Turunan selulosa eter yang larut dalam air

Mekanisme pengikatan silang, jalur dan sifat dari berbagai jenis bahan pengikat silang dan selulosa eter yang larut dalam air diperkenalkan. Dengan modifikasi ikatan silang, viskositas, sifat reologi, kelarutan dan sifat mekanik selulosa eter yang larut dalam air dapat ditingkatkan secara signifikan, sehingga dapat meningkatkan kinerja penerapannya. Menurut struktur kimia dan sifat pengikat silang yang berbeda, jenis reaksi modifikasi pengikatan silang selulosa eter dirangkum, dan arah pengembangan pengikat silang yang berbeda di berbagai bidang aplikasi selulosa eter dirangkum. Mengingat kinerja luar biasa dari selulosa eter yang larut dalam air yang dimodifikasi melalui ikatan silang dan beberapa penelitian di dalam dan luar negeri, modifikasi ikatan silang selulosa eter di masa depan memiliki prospek yang luas untuk dikembangkan. Ini untuk referensi para peneliti dan perusahaan produksi terkait.
Kata kunci : modifikasi ikatan silang; selulosa eter; Struktur kimia; Kelarutan; Kinerja aplikasi

Selulosa eter karena kinerjanya yang sangat baik, sebagai zat pengental, zat penahan air, perekat, pengikat dan pendispersi, koloid pelindung, penstabil, zat suspensi, pengemulsi dan zat pembentuk film, banyak digunakan dalam pelapisan, konstruksi, minyak bumi, bahan kimia sehari-hari, makanan dan obat-obatan dan industri lainnya. Selulosa eter terutama mencakup metil selulosa,hidroksietil selulosa,karboksimetil selulosa, etil selulosa, hidroksipropil metil selulosa, hidroksietil metil selulosa dan jenis eter campuran lainnya. Selulosa eter terbuat dari serat kapas atau serat kayu dengan cara alkalisasi, eterifikasi, pencucian sentrifugasi, pengeringan, proses penggilingan, penggunaan bahan eterifikasi umumnya menggunakan alkana terhalogenasi atau alkana epoksi.
Namun, dalam proses penerapan selulosa eter yang larut dalam air, kemungkinan akan menghadapi lingkungan khusus, seperti suhu tinggi dan rendah, lingkungan asam-basa, lingkungan ionik kompleks, lingkungan ini akan menyebabkan pengentalan, kelarutan, retensi air, adhesi, perekat, suspensi stabil dan emulsifikasi selulosa eter yang larut dalam air sangat terpengaruh, dan bahkan menyebabkan hilangnya fungsinya sepenuhnya.
Untuk meningkatkan kinerja penerapan selulosa eter, perlu dilakukan perlakuan pengikatan silang, dengan menggunakan bahan pengikat silang yang berbeda, kinerja produk berbeda. Berdasarkan kajian berbagai jenis bahan pengikat silang dan metode pengikatan silangnya, dipadukan dengan teknologi pengikat silang dalam proses produksi industri, makalah ini membahas tentang pengikatan silang selulosa eter dengan berbagai jenis bahan pengikat silang, memberikan referensi untuk modifikasi pengikat silang selulosa eter. .

1. Prinsip struktur dan ikatan silang selulosa eter

Selulosa eteradalah sejenis turunan selulosa, yang disintesis melalui reaksi substitusi eter dari tiga gugus hidroksil alkohol pada molekul selulosa alami dan alkana terhalogenasi atau alkana epoksida. Karena perbedaan substituen, struktur dan sifat selulosa eter pun berbeda. Reaksi pengikatan silang selulosa eter terutama melibatkan eterifikasi atau esterifikasi -OH (OH pada cincin unit glukosa atau -OH pada substituen atau karboksil pada substituen) dan zat pengikat silang dengan gugus fungsi biner atau ganda, sehingga dua atau lebih molekul selulosa eter dihubungkan bersama untuk membentuk struktur jaringan spasial multidimensi. Itu selulosa eter yang berikatan silang.
Secara umum, selulosa eter dan zat pengikat silang dari larutan berair yang mengandung lebih banyak -OH seperti HEC, HPMC, HEMC, MC dan CMC dapat dieterifikasi atau diesterifikasi dengan ikatan silang. Karena CMC mengandung ion asam karboksilat, maka gugus fungsi pada zat pengikat silang dapat diesterifikasi berikatan silang dengan ion asam karboksilat.
Setelah reaksi -OH atau -COO- dalam molekul selulosa eter dengan zat pengikat silang, akibat reduksi kandungan gugus yang larut dalam air dan terbentuknya struktur jaringan multidimensi dalam larutan, kelarutannya, reologi dan sifat mekaniknya akan diubah. Dengan menggunakan bahan pengikat silang yang berbeda untuk bereaksi dengan selulosa eter, kinerja penerapan selulosa eter akan ditingkatkan. Selulosa eter yang cocok untuk aplikasi industri telah disiapkan.

2. Jenis-jenis bahan pengikat silang

2.1 Agen pengikat silang aldehida
Bahan pengikat silang aldehida mengacu pada senyawa organik yang mengandung gugus aldehida (-CHO), yang aktif secara kimia dan dapat bereaksi dengan hidroksil, amonia, urea dan senyawa lainnya. Agen pengikat silang aldehida yang digunakan untuk selulosa dan turunannya termasuk formaldehida, glioksal, glutaraldehid, gliseraldehida, dll. Gugus aldehid dapat dengan mudah bereaksi dengan dua -OH untuk membentuk asetal dalam kondisi asam lemah, dan reaksinya bersifat reversibel. Eter selulosa yang umum dimodifikasi oleh bahan pengikat silang aldehida adalah HEC, HPMC, HEMC, MC, CMC dan eter selulosa berair lainnya.
Gugus aldehida tunggal berikatan silang dengan dua gugus hidroksil pada rantai molekul selulosa eter, dan molekul selulosa eter dihubungkan melalui pembentukan asetal, membentuk struktur ruang jaringan, sehingga dapat mengubah kelarutannya. Karena reaksi -OH bebas antara zat pengikat silang aldehida dan selulosa eter, jumlah gugus hidrofilik molekul berkurang, mengakibatkan kelarutan produk dalam air menjadi buruk. Oleh karena itu, dengan mengontrol jumlah zat pengikat silang, pengikatan silang selulosa eter secara moderat dapat menunda waktu hidrasi dan mencegah produk larut terlalu cepat dalam larutan air, yang mengakibatkan aglomerasi lokal.
Pengaruh pengikatan silang aldehida selulosa eter umumnya bergantung pada jumlah aldehida, pH, keseragaman reaksi pengikatan silang, waktu pengikatan silang, dan suhu. Suhu dan pH ikatan silang yang terlalu tinggi atau terlalu rendah akan menyebabkan ikatan silang yang ireversibel akibat hemiasetal menjadi asetal, yang menyebabkan selulosa eter tidak larut sempurna dalam air. Jumlah aldehida dan keseragaman reaksi ikatan silang secara langsung mempengaruhi derajat ikatan silang selulosa eter.
Formaldehida kurang digunakan untuk pengikatan silang selulosa eter karena toksisitasnya yang tinggi dan volatilitasnya yang tinggi. Di masa lalu, formaldehida lebih banyak digunakan dalam bidang pelapis, perekat, tekstil, dan sekarang secara bertahap digantikan oleh bahan pengikat silang non-formaldehida yang memiliki toksisitas rendah. Efek ikatan silang glutaraldehid lebih baik dibandingkan glioksal, namun memiliki bau yang menyengat dan harga glutaraldehid yang relatif tinggi. Secara umum, dalam industri, glioksal biasanya digunakan untuk mengikat silang selulosa eter yang larut dalam air untuk meningkatkan kelarutan produk. Umumnya pada suhu kamar, pH 5 ~ 7 kondisi asam lemah dapat dilakukan reaksi ikatan silang. Setelah pengikatan silang, waktu hidrasi dan waktu hidrasi lengkap selulosa eter akan menjadi lebih lama, dan fenomena aglomerasi akan melemah. Dibandingkan dengan produk tanpa ikatan silang, kelarutan selulosa eter lebih baik, dan tidak akan ada produk yang tidak larut dalam larutan, sehingga kondusif untuk aplikasi industri. Ketika Zhang Shuangjian menyiapkan hidroksipropil metil selulosa, zat pengikat silang glioksal disemprotkan sebelum dikeringkan untuk mendapatkan hidroksipropil metil selulosa instan dengan dispersi 100%, yang tidak saling menempel saat dilarutkan dan memiliki dispersi dan pelarutan yang cepat, sehingga memecahkan bundling secara praktis. aplikasi dan memperluas bidang aplikasi.
Dalam kondisi basa, proses reversibel pembentukan asetal akan terganggu, waktu hidrasi produk akan dipersingkat, dan karakteristik pelarutan selulosa eter tanpa ikatan silang akan pulih. Selama pembuatan dan produksi selulosa eter, reaksi pengikatan silang aldehida biasanya dilakukan setelah proses reaksi eterasi, baik pada fase cair proses pencucian maupun pada fase padat setelah sentrifugasi. Secara umum, dalam proses pencucian, keseragaman reaksi ikatan silang baik, namun efek ikatan silangnya buruk. Namun karena keterbatasan peralatan teknik, keseragaman ikatan silang dalam fase padat buruk, namun efek ikatan silang relatif lebih baik dan jumlah zat pengikat silang yang digunakan relatif kecil.
Agen pengikat silang aldehida memodifikasi selulosa eter yang larut dalam air, selain meningkatkan kelarutannya, ada juga laporan yang dapat digunakan untuk meningkatkan sifat mekanik, stabilitas viskositas, dan sifat lainnya. Misalnya, Peng Zhang menggunakan glioksal untuk berikatan silang dengan HEC, dan mengeksplorasi pengaruh konsentrasi zat pengikat silang, pH ikatan silang, dan suhu ikatan silang terhadap kekuatan basah HEC. Hasilnya menunjukkan bahwa dalam kondisi pengikatan silang optimal, kekuatan basah serat HEC setelah pengikatan silang meningkat sebesar 41,5%, dan kinerjanya meningkat secara signifikan. Zhang Jin menggunakan resin fenolik yang larut dalam air, glutaraldehid, dan trikloroasetaldehida untuk mengikat silang CMC. Dengan membandingkan sifat-sifatnya, larutan CMC ikatan silang resin fenolik yang larut dalam air memiliki penurunan viskositas paling kecil setelah perlakuan suhu tinggi, yaitu ketahanan suhu terbaik.
2.2 Bahan pengikat silang asam karboksilat
Agen pengikat silang asam karboksilat mengacu pada senyawa asam polikarboksilat, terutama termasuk asam suksinat, asam malat, asam tartarat, asam sitrat dan asam biner atau polikarboksilat lainnya. Pengikat silang asam karboksilat pertama kali digunakan dalam pengikatan silang serat kain untuk meningkatkan kehalusannya. Mekanisme ikatan silang adalah sebagai berikut: gugus karboksil bereaksi dengan gugus hidroksil molekul selulosa menghasilkan ester selulosa berikatan silang yang teresterifikasi. Welch dan Yang dkk. adalah orang pertama yang mempelajari mekanisme ikatan silang dari pengikat silang asam karboksilat. Proses pengikatan silang adalah sebagai berikut: dalam kondisi tertentu, dua gugus asam karboksilat yang berdekatan dalam pengikat silang asam karboksilat terlebih dahulu mengalami dehidrasi membentuk anhidrida siklik, dan anhidrida bereaksi dengan OH dalam molekul selulosa membentuk selulosa eter yang berikatan silang dengan struktur spasial jaringan.
Bahan pengikat silang asam karboksilat umumnya bereaksi dengan selulosa eter yang mengandung substituen hidroksil. Karena bahan pengikat silang asam karboksilat larut dalam air dan tidak beracun, bahan ini telah banyak digunakan dalam studi kayu, pati, kitosan, dan selulosa dalam beberapa tahun terakhir.
Turunan dan modifikasi ikatan silang esterifikasi polimer alami lainnya, sehingga dapat meningkatkan kinerja bidang penerapannya.
Hu Hanchang dkk. menggunakan katalis natrium hipofosfit untuk mengadopsi empat asam polikarboksilat dengan struktur molekul berbeda: Propana asam trikarboksilat (PCA), 1,2,3, asam tetrakarboksilat 4-butana (BTCA), cis-CPTA, cis-CHHA (Cis-ChHA) digunakan untuk menyelesaikan kain katun. Hasil penelitian menunjukkan bahwa struktur melingkar kain katun finishing asam polikarboksilat memiliki kinerja pemulihan kusut yang lebih baik. Molekul asam polikarboksilat siklik berpotensi menjadi agen pengikat silang yang efektif karena kekakuannya yang lebih besar dan efek pengikatan silang yang lebih baik dibandingkan molekul asam karboksilat rantai.
Wang Jiwei dkk. menggunakan campuran asam asam sitrat dan asetat anhidrida untuk membuat esterifikasi dan modifikasi ikatan silang pati. Dengan menguji sifat resolusi air dan transparansi pasta, mereka menyimpulkan bahwa pati bertaut silang teresterifikasi memiliki stabilitas beku-cair yang lebih baik, transparansi pasta lebih rendah, dan stabilitas termal viskositas lebih baik dibandingkan pati.
Gugus asam karboksilat dapat meningkatkan kelarutan, biodegradabilitas dan sifat mekaniknya setelah reaksi ikatan silang esterifikasi dengan -OH aktif dalam berbagai polimer, dan senyawa asam karboksilat memiliki sifat tidak beracun atau rendah racun, yang memiliki prospek luas untuk modifikasi ikatan silang air- selulosa eter larut dalam bidang food grade, grade farmasi dan pelapisan.
2.3 Bahan pengikat silang senyawa epoksi
Bahan pengikat silang epoksi mengandung dua atau lebih gugus epoksi, atau senyawa epoksi yang mengandung gugus fungsi aktif. Di bawah aksi katalis, gugus epoksi dan gugus fungsi bereaksi dengan -OH dalam senyawa organik untuk menghasilkan makromolekul dengan struktur jaringan. Oleh karena itu, dapat digunakan untuk pengikatan silang selulosa eter.
Viskositas dan sifat mekanik selulosa eter dapat ditingkatkan dengan pengikatan silang epoksi. Epoksida pertama kali digunakan untuk mengolah serat kain dan menunjukkan efek finishing yang baik. Namun, hanya ada sedikit laporan mengenai modifikasi ikatan silang selulosa eter dengan epoksida. Hu Cheng dkk mengembangkan pengikat silang senyawa epoksi multifungsi baru: EPTA, yang meningkatkan sudut pemulihan elastis basah kain sutra asli dari 200º sebelum perawatan menjadi 280º. Selain itu, muatan positif pengikat silang secara signifikan meningkatkan laju pewarnaan dan laju penyerapan kain sutra asli menjadi pewarna asam. Agen pengikat silang senyawa epoksi yang digunakan oleh Chen Xiaohui dkk. : polietilen glikol diglisidil eter (PGDE) berikatan silang dengan gelatin. Setelah pengikatan silang, hidrogel gelatin memiliki kinerja pemulihan elastis yang sangat baik, dengan tingkat pemulihan elastis tertinggi hingga 98,03%. Berdasarkan kajian modifikasi ikatan silang polimer alam seperti kain dan gelatin oleh oksida sentral dalam literatur, modifikasi ikatan silang selulosa eter dengan epoksida juga memiliki prospek yang menjanjikan.
Epichlorohydrin (juga dikenal sebagai epiklorohidrin) adalah bahan pengikat silang yang umum digunakan untuk pengolahan bahan polimer alami yang mengandung -OH, -NH2 dan gugus aktif lainnya. Setelah pengikatan silang epiklorohidrin, viskositas, ketahanan asam dan alkali, ketahanan suhu, ketahanan garam, ketahanan geser dan sifat mekanik material akan ditingkatkan. Oleh karena itu, penerapan epiklorohidrin dalam pengikatan silang selulosa eter memiliki kepentingan penelitian yang besar. Misalnya, Su Maoyao membuat bahan yang sangat menyerap dengan menggunakan CMC ikatan silang epiklorohidrin. Dia membahas pengaruh struktur bahan, derajat substitusi dan derajat ikatan silang pada sifat adsorpsi, dan menemukan bahwa nilai retensi air (WRV) dan nilai retensi air garam (SRV) dari produk yang dibuat dengan bahan pengikat silang sekitar 3% meningkat sebesar 26 kali dan 17 kali, masing-masing. Ketika Ding Changguang dkk. menyiapkan karboksimetil selulosa yang sangat kental, epiklorohidrin ditambahkan setelah eterifikasi untuk pengikatan silang. Sebagai perbandingan, viskositas produk yang berikatan silang 51% lebih tinggi dibandingkan dengan produk yang tidak berikatan silang.
2.4 Bahan pengikat silang asam borat
Bahan pengikat silang borat terutama meliputi asam borat, boraks, borat, organoborat dan bahan pengikat silang yang mengandung borat lainnya. Mekanisme ikatan silang umumnya diyakini bahwa asam borat (H3BO3) atau borat (B4O72-) membentuk ion tetrahidroksi borat (B(OH)4-) dalam larutan, dan kemudian mengalami dehidrasi dengan -Oh dalam senyawa tersebut. Membentuk senyawa berikatan silang dengan struktur jaringan.
Pengikat silang asam borat banyak digunakan sebagai bahan pembantu dalam bidang kedokteran, kaca, keramik, minyak bumi dan bidang lainnya. Kekuatan mekanik bahan yang diberi bahan pengikat silang asam borat akan ditingkatkan, dan dapat digunakan untuk pengikatan silang selulosa eter, sehingga dapat meningkatkan kinerjanya.
Pada tahun 1960-an, boron anorganik (boraks, asam borat dan natrium tetraborat, dll.) adalah bahan pengikat silang utama yang digunakan dalam pengembangan fluida rekahan berbasis air di ladang minyak dan gas. Boraks adalah agen pengikat silang yang paling awal digunakan. Karena kekurangan boron anorganik, seperti waktu pengikatan silang yang singkat dan ketahanan suhu yang buruk, pengembangan bahan pengikat silang organoboron telah menjadi pusat penelitian. Penelitian organoboron dimulai pada tahun 1990-an. Karena karakteristiknya yang tahan suhu tinggi, lem yang mudah pecah, ikatan silang tertunda yang terkendali, dll., organoboron telah mencapai efek aplikasi yang baik dalam rekahan ladang minyak dan gas. Liu Ji dkk. mengembangkan bahan pengikat silang polimer yang mengandung gugus asam fenilborat, bahan pengikat silang dicampur dengan asam akrilat dan polimer poliol dengan reaksi gugus ester suksinimida, perekat biologis yang dihasilkan memiliki kinerja komprehensif yang sangat baik, dapat menunjukkan sifat adhesi dan mekanik yang baik di lingkungan lembab, dan dapat adhesi yang lebih sederhana. Yang Yang dkk. menghasilkan zat pengikat silang zirkonium boron tahan suhu tinggi, yang digunakan untuk mengikat silang cairan dasar gel guanidin dari cairan rekah, dan sangat meningkatkan suhu dan ketahanan geser dari cairan rekahan setelah perlakuan ikatan silang. Modifikasi karboksimetil selulosa eter oleh zat pengikat silang asam borat dalam cairan pengeboran minyak bumi telah dilaporkan. Karena strukturnya yang khusus, dapat digunakan dalam pengobatan dan konstruksi
Ikatan silang selulosa eter dalam konstruksi, pelapisan dan bidang lainnya.
2.5 Agen pengikat silang fosfat
Agen pengikat silang fosfat terutama meliputi fosfor trikloroksi (fosfoasil klorida), natrium trimetafosfat, natrium tripolifosfat, dll. Mekanisme pengikatan silang adalah ikatan PO atau ikatan P-Cl diesterifikasi dengan molekul -OH dalam larutan air untuk menghasilkan difosfat, membentuk struktur jaringan .
Agen pengikat silang fosfat karena toksisitas tidak beracun atau rendah, banyak digunakan dalam makanan, obat modifikasi pengikat silang bahan polimer, seperti pati, kitosan dan pengobatan pengikat silang polimer alami lainnya. Hasilnya menunjukkan bahwa sifat gelatinisasi dan pembengkakan pati dapat diubah secara signifikan dengan menambahkan sedikit bahan pengikat silang fosfida. Setelah pengikatan silang pati, suhu gelatinisasi meningkat, stabilitas pasta meningkat, ketahanan asam lebih baik dari pati asli, dan kekuatan film meningkat.
