Derivati ​​celuloznog etera topljivi u vodi

Predstavljen je mehanizam umreživanja, put i svojstva različitih vrsta agenasa za umrežavanje i celuloznog etera topljivog u vodi. Modifikacijom umrežavanja, viskoznost, reološka svojstva, topljivost i mehanička svojstva celuloznog etera topljivog u vodi mogu se znatno poboljšati, kako bi se poboljšala njegova primjena. Prema kemijskoj strukturi i svojstvima različitih umreživača, sažeti su tipovi reakcija modifikacije umrežavanja celuloznog etera, te su sažeti pravci razvoja različitih umreživača u različitim područjima primjene celuloznog etera. S obzirom na izvrsne performanse celuloznog etera topljivog u vodi modificiranog umrežavanjem i nekoliko studija u zemlji i inozemstvu, buduća modifikacija umrežavanja celuloznog etera ima široke izglede za razvoj. Ovo je za referencu relevantnih istraživača i proizvodnih poduzeća.
Ključne riječi: modifikacija umrežavanja; Celulozni eter; Kemijska struktura; Topljivost; Izvedba aplikacije

Celulozni eter zbog svoje izvrsne učinkovitosti, kao sredstvo za zgušnjavanje, sredstvo za zadržavanje vode, ljepilo, vezivo i dispergant, zaštitni koloid, stabilizator, sredstvo za suspenziju, emulgator i sredstvo za stvaranje filma, naširoko se koristi u premazima, građevinarstvu, nafti, dnevnim kemikalijama, hrani te medicina i druge industrije. Celulozni eter uglavnom uključuje metil celulozu,hidroksietil celuloza,karboksimetil celuloza, etil celuloza, hidroksipropil metil celuloza, hidroksietil metil celuloza i druge vrste miješanog etera. Celulozni eter izrađen je od pamučnih vlakana ili drvenih vlakana alkalizacijom, eterifikacijom, pranjem, centrifugiranjem, sušenjem, pripremljenim procesom mljevenja, korištenjem sredstava za eterifikaciju općenito se koriste halogenirani alkani ili epoksi alkani.
Međutim, u procesu primjene celuloznog etera topljivog u vodi, vjerojatno će se susresti s posebnim okruženjima, kao što su visoka i niska temperatura, kiselinsko-bazno okruženje, složeno ionsko okruženje, ta će okruženja uzrokovati zgušnjavanje, topljivost, zadržavanje vode, adheziju, ljepilo, stabilna suspenzija i emulgiranje celuloznog etera topljivog u vodi uvelike utječu, pa čak dovode do potpunog gubitka njegove funkcionalnosti.
Kako bi se poboljšala učinkovitost primjene celuloznog etera, potrebno je provesti tretman umrežavanja, koristeći različita sredstva za umrežavanje, učinak proizvoda je drugačiji. Na temelju proučavanja različitih vrsta sredstava za umrežavanje i njihovih metoda umrežavanja, u kombinaciji s tehnologijom umrežavanja u procesu industrijske proizvodnje, ovaj rad raspravlja o umrežavanju celuloznog etera s različitim vrstama sredstava za umrežavanje, pružajući referencu za modifikaciju umrežavanja celuloznog etera .

1.Struktura i princip umreženja celuloznog etera

Celulozni eterje vrsta derivata celuloze, koji se sintetizira reakcijom supstitucije etera tri alkoholne hidroksilne skupine na molekulama prirodne celuloze i halogeniranog alkana ili epoksid alkana. Zbog razlike supstituenata struktura i svojstva celuloznog etera su različiti. Reakcija umrežavanja celuloznog etera uglavnom uključuje eterifikaciju ili esterifikaciju -OH (OH na prstenu glukozne jedinice ili -OH na supstituentu ili karboksil na supstituentu) i sredstva za umrežavanje s binarnim ili višestrukim funkcionalnim skupinama, tako da dvije ili više molekula celuloznog etera povezano je zajedno da tvore višedimenzionalnu strukturu prostorne mreže. To je umreženi celulozni eter.
Općenito govoreći, celulozni eter i sredstvo za umrežavanje vodene otopine koja sadrži više -OH kao što su HEC, HPMC, HEMC, MC i CMC mogu biti eterificirani ili esterificirani umreženi. Budući da CMC sadrži ione karboksilne kiseline, funkcionalne skupine u sredstvu za umrežavanje mogu se esterificirati umrežene s ionima karboksilne kiseline.
Nakon reakcije -OH ili -COO- u molekuli celuloznog etera sa sredstvom za umrežavanje, zbog smanjenja sadržaja skupina topljivih u vodi i stvaranja višedimenzionalne mrežne strukture u otopini, njena topljivost, reologija i mehanička svojstva će se promijeniti. Upotrebom različitih sredstava za umrežavanje za reakciju s celuloznim eterom poboljšat će se učinkovitost primjene celuloznog etera. Pripravljen je celulozni eter pogodan za industrijsku primjenu.

2. Vrste sredstava za umrežavanje

2.1 Sredstva za umrežavanje aldehida
Aldehidna sredstva za umrežavanje odnose se na organske spojeve koji sadrže aldehidnu skupinu (-CHO), koji su kemijski aktivni i mogu reagirati s hidroksilnim, amonijačnim, amidnim i drugim spojevima. Aldehidna sredstva za umrežavanje koja se koriste za celulozu i njezine derivate uključuju formaldehid, glioksal, glutaraldehid, gliceraldehid, itd. Aldehidna skupina može lako reagirati s dva -OH u obliku acetala u slabo kiselim uvjetima, a reakcija je reverzibilna. Uobičajeni celulozni eteri modificirani aldehidnim agensima za umrežavanje su HEC, HPMC, HEMC, MC, CMC i drugi vodeni celulozni eteri.
Jedna aldehidna skupina umrežena je s dvije hidroksilne skupine na molekularnom lancu celuloznog etera, a molekule celuloznog etera povezane su stvaranjem acetala, tvoreći strukturu mrežnog prostora, kako bi se promijenila njihova topljivost. Zbog reakcije slobodnog -OH između aldehidnog sredstva za umrežavanje i celuloznog etera, količina molekularnih hidrofilnih skupina je smanjena, što rezultira slabom topljivošću proizvoda u vodi. Stoga, kontroliranjem količine sredstva za umrežavanje, umjereno umrežavanje celuloznog etera može odgoditi vrijeme hidratacije i spriječiti prebrzo otapanje proizvoda u vodenoj otopini, što rezultira lokalnom aglomeracijom.
Učinak aldehidnog umrežavanja celuloznog etera općenito ovisi o količini aldehida, pH, ujednačenosti reakcije umrežavanja, vremenu umrežavanja i temperaturi. Previsoka ili preniska temperatura umrežavanja i pH uzrokovat će nepovratno umrežavanje zbog poluacetala u acetal, što će dovesti do celuloznog etera potpuno netopljivog u vodi. Količina aldehida i ujednačenost reakcije umrežavanja izravno utječu na stupanj umrežavanja celuloznog etera.
Formaldehid se manje koristi za umrežavanje celuloznog etera zbog svoje visoke toksičnosti i velike hlapljivosti. U prošlosti se formaldehid više koristio u području premaza, ljepila, tekstila, a sada ga postupno zamjenjuju niskotoksična neformaldehidna sredstva za umrežavanje. Učinak umrežavanja glutaraldehida bolji je od glioksala, ali ima jak oštar miris, a cijena glutaraldehida je relativno visoka. Općenito, u industriji se glioksal obično koristi za umrežavanje celuloznog etera topljivog u vodi kako bi se poboljšala topljivost proizvoda. Općenito na sobnoj temperaturi, pH 5 ~ 7 slabo kiselim uvjetima može se provesti reakcija umrežavanja. Nakon umrežavanja, vrijeme hidratacije i vrijeme potpune hidratacije celuloznog etera će se produljiti, a fenomen aglomeracije će biti oslabljen. U usporedbi s proizvodima koji ne umrežuju, topljivost celuloznog etera je bolja i u otopini neće biti neotopljenih proizvoda, što je pogodno za industrijsku primjenu. Kad je Zhang Shuangjian pripremio hidroksipropil metil celulozu, sredstvo za umrežavanje glioksal raspršeno je prije sušenja kako bi se dobila trenutna hidroksipropil metil celuloza s disperzijom od 100%, koja se nije lijepila prilikom otapanja i imala je brzu disperziju i otapanje, što je riješilo vezivanje u praksi primjenu i proširio polje primjene.
U alkalnim uvjetima, reverzibilni proces stvaranja acetala će biti prekinut, vrijeme hidratacije proizvoda će se skratiti, a karakteristike otapanja celuloznog etera bez umrežavanja će se obnoviti. Tijekom pripreme i proizvodnje celuloznog etera, reakcija umrežavanja aldehida obično se provodi nakon procesa reakcije eteracije, bilo u tekućoj fazi procesa pranja ili u čvrstoj fazi nakon centrifugiranja. Općenito, u procesu pranja, ujednačenost reakcije umrežavanja je dobra, ali je učinak umrežavanja loš. Međutim, zbog ograničenja inženjerske opreme, jednolikost poprečnog povezivanja u čvrstoj fazi je loša, ali je učinak poprečnog povezivanja relativno bolji, a količina korištenog sredstva za poprečno povezivanje je relativno mala.
Sredstva za umrežavanje aldehida modificiraju u vodi topljivi celulozni eter, osim poboljšanja njegove topljivosti, postoje i izvješća koja se mogu koristiti za poboljšanje mehaničkih svojstava, stabilnosti viskoznosti i drugih svojstava. Na primjer, Peng Zhang koristio je glioksal za umrežavanje s HEC-om i istraživao utjecaj koncentracije sredstva za umrežavanje, pH vrijednosti umrežavanja i temperature umrežavanja na mokru čvrstoću HEC-a. Rezultati pokazuju da je pod optimalnim uvjetima umrežavanja, mokra čvrstoća HEC vlakana nakon umrežavanja povećana za 41,5%, a njegova izvedba značajno poboljšana. Zhang Jin koristio je fenolnu smolu topljivu u vodi, glutaraldehid i trikloroacetaldehid za umrežavanje CMC-a. Usporedbom svojstava, otopina vodotopive fenolne smole umrežene CMC imala je najmanje smanjenje viskoznosti nakon visokotemperaturne obrade, odnosno najbolju temperaturnu otpornost.
2.2 Sredstva za umrežavanje karboksilne kiseline
Sredstva za umrežavanje karboksilne kiseline odnose se na spojeve polikarboksilne kiseline, uglavnom uključujući jantarnu kiselinu, jabučnu kiselinu, vinsku kiselinu, limunsku kiselinu i druge binarne ili polikarboksilne kiseline. Sredstva za umrežavanje karboksilne kiseline prvi put su korištena u umrežavanju vlakana tkanine kako bi se poboljšala njihova glatkoća. Mehanizam umrežavanja je sljedeći: karboksilna skupina reagira s hidroksilnom skupinom molekule celuloze i proizvodi esterificirani umreženi celulozni eter. Welch i Yang et al. su prvi proučavali mehanizam umrežavanja karboksilnih kiselina. Proces umrežavanja bio je sljedeći: pod određenim uvjetima, dvije susjedne skupine karboksilnih kiselina u umreživačima karboksilnih kiselina najprije su dehidrirale da bi se stvorio ciklički anhidrid, a anhidrid je reagirao s OH u molekulama celuloze da bi nastao umreženi celulozni eter s mrežnom prostornom strukturom.
Sredstva za umrežavanje karboksilne kiseline općenito reagiraju s celuloznim eterom koji sadrži hidroksilne supstituente. Budući da su agensi za umrežavanje karboksilne kiseline topljivi u vodi i netoksični, naširoko su korišteni u proučavanju drva, škroba, kitozana i celuloze posljednjih godina
Derivati ​​i druge modifikacije umrežavanja esterifikacije prirodnih polimera, kako bi se poboljšala izvedba područja primjene.
Hu Hanchang i sur. koristio je natrijev hipofosfitni katalizator za usvajanje četiriju polikarboksilnih kiselina s različitim molekularnim strukturama: korištene su propan trikarboksilna kiselina (PCA), 1,2,3,4-butan tetrakarboksilna kiselina (BTCA), cis-CPTA, cis-CHHA (Cis-ChHA) za doradu pamučnih tkanina. Rezultati su pokazali da kružna struktura završne pamučne tkanine s polikarboksilnom kiselinom ima bolju izvedbu oporavka od nabora. Molekule cikličke polikarboksilne kiseline potencijalno su učinkovita sredstva za umrežavanje zbog svoje veće krutosti i boljeg učinka umrežavanja od lančanih molekula karboksilne kiseline.
Wang Jiwei i sur. upotrijebio je miješanu kiselinu limunske kiseline i anhidrida octene kiseline kako bi izvršio esterifikaciju i modifikaciju umrežavanja škroba. Ispitivanjem svojstava razlučivanja vode i prozirnosti paste, zaključili su da esterificirani umreženi škrob ima bolju stabilnost smrzavanja i odmrzavanja, manju prozirnost paste i bolju toplinsku stabilnost viskoznosti od škroba.
Skupine karboksilne kiseline mogu poboljšati svoju topljivost, biorazgradivost i mehanička svojstva nakon reakcije umrežavanja esterifikacije s aktivnim -OH u raznim polimerima, a spojevi karboksilne kiseline imaju netoksična ili niskotoksična svojstva, što ima široke izglede za modifikaciju umrežavanja vode- topljivi celulozni eter za prehrambenu, farmaceutsku i za premaze.
2.3 Sredstvo za umrežavanje epoksidnog spoja
Epoksidni agens za umrežavanje sadrži dvije ili više epoksi skupina ili epoksidne spojeve koji sadrže aktivne funkcionalne skupine. Pod djelovanjem katalizatora, epoksi skupine i funkcionalne skupine reagiraju s -OH u organskim spojevima stvarajući makromolekule s mrežnom strukturom. Stoga se može koristiti za umrežavanje celuloznog etera.
Viskoznost i mehanička svojstva celuloznog etera mogu se poboljšati epoksidnim umrežavanjem. Epoksidi su prvi put korišteni za obradu vlakana tkanine i pokazali su dobar učinak završne obrade. Međutim, malo je izvješća o modifikaciji umrežavanja celuloznog etera pomoću epoksida. Hu Cheng i suradnici razvili su novi multifunkcionalni epoksidni spoj za umrežavanje: EPTA, koji je poboljšao mokro elastični kut oporavka tkanina od prave svile s 200º prije tretmana na 280º. Štoviše, pozitivni naboj umreživača značajno je povećao brzinu bojenja i stopu upijanja tkanina od prave svile u kisele boje. Sredstvo za umrežavanje epoksidnog spoja koje su koristili Chen Xiaohui et al. : polietilen glikol diglicidil eter (PGDE) je umrežen sa želatinom. Nakon umrežavanja, želatinski hidrogel ima izvrsne performanse elastičnog oporavka, s najvećom stopom elastičnog oporavka do 98,03%. Na temelju studija o modifikaciji poprečnog povezivanja prirodnih polimera kao što su tkanina i želatina središnjim oksidima u literaturi, modifikacija poprečnog povezivanja celuloznog etera s epoksidima također ima obećavajuću perspektivu.
Epiklorohidrin (također poznat kao epiklorohidrin) je uobičajeno sredstvo za umrežavanje za obradu prirodnih polimernih materijala koji sadrže -OH, -NH2 i druge aktivne skupine. Nakon umrežavanja epiklorohidrinom, poboljšat će se viskoznost, otpornost na kiseline i lužine, otpornost na temperaturu, otpornost na sol, otpornost na smicanje i mehanička svojstva materijala. Stoga primjena epiklorohidrina u umrežavanju celuloznog etera ima veliki istraživački značaj. Na primjer, Su Maoyao napravio je materijal s visokom upijajućom masom pomoću CMC-a umreženog epiklorohidrinom. Raspravljao je o utjecaju strukture materijala, stupnja supstitucije i stupnja umrežavanja na svojstva adsorpcije i otkrio da se vrijednost zadržavanja vode (WRV) i vrijednost zadržavanja slane vode (SRV) proizvoda napravljenog s oko 3% sredstva za umrežavanje povećala za 26 puta odnosno 17 puta. Kada su Ding Changguang i sur. pripremljena ekstremno viskozna karboksimetil celuloza, epiklorohidrin je dodan nakon eterifikacije za umrežavanje. Za usporedbu, viskoznost umreženog proizvoda bila je do 51% veća od viskoznosti neumreženog proizvoda.
2.4 Sredstva za umrežavanje borne kiseline
Borna sredstva za umrežavanje uglavnom uključuju bornu kiselinu, boraks, borat, organoborat i druga sredstva za umrežavanje koja sadrže borat. Općenito se vjeruje da je mehanizam umrežavanja taj da borna kiselina (H3BO3) ili borat (B4O72-) stvara tetrahidroksi boratni ion (B(OH)4-) u otopini, a zatim dehidrira s -Oh u spoju. Formirajte umreženi spoj s mrežnom strukturom.
Sredstva za umrežavanje borne kiseline naširoko se koriste kao pomoćna sredstva u medicini, staklu, keramici, nafti i drugim područjima. Mehanička čvrstoća materijala tretiranog sredstvom za umrežavanje borne kiseline bit će poboljšana i može se koristiti za umrežavanje celuloznog etera, kako bi se poboljšala njegova izvedba.
U 1960-ima, anorganski bor (boraks, borna kiselina i natrijev tetraborat, itd.) bio je glavni agens za umrežavanje korišten u razvoju fluida za frakturiranje na bazi vode na naftnim i plinskim poljima. Boraks je bio najraniji korišteni agens za umrežavanje. Zbog nedostataka anorganskog bora, poput kratkog vremena umrežavanja i slabe temperaturne otpornosti, razvoj organobornog sredstva za umrežavanje postao je žarište istraživanja. Istraživanje organobora počelo je 1990-ih. Zbog svojih karakteristika otpornosti na visoke temperature, ljepila koje se lako lomi, odgođenog umrežavanja koje je moguće kontrolirati, itd., organobor je postigao dobar učinak primjene u frakturiranju naftnih i plinskih polja. Liu Ji i sur. razvio polimerno sredstvo za umrežavanje koje sadrži skupinu fenilborne kiseline, sredstvo za umrežavanje pomiješano s akrilnom kiselinom i polimer polimera s reakcijom sukcinimidne esterske skupine, rezultirajuće biološko ljepilo ima izvrsnu sveobuhvatnu izvedbu, može pokazati dobru adheziju i mehanička svojstva u vlažnom okruženju i može se jednostavnije prianjanje. Yang Yang i sur. proizveo cirkonij-bor sredstvo za umrežavanje otporno na visoke temperature, koje je korišteno za umrežavanje bazne tekućine gvanidinskog gela tekućine za lomljenje, i uvelike poboljšalo temperaturu i otpornost na smicanje tekućine za lomljenje nakon tretmana umrežavanjem. Prijavljena je modifikacija karboksimetil celuloznog etera bornom kiselinom kao sredstvom za umrežavanje u naftnoj tekućini za bušenje. Zbog svoje posebne strukture može se koristiti u medicini i građevinarstvu
Umrežavanje celuloznog etera u građevinarstvu, premazivanju i drugim područjima.
2.5 Fosfidno sredstvo za umrežavanje
Sredstva za umrežavanje fosfata uglavnom uključuju fosfor trikloroksi (fosfoacil klorid), natrijev trimetafosfat, natrijev tripolifosfat, itd. Mehanizam umrežavanja je da se PO veza ili P-Cl veza esterificira s molekularnim -OH u vodenoj otopini da bi se proizveo difosfat, tvoreći mrežnu strukturu .
Fosfidno sredstvo za umrežavanje zbog netoksičnosti ili niske toksičnosti, naširoko se koristi u hrani, medicini, modifikacija umrežavanja polimernog materijala, kao što je škrob, kitozan i drugi prirodni polimerni tretman umrežavanja. Rezultati pokazuju da se svojstva želatinizacije i bubrenja škroba mogu značajno promijeniti dodavanjem male količine fosfidnog sredstva za umrežavanje. Nakon umrežavanja škroba, temperatura želatinizacije se povećava, stabilnost paste se poboljšava, otpornost na kiseline je bolja od izvornog škroba, a čvrstoća filma se povećava.
Također postoje mnoge studije o umrežavanju kitozana s fosfidnim sredstvom za umrežavanje, koje može poboljšati njegovu mehaničku čvrstoću, kemijsku stabilnost i druga svojstva. Trenutačno nema izvješća o upotrebi fosfidnog sredstva za umrežavanje za obradu umrežavanja celuloznim eterom. Budući da celulozni eter i škrob, kitozan i drugi prirodni polimeri sadrže više aktivnih -OH, a fosfidno sredstvo za umrežavanje ima netoksična ili niskotoksična fiziološka svojstva, njegova primjena u istraživanju umrežavanja celuloznog etera također ima potencijalne izglede. Kao što je CMC koji se koristi u hrani, polje kvalitete paste za zube s modifikacijom agensa za umrežavanje fosfidom, može poboljšati njegovo zgušnjavanje, reološka svojstva. MC, HPMC i HEC koji se koriste u području medicine mogu se poboljšati fosfidnim sredstvom za umrežavanje.
2.6 Ostala sredstva za umrežavanje
Gornji aldehidi, epoksidi i umrežavanje celuloznog etera pripadaju umrežavanju eterifikacijom, karboksilna kiselina, borna kiselina i fosfidni agens za umrežavanje pripadaju umrežavanju esterifikacije. Osim toga, sredstva za umrežavanje koja se koriste za umrežavanje celuloznog etera također uključuju izocijanatne spojeve, dušikove hidroksimetilne spojeve, sulfhidrilne spojeve, metalna sredstva za umrežavanje, organosilikonska sredstva za umrežavanje itd. Zajednička karakteristika njegove molekularne strukture je da molekula sadrži više funkcionalnih skupina koje su lako reagira s -OH i može formirati višedimenzionalnu mrežnu strukturu nakon umrežavanja. Svojstva proizvoda za umrežavanje povezana su s vrstom sredstva za umrežavanje, stupnjem umrežavanja i uvjetima umrežavanja.
Badit · Pabin · Condu et al. upotrijebio toluen diizocijanat (TDI) za umrežavanje metil celuloze. Nakon umrežavanja, temperatura staklastog prijelaza (Tg) raste s porastom postotka TDI, a stabilnost njegove vodene otopine se poboljšava. TDI se također često koristi za modifikaciju umrežavanja u ljepilima, premazima i drugim područjima. Nakon izmjene poboljšat će se svojstvo ljepljivosti, otpornost na temperaturu i vodootpornost filma. Stoga TDI može poboljšati učinkovitost celuloznog etera koji se koristi u građevinarstvu, premazima i ljepilima modifikacijom umrežavanja.
Tehnologija disulfidnog umrežavanja naširoko se koristi u modificiranju medicinskih materijala i ima određenu istraživačku vrijednost za umrežavanje proizvoda celuloznog etera u području medicine. Shu Shujun i sur. spojio je β-ciklodekstrin s mikrosferama silicijevog dioksida, umrežio merkaptoilirani hitozan i glukan kroz gradijent sloja ljuske, i uklonio mikrosfere silicijevog dioksida da bi se dobile disulfidno umrežene nanokapse, koje su pokazale dobru stabilnost u simuliranom fiziološkom pH.
Sredstva za umrežavanje metala uglavnom su anorganski i organski spojevi visokih metalnih iona kao što su Zr(IV), Al(III), Ti(IV), Cr(III) i Fe(III). Ioni s visokim udjelom metala polimeriziraju se u višenuklearne ione hidroksilnog mosta kroz hidrataciju, hidrolizu i hidroksilni most. Općenito se vjeruje da je poprečno povezivanje metalnih iona visoke valencije uglavnom preko hidroksilnih iona s više jezgri, koji se lako kombiniraju sa skupinama karboksilne kiseline kako bi se formirali polimeri s višedimenzionalnom prostornom strukturom. Xu Kai i sur. proučavao je reološka svojstva serije Zr(IV), Al(III), Ti(IV), Cr(III) i Fe(III) visoke cijene umrežene karboksimetil hidroksipropil celuloze (CMHPC) i toplinsku stabilnost, gubitak filtracije , kapacitet suspendiranog pijeska, ostatak od razbijanja ljepila i kompatibilnost soli nakon nanošenja. Rezultati su pokazali da metalni poprečni povezivač ima svojstva potrebna za sredstvo za cementiranje tekućine za frakturiranje naftnih bušotina.

3. Poboljšanje performansi i tehnički razvoj celuloznog etera modifikacijom umrežavanja

3.1 Boja i konstrukcija
Celulozni eter uglavnom HEC, HPMC, HEMC i MC više se koristi u području građevinarstva, premazivanja, ova vrsta celuloznog etera mora imati dobru vodootpornost, otpornost na zgušnjavanje, sol i temperaturu, otpornost na smicanje, često se koristi u cementnom mortu, lateks boji , ljepilo za keramičke pločice, boje za vanjske zidove, lak i tako dalje. Zbog građevine, zahtjevi za polje premaza za materijale moraju imati dobru mehaničku čvrstoću i stabilnost, općenito odabrati sredstvo za umrežavanje tipa eterifikacije za modifikaciju umrežavanja celuloznog etera, kao što je upotreba epoksidnog halogeniranog alkana, sredstva za umrežavanje borne kiseline za umrežavanje, može poboljšati proizvod otpornost na viskoznost, sol i temperaturu, otpornost na smicanje i mehanička svojstva.
3.2 Područja medicine, hrane i svakodnevnih kemikalija
MC, HPMC i CMC u celuloznom eteru topljivom u vodi često se koriste u farmaceutskim materijalima za premazivanje, farmaceutskim dodacima za sporo otpuštanje i tekućem farmaceutskom zgušnjivaču i stabilizatoru emulzije. CMC se također može koristiti kao emulgator i zgušnjivač u jogurtu, mliječnim proizvodima i pasti za zube. HEC i MC se koriste u svakodnevnom kemijskom polju za zgušnjavanje, disperziju i homogenizaciju. Budući da područje medicine, hrane i dnevnih kemijskih tvari treba materijale sigurne i netoksične, stoga se za ovu vrstu celuloznog etera može koristiti fosforna kiselina, karboksilna kiselina za umrežavanje, sulfhidrilno sredstvo za umrežavanje itd., nakon modifikacije umrežavanja, može poboljšati viskoznost proizvoda, biološku stabilnost i druga svojstva.
HEC se rijetko koristi u područjima medicine i hrane, ali budući da je HEC neionski celulozni eter s jakom topljivošću, ima svoje jedinstvene prednosti u odnosu na MC, HPMC i CMC. U budućnosti će biti umrežen sigurnim i netoksičnim agensima za umrežavanje, što će imati veliki razvojni potencijal u području medicine i hrane.
3.3 Područja bušenja i proizvodnje nafte
CMC i karboksilirani celulozni eter obično se koriste kao sredstvo za obradu industrijske isplake, sredstvo za gubitak tekućine, sredstvo za zgušnjavanje. Kao neionski celulozni eter, HEC se također naširoko koristi u području bušenja nafte zbog dobrog učinka zgušnjavanja, jakog kapaciteta i stabilnosti suspenzije pijeska, otpornosti na toplinu, visokog sadržaja soli, niskog otpora cjevovoda, manjeg gubitka tekućine, brze gume lomljenje i nizak ostatak. Trenutačno se više istraživanja odnosi na upotrebu agenasa za umrežavanje borne kiseline i agenasa za umrežavanje metala za modifikaciju CMC-a koji se koristi u naftnim bušotinama, istraživanja modifikacije umrežavanja neionskog celuloznog etera pokazuju manje, ali hidrofobna modifikacija neionskog celuloznog etera, pokazuje značajnu viskoznost, otpornost na temperaturu i sol te stabilnost na smicanje, dobra disperzija i otpornost na biološku hidrolizu. Nakon umrežavanja bornom kiselinom, metalom, epoksidom, epoksi halogeniranim alkanima i drugim agensima za umrežavanje, celulozni eter koji se koristi u bušenju i proizvodnji nafte poboljšao je svoje zgušnjavanje, otpornost na sol i temperaturu, stabilnost i tako dalje, što ima veliku perspektivu primjene u budućnost.
