure et faibles résidus. À l'heure actuelle, davantage de recherches portent sur l'utilisation d'agents de réticulation à l'acide borique et d'agents de réticulation métalliques pour modifier la CMC utilisée dans le domaine du forage pétrolier. Les recherches sur la modification de la réticulation de l'éther de cellulose non ionique rapportent moins, mais la modification hydrophobe de l'éther de cellulose non ionique, montrant des résultats significatifs. viscosité, résistance à la température et au sel et stabilité au cisaillement, bonne dispersion et résistance à l'hydrolyse biologique. Après avoir été réticulé par l'acide borique, le métal, l'époxyde, les alcanes époxy halogénés et d'autres agents de réticulation, l'éther de cellulose utilisé dans le forage et la production pétrolière a amélioré son épaississement, sa résistance au sel et à la température, sa stabilité, etc., ce qui a de grandes perspectives d'application dans le avenir.
3.4 Autres champs
Éther de cellulose en raison de l'épaississement, de l'émulsification, de la formation de film, de la protection colloïdale, de la rétention d'humidité, de l'adhésion, de l'anti-sensibilité et d'autres excellentes propriétés, plus largement utilisé, en plus des domaines ci-dessus, également utilisé dans la fabrication du papier, la céramique, l'impression et la teinture textiles, réaction de polymérisation et autres domaines. Selon les exigences des propriétés des matériaux dans divers domaines, différents agents de réticulation peuvent être utilisés pour la modification de réticulation afin de répondre aux exigences de l'application. D'une manière générale, l'éther de cellulose réticulé peut être divisé en deux catégories : l'éther de cellulose réticulé éthérifié et l'éther de cellulose réticulé estérifié. Les aldéhydes, époxydes et autres agents de réticulation réagissent avec le -Oh sur l'éther de cellulose pour former une liaison éther-oxygène (-O-), qui appartient aux agents de réticulation d'éthérification. L'acide carboxylique, le phosphure, l'acide borique et d'autres agents de réticulation réagissent avec le -OH sur l'éther de cellulose pour former des liaisons ester, appartenant aux agents de réticulation d'estérification. Le groupe carboxyle de la CMC réagit avec le -OH présent dans l'agent de réticulation pour produire de l'éther de cellulose réticulé estérifié. Actuellement, il existe peu de recherches sur ce type de modification de réticulation, et il reste encore des possibilités de développement dans le futur. Étant donné que la stabilité de la liaison éther est meilleure que celle de la liaison ester, l'éther de cellulose réticulé de type éther a une stabilité et des propriétés mécaniques plus fortes. Selon les différents domaines d'application, un agent de réticulation approprié peut être sélectionné pour la modification de la réticulation de l'éther de cellulose, afin d'obtenir des produits répondant aux besoins de l'application.

4. Conclusion

À l'heure actuelle, l'industrie utilise le glyoxal pour réticuler l'éther de cellulose, afin de retarder le temps de dissolution, afin de résoudre le problème de l'agglomération du produit lors de la dissolution. L'éther de cellulose réticulé au glyoxal ne peut que modifier sa solubilité, mais n'a aucune amélioration évidente sur les autres propriétés. A l'heure actuelle, l'utilisation d'autres agents de réticulation autres que le glyoxal pour la réticulation de l'éther de cellulose est rarement étudiée. Étant donné que l'éther de cellulose est largement utilisé dans les industries du forage pétrolier, de la construction, du revêtement, de l'alimentation, de la médecine et dans d'autres industries, sa solubilité, sa rhéologie et ses propriétés mécaniques jouent un rôle crucial dans son application. Grâce à la modification de la réticulation, il peut améliorer les performances de ses applications dans divers domaines, afin de répondre aux besoins des applications. Par exemple, l'acide carboxylique, l'acide phosphorique et l'agent de réticulation de l'acide borique pour l'estérification de l'éther de cellulose peuvent améliorer ses performances d'application dans le domaine de l'alimentation et de la médecine. Cependant, les aldéhydes ne peuvent pas être utilisés dans l’industrie alimentaire et médicale en raison de leur toxicité physiologique. L'acide borique et les agents de réticulation métalliques sont utiles pour améliorer les performances du fluide de fracturation du pétrole et du gaz après la réticulation de l'éther de cellulose utilisé dans le forage pétrolier. D'autres agents de réticulation alkylés, tels que l'épichlorhydrine, peuvent améliorer la viscosité, les propriétés rhéologiques et les propriétés mécaniques de l'éther de cellulose. Avec le développement continu de la science et de la technologie, les exigences de diverses industries en matière de propriétés des matériaux s'améliorent constamment. Afin de répondre aux exigences de performance de l’éther de cellulose dans divers domaines d’application, les futures recherches sur la réticulation de l’éther de cellulose ont de larges perspectives de développement.