Banyak juga penelitian tentang ikatan silang kitosan dengan zat pengikat silang fosfida, yang dapat meningkatkan kekuatan mekanik, stabilitas kimia, dan sifat lainnya. Saat ini, tidak ada laporan tentang penggunaan zat pengikat silang fosfida untuk pengobatan pengikatan silang selulosa eter. Karena selulosa eter dan pati, kitosan dan polimer alami lainnya mengandung lebih banyak -OH aktif, dan zat pengikat silang fosfida memiliki sifat fisiologis tidak beracun atau toksisitas rendah, penerapannya dalam penelitian pengikatan silang selulosa eter juga memiliki prospek yang potensial. Seperti CMC yang digunakan dalam makanan, pasta gigi kelas lapangan dengan modifikasi zat pengikat silang fosfida, dapat meningkatkan sifat pengental dan reologinya. MC, HPMC dan HEC yang digunakan dalam bidang kedokteran dapat ditingkatkan dengan agen pengikat silang fosfida.
2.6 Agen pengikat silang lainnya
Ikatan silang aldehida, epoksida dan selulosa eter di atas termasuk dalam ikatan silang eterifikasi, asam karboksilat, asam borat dan zat pengikat silang fosfida termasuk dalam ikatan silang esterifikasi. Selain itu, zat pengikat silang yang digunakan untuk pengikatan silang selulosa eter juga mencakup senyawa isosianat, senyawa nitrogen hidroksimetil, senyawa sulfhidril, zat pengikat silang logam, zat pengikat silang organosilikon, dll. Ciri-ciri umum dari struktur molekulnya adalah bahwa molekul tersebut mengandung banyak gugus fungsi yang mudah bereaksi dengan -OH, dan dapat membentuk struktur jaringan multidimensi setelah ikatan silang. Sifat-sifat produk pengikat silang berkaitan dengan jenis bahan pengikat silang, derajat pengikatan silang, dan kondisi pengikatan silang.
Badit · Pabin · Condu dkk. menggunakan toluena diisosianat (TDI) untuk mengikat silang metil selulosa. Setelah pengikatan silang, suhu transisi gelas (Tg) meningkat seiring dengan peningkatan persentase TDI, dan stabilitas larutan berairnya meningkat. TDI juga biasa digunakan untuk modifikasi ikatan silang pada perekat, pelapis dan bidang lainnya. Setelah modifikasi, sifat perekat, ketahanan suhu dan ketahanan air film akan ditingkatkan. Oleh karena itu, TDI dapat meningkatkan kinerja selulosa eter yang digunakan dalam konstruksi, pelapis dan perekat dengan modifikasi ikatan silang.
Teknologi pengikatan silang disulfida banyak digunakan dalam modifikasi bahan medis dan mempunyai nilai penelitian tertentu untuk pengikatan silang produk selulosa eter di bidang kedokteran. Shu Shujun dkk. menggabungkan β-siklodekstrin dengan mikrosfer silika, kitosan merkaptoilasi silang dan glukan melalui lapisan cangkang gradien, dan menghilangkan mikrosfer silika untuk mendapatkan nanokaps berikatan silang disulfida, yang menunjukkan stabilitas yang baik dalam simulasi pH fisiologis.
Agen pengikat silang logam terutama merupakan senyawa anorganik dan organik dari ion logam tinggi seperti Zr(IV), Al(III), Ti(IV), Cr(III) dan Fe(III). Ion logam tinggi dipolimerisasi untuk membentuk ion jembatan hidroksil multi-nuklir melalui hidrasi, hidrolisis, dan jembatan hidroksil. Secara umum diyakini bahwa ikatan silang ion logam bervalensi tinggi terutama melalui ion penghubung hidroksil berinti banyak, yang mudah digabungkan dengan gugus asam karboksilat untuk membentuk polimer struktur spasial multidimensi. Xu Kai dkk. mempelajari sifat reologi seri Zr(IV), Al(III), Ti(IV), Cr(III) dan Fe(III) logam berharga mahal yang terikat silang karboksimetil hidroksipropil selulosa (CMHPC) dan stabilitas termal, kehilangan filtrasi , kapasitas pasir tersuspensi, residu pemecah lem dan kompatibilitas garam setelah aplikasi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa, Pengikat silang logam memiliki sifat yang diperlukan untuk bahan penyemen cairan rekahan sumur minyak.

3. Peningkatan kinerja dan pengembangan teknis selulosa eter dengan modifikasi ikatan silang

3.1 Cat dan konstruksi
Selulosa eter terutama HEC, HPMC, HEMC dan MC lebih banyak digunakan dalam bidang konstruksi, pelapisan, selulosa eter jenis ini harus memiliki ketahanan air yang baik, pengentalan, ketahanan garam dan suhu, ketahanan geser, sering digunakan dalam mortar semen, cat lateks , perekat ubin keramik, cat tembok eksterior, pernis dan sebagainya. Karena bangunan, persyaratan bidang pelapisan bahan harus memiliki kekuatan dan stabilitas mekanik yang baik, umumnya memilih bahan pengikat silang jenis eterifikasi untuk modifikasi pengikat silang selulosa eter, seperti penggunaan alkana terhalogenasi epoksi, bahan pengikat silang asam borat untuk pengikat silangnya, dapat meningkatkan produk viskositas, ketahanan garam dan suhu, ketahanan geser dan sifat mekanik.
3.2 Bidang kedokteran, pangan dan bahan kimia sehari-hari
MC, HPMC dan CMC dalam selulosa eter yang larut dalam air sering digunakan dalam bahan pelapis farmasi, aditif pelepasan lambat farmasi dan pengental farmasi cair serta penstabil emulsi. CMC juga dapat digunakan sebagai pengemulsi dan pengental pada yogurt, produk susu, dan pasta gigi. HEC dan MC digunakan dalam bidang kimia sehari-hari untuk mengentalkan, membubarkan, dan menghomogenisasi. Karena bidang kedokteran, pangan dan kimia sehari-hari membutuhkan bahan yang aman dan tidak beracun, maka untuk jenis selulosa eter ini dapat digunakan asam fosfat, zat pengikat silang asam karboksilat, zat pengikat silang sulfhidril, dll., Setelah modifikasi pengikat silang, dapat meningkatkan viskositas produk, stabilitas biologis dan sifat lainnya.
HEC jarang digunakan dalam bidang kedokteran dan makanan, namun karena HEC merupakan eter selulosa non-ionik dengan kelarutan yang kuat, HEC memiliki keunggulan unik dibandingkan MC, HPMC, dan CMC. Kedepannya akan diikat silang dengan bahan pengikat silang yang aman dan tidak beracun, yang akan memiliki potensi pengembangan yang besar di bidang obat-obatan dan pangan.
3.3 Area pengeboran dan produksi minyak
CMC dan selulosa eter karboksilat umumnya digunakan sebagai bahan pengolahan lumpur pengeboran industri, bahan kehilangan cairan, bahan pengental hingga digunakan. Sebagai selulosa eter non-ionik, HEC juga banyak digunakan di bidang pengeboran minyak karena efek pengentalannya yang baik, kapasitas dan stabilitas suspensi pasir yang kuat, tahan panas, kandungan garam yang tinggi, ketahanan pipa yang rendah, kehilangan cairan yang lebih sedikit, karet yang cepat. pecah dan residu rendah. Saat ini, lebih banyak penelitian yang menggunakan bahan pengikat silang asam borat dan bahan pengikat silang logam untuk memodifikasi CMC yang digunakan di lapangan pengeboran minyak, penelitian modifikasi pengikat silang selulosa eter non-ionik melaporkan lebih sedikit, tetapi modifikasi hidrofobik selulosa eter non-ionik, menunjukkan hasil yang signifikan. viskositas, suhu dan ketahanan garam serta stabilitas geser, dispersi yang baik dan ketahanan terhadap hidrolisis biologis. Setelah dihubungkan silang dengan asam borat, logam, epoksida, alkana terhalogenasi epoksi dan bahan pengikat silang lainnya, selulosa eter yang digunakan dalam pengeboran dan produksi minyak telah meningkatkan pengentalan, ketahanan terhadap garam dan suhu, stabilitas dan sebagainya, yang memiliki prospek penerapan yang bagus dalam industri. masa depan.
3.4 Bidang Lainnya
Selulosa eter karena pengental, emulsifikasi, pembentukan film, perlindungan koloid, retensi kelembaban, adhesi, anti-sensitivitas dan sifat-sifat unggul lainnya, lebih banyak digunakan, selain bidang di atas, juga digunakan dalam pembuatan kertas, keramik, percetakan dan pencelupan tekstil, reaksi polimerisasi dan bidang lainnya. Sesuai dengan persyaratan sifat material di berbagai bidang, bahan pengikat silang yang berbeda dapat digunakan untuk modifikasi pengikat silang guna memenuhi persyaratan aplikasi. Secara umum, selulosa eter berikatan silang dapat dibagi menjadi dua kategori: selulosa eter berikatan silang teresterifikasi dan selulosa eter berikatan silang teresterifikasi. Aldehida, epoksida dan pengikat silang lainnya bereaksi dengan -Oh pada selulosa eter membentuk ikatan eter-oksigen (-O-), yang termasuk dalam pengikat silang eterifikasi. Asam karboksilat, fosfida, asam borat dan zat pengikat silang lainnya bereaksi dengan -OH pada selulosa eter membentuk ikatan ester, yang termasuk dalam zat pengikat silang esterifikasi. Gugus karboksil dalam CMC bereaksi dengan -OH dalam zat pengikat silang untuk menghasilkan selulosa eter berikatan silang yang teresterifikasi. Saat ini penelitian mengenai modifikasi ikatan silang semacam ini masih sedikit, dan masih ada ruang untuk pengembangan di masa depan. Karena stabilitas ikatan eter lebih baik daripada ikatan ester, selulosa eter ikatan silang tipe eter memiliki stabilitas dan sifat mekanik yang lebih kuat. Menurut bidang aplikasi yang berbeda, bahan pengikat silang yang sesuai dapat dipilih untuk modifikasi pengikatan silang selulosa eter, untuk mendapatkan produk yang memenuhi kebutuhan aplikasi.

4. Kesimpulan

Saat ini, industri menggunakan glioksal untuk mengikat silang selulosa eter, untuk menunda waktu pembubaran, untuk mengatasi masalah penggumpalan produk selama pembubaran. Selulosa eter berikatan silang glioksal hanya dapat mengubah kelarutannya, namun tidak memiliki perbaikan nyata pada sifat lainnya. Saat ini, penggunaan bahan pengikat silang selain glioksal untuk pengikatan silang selulosa eter jarang diteliti. Karena selulosa eter banyak digunakan dalam pengeboran minyak, konstruksi, pelapisan, makanan, obat-obatan dan industri lainnya, kelarutan, reologi, dan sifat mekaniknya memainkan peran penting dalam penerapannya. Melalui modifikasi crosslinking dapat meningkatkan kinerja aplikasinya di berbagai bidang, sehingga dapat memenuhi kebutuhan aplikasi. Misalnya asam karboksilat, asam fosfat, zat pengikat silang asam borat untuk esterifikasi selulosa eter dapat meningkatkan kinerja penerapannya di bidang makanan dan obat-obatan. Namun, aldehida tidak dapat digunakan dalam industri makanan dan obat-obatan karena toksisitas fisiologisnya. Asam borat dan bahan pengikat silang logam berguna untuk meningkatkan kinerja cairan rekahan minyak dan gas setelah pengikatan silang selulosa eter yang digunakan dalam pengeboran minyak. Agen pengikat silang alkil lainnya, seperti epiklorohidrin, dapat meningkatkan viskositas, sifat reologi dan sifat mekanik selulosa eter. Dengan terus berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi, kebutuhan berbagai industri akan sifat material terus meningkat. Untuk memenuhi persyaratan kinerja selulosa eter di berbagai bidang aplikasi, penelitian masa depan tentang ikatan silang selulosa eter memiliki prospek yang luas untuk dikembangkan.