3.4 Ostala polja
Celulozni eter zbog zgušnjavanja, emulgiranja, stvaranja filma, koloidne zaštite, zadržavanja vlage, adhezije, anti-osjetljivosti i drugih izvrsnih svojstava, šire se koristi, osim u gore navedenim područjima, također se koristi u proizvodnji papira, keramici, tiskanju i bojanju tekstila, reakcija polimerizacije i druga polja. U skladu sa zahtjevima svojstava materijala u različitim područjima, različita sredstva za umrežavanje mogu se koristiti za modifikaciju umrežavanja kako bi se zadovoljili zahtjevi primjene. Općenito, umreženi celulozni eter može se podijeliti u dvije kategorije: eterificirani umreženi celulozni eter i esterificirani umreženi celulozni eter. Aldehidi, epoksidi i drugi poprečno povezivači reagiraju s -Oh na celuloznom eteru i tvore vezu eter-kisik (-O-), koja pripada poprečnim povezivačima eterifikacije. Karboksilna kiselina, fosfid, borna kiselina i drugi agensi za umrežavanje reagiraju s -OH na celuloznom eteru i stvaraju esterske veze, koje pripadaju agensima za umrežavanje esterifikacije. Karboksilna skupina u CMC-u reagira s -OH u sredstvu za umrežavanje i proizvodi esterificirani umreženi celulozni eter. Trenutačno postoji malo istraživanja o ovoj vrsti modifikacije umrežavanja, a još uvijek ima prostora za razvoj u budućnosti. Budući da je stabilnost eterske veze bolja od stabilnosti esterske veze, umreženi celulozni eter eterskog tipa ima veću stabilnost i mehanička svojstva. U skladu s različitim područjima primjene, odgovarajuće sredstvo za umrežavanje može se odabrati za modifikaciju umrežavanja celuloznog etera, kako bi se dobili proizvodi koji zadovoljavaju potrebe primjene.

4. Zaključak

Trenutačno industrija koristi glioksal za umrežavanje celuloznog etera, kako bi se odgodilo vrijeme otapanja, kako bi se riješio problem zgrudnjavanja proizvoda tijekom otapanja. Glyoxal umreženi celulozni eter može samo promijeniti svoju topljivost, ali nema očitog poboljšanja drugih svojstava. Trenutačno se rijetko proučava upotreba drugih sredstava za umrežavanje osim glioksala za umrežavanje celuloznog etera. Budući da se celulozni eter široko koristi u bušotinama nafte, građevinarstvu, premazivanju, prehrambenoj, medicinskoj i drugim industrijama, njegova topljivost, reologija i mehanička svojstva igraju ključnu ulogu u njegovoj primjeni. Modifikacijom umrežavanja može poboljšati performanse svoje aplikacije u različitim poljima, kako bi zadovoljio potrebe aplikacije. Na primjer, karboksilna kiselina, fosforna kiselina, sredstvo za umrežavanje borne kiseline za esterifikaciju celuloznog etera mogu poboljšati svoju primjenu u području hrane i medicine. Međutim, aldehidi se ne mogu koristiti u prehrambenoj i medicinskoj industriji zbog svoje fiziološke toksičnosti. Borna kiselina i sredstva za umrežavanje metala korisna su za poboljšanje učinka tekućine za frakturiranje nafte i plina nakon umrežavanja celuloznog etera koji se koristi u bušenju nafte. Ostala alkilna sredstva za umrežavanje, kao što je epiklorohidrin, mogu poboljšati viskoznost, reološka svojstva i mehanička svojstva celuloznog etera. Uz kontinuirani razvoj znanosti i tehnologije, zahtjevi raznih industrija za svojstvima materijala stalno se poboljšavaju. Kako bi se zadovoljili zahtjevi performansi celuloznog etera u različitim područjima primjene, buduća istraživanja umrežavanja celuloznog etera imaju široke izglede za razvoj.