Derivati ​​dell'etere di cellulosa idrosolubile

Sono stati introdotti il ​​meccanismo di reticolazione, il percorso e le proprietà di diversi tipi di agenti reticolanti e di etere di cellulosa idrosolubile. Mediante la modifica della reticolazione, la viscosità, le proprietà reologiche, la solubilità e le proprietà meccaniche dell'etere di cellulosa idrosolubile possono essere notevolmente migliorate, in modo da migliorarne le prestazioni applicative. In base alla struttura chimica e alle proprietà dei diversi reticolanti, sono stati riepilogati i tipi di reazioni di modifica della reticolazione dell'etere di cellulosa e sono state riepilogate le direzioni di sviluppo di diversi reticolanti in vari campi di applicazione dell'etere di cellulosa. In considerazione delle eccellenti prestazioni dell'etere di cellulosa solubile in acqua modificato mediante reticolazione e dei pochi studi in patria e all'estero, la futura modifica della reticolazione dell'etere di cellulosa ha ampie prospettive di sviluppo. Questo è per il riferimento dei ricercatori e delle imprese di produzione pertinenti.
Parole chiave: modifica della reticolazione; Etere di cellulosa; Struttura chimica; Solubilità; Prestazioni dell'applicazione

Etere di cellulosa grazie alle sue eccellenti prestazioni, come agente addensante, agente di ritenzione idrica, adesivo, legante e disperdente, colloide protettivo, stabilizzante, agente di sospensione, emulsionante e agente filmogeno, ampiamente utilizzato nei rivestimenti, nell'edilizia, nel petrolio, nei prodotti chimici quotidiani, negli alimenti e medicina e altre industrie. L'etere di cellulosa comprende principalmente metilcellulosa,idrossietilcellulosa,carbossimetilcellulosa, etilcellulosa, idrossipropilmetilcellulosa, idrossietilmetilcellulosa e altri tipi di etere misto. L'etere di cellulosa è costituito da fibra di cotone o fibra di legno mediante alcalinizzazione, eterificazione, centrifugazione di lavaggio, essiccazione, processo di macinazione preparato, l'uso di agenti eterificanti generalmente utilizza alcani alogenati o alcani epossidici.
Tuttavia, nel processo di applicazione dell'etere di cellulosa idrosolubile, è probabile che si incontri un ambiente speciale, come alta e bassa temperatura, ambiente acido-base, ambiente ionico complesso, questi ambienti causeranno ispessimento, solubilità, ritenzione idrica, adesione, l'adesivo, la sospensione stabile e l'emulsificazione dell'etere di cellulosa idrosolubile vengono fortemente influenzati e portano addirittura alla completa perdita della sua funzionalità.
Per migliorare le prestazioni applicative dell'etere di cellulosa, è necessario effettuare un trattamento di reticolazione, utilizzando diversi agenti reticolanti, le prestazioni del prodotto sono diverse. Basato sullo studio di vari tipi di agenti reticolanti e dei relativi metodi di reticolazione, combinato con la tecnologia di reticolazione nel processo di produzione industriale, questo documento discute la reticolazione dell'etere di cellulosa con diversi tipi di agenti reticolanti, fornendo riferimenti per la modifica della reticolazione dell'etere di cellulosa .

1.Struttura e principio di reticolazione dell'etere di cellulosa

Etere di cellulosaè un tipo di derivato della cellulosa, che viene sintetizzato mediante reazione di sostituzione eterea di tre gruppi alcolici idrossilici su molecole di cellulosa naturale e alcano alogenato o alcano epossidico. A causa della differenza dei sostituenti, la struttura e le proprietà dell'etere di cellulosa sono diverse. La reazione di reticolazione dell'etere di cellulosa comporta principalmente l'eterificazione o l'esterificazione dell'-OH (OH sull'anello unitario del glucosio o -OH sul sostituente o il carbossile sul sostituente) e dell'agente reticolante con gruppi funzionali binari o multipli, in modo che due o più molecole di etere di cellulosa sono collegate insieme per formare una struttura di rete spaziale multidimensionale. Questo è etere di cellulosa reticolato.
In generale, l'etere di cellulosa e l'agente reticolante della soluzione acquosa contenente più -OH come HEC, HPMC, HEMC, MC e CMC possono essere reticolati eterificati o esterificati. Poiché la CMC contiene ioni di acido carbossilico, i gruppi funzionali nell'agente reticolante possono essere esterificati e reticolati con ioni di acido carbossilico.
Dopo la reazione di -OH o -COO- nella molecola di etere di cellulosa con l'agente reticolante, a causa della riduzione del contenuto di gruppi idrosolubili e della formazione di una struttura di rete multidimensionale in soluzione, la sua solubilità, reologia e proprietà meccaniche sarà cambiato. Utilizzando diversi agenti reticolanti per reagire con l'etere di cellulosa, le prestazioni applicative dell'etere di cellulosa saranno migliorate. È stato preparato etere di cellulosa adatto per l'applicazione industriale.

2. Tipologie di agenti reticolanti

2.1 Agenti reticolanti delle aldeidi
Gli agenti reticolanti aldeidici si riferiscono a composti organici contenenti il ​​gruppo aldeidico (-CHO), che sono chimicamente attivi e possono reagire con idrossile, ammoniaca, ammide e altri composti. Gli agenti reticolanti aldeidici utilizzati per la cellulosa e i suoi derivati ​​includono formaldeide, gliossale, glutaraldeide, gliceraldeide, ecc. Il gruppo aldeidico può facilmente reagire con due -OH per formare acetali in condizioni debolmente acide e la reazione è reversibile. I comuni eteri di cellulosa modificati dagli agenti reticolanti aldeidici sono HEC, HPMC, HEMC, MC, CMC e altri eteri di cellulosa acquosi.
Un singolo gruppo aldeidico è reticolato con due gruppi idrossilici sulla catena molecolare dell'etere di cellulosa e le molecole dell'etere di cellulosa sono collegate attraverso la formazione di acetali, formando una struttura spaziale di rete, in modo da modificarne la solubilità. A causa della reazione -OH libero tra l'agente reticolante aldeidico e l'etere di cellulosa, la quantità di gruppi idrofili molecolari viene ridotta, con conseguente scarsa solubilità in acqua del prodotto. Pertanto, controllando la quantità di agente reticolante, una reticolazione moderata dell'etere di cellulosa può ritardare il tempo di idratazione e impedire che il prodotto si dissolva troppo rapidamente in una soluzione acquosa, con conseguente agglomerazione locale.
L'effetto della reticolazione dell'etere di cellulosa con aldeide dipende generalmente dalla quantità di aldeide, dal pH, dall'uniformità della reazione di reticolazione, dal tempo di reticolazione e dalla temperatura. Una temperatura di reticolazione e un pH troppo alti o troppo bassi causeranno una reticolazione irreversibile dovuta all'emiacetale in acetale, che porterà all'etere di cellulosa completamente insolubile in acqua. La quantità di aldeide e l'uniformità della reazione di reticolazione influenzano direttamente il grado di reticolazione dell'etere di cellulosa.
La formaldeide è meno utilizzata per la reticolazione dell'etere di cellulosa a causa della sua elevata tossicità e elevata volatilità. In passato, la formaldeide veniva utilizzata maggiormente nel campo dei rivestimenti, degli adesivi, dei tessili, mentre ora viene gradualmente sostituita da agenti reticolanti non formaldeidi a bassa tossicità. L'effetto di reticolazione della glutaraldeide è migliore di quello del gliossale, ma ha un forte odore pungente e il prezzo della glutaraldeide è relativamente alto. In generale, nell'industria, il gliossale viene comunemente utilizzato per reticolare l'etere di cellulosa idrosolubile per migliorare la solubilità dei prodotti. Generalmente a temperatura ambiente, in condizioni di acidità debole con pH 5 ~ 7, è possibile effettuare la reazione di reticolazione. Dopo la reticolazione, il tempo di idratazione e il tempo di idratazione completa dell'etere di cellulosa diventeranno più lunghi e il fenomeno di agglomerazione sarà indebolito. Rispetto ai prodotti non reticolanti, la solubilità dell'etere di cellulosa è migliore e non ci saranno prodotti non disciolti nella soluzione, il che è favorevole all'applicazione industriale. Quando Zhang Shuangjian preparò l'idrossipropilmetilcellulosa, l'agente reticolante gliossale fu spruzzato prima dell'essiccazione per ottenere l'idrossipropilmetilcellulosa istantanea con una dispersione del 100%, che non si unì insieme durante la dissoluzione e aveva una dispersione e dissoluzione rapida, che risolveva l'aggregazione in pratica applicazione e ampliato il campo di applicazione.
Nella condizione alcalina, il processo reversibile di formazione dell'acetale verrà interrotto, il tempo di idratazione del prodotto verrà ridotto e verranno ripristinate le caratteristiche di dissoluzione dell'etere di cellulosa senza reticolazione. Durante la preparazione e la produzione dell'etere di cellulosa, la reazione di reticolazione delle aldeidi viene solitamente effettuata dopo il processo di reazione di eterazione, nella fase liquida del processo di lavaggio o nella fase solida dopo la centrifugazione. Generalmente, nel processo di lavaggio, l'uniformità della reazione di reticolazione è buona, ma l'effetto di reticolazione è scarso. Tuttavia, a causa delle limitazioni delle apparecchiature tecniche, l'uniformità della reticolazione in fase solida è scarsa, ma l'effetto di reticolazione è relativamente migliore e la quantità di agente reticolante utilizzata è relativamente piccola.
Gli agenti reticolanti degli aldeidi hanno modificato l'etere di cellulosa solubile in acqua, oltre a migliorarne la solubilità, ci sono anche rapporti che possono essere utilizzati per migliorare le sue proprietà meccaniche, stabilità della viscosità e altre proprietà. Ad esempio, Peng Zhang ha utilizzato il gliossale per reticolare con l'HEC ed ha esplorato l'influenza della concentrazione dell'agente reticolante, del pH di reticolazione e della temperatura di reticolazione sulla resistenza allo stato umido dell'HEC. I risultati mostrano che, in condizioni di reticolazione ottimali, la resistenza all’umidità della fibra HEC dopo la reticolazione è aumentata del 41,5% e le sue prestazioni sono significativamente migliorate. Zhang Jin ha utilizzato resina fenolica idrosolubile, glutaraldeide e tricloroacetaldeide per reticolare la CMC. Confrontando le proprietà, la soluzione di CMC reticolata con resina fenolica idrosolubile ha avuto la minore riduzione di viscosità dopo il trattamento ad alta temperatura, ovvero la migliore resistenza alla temperatura.
2.2 Agenti reticolanti di acidi carbossilici
Gli agenti reticolanti dell'acido carbossilico si riferiscono a composti di acido policarbossilico, comprendenti principalmente acido succinico, acido malico, acido tartarico, acido citrico e altri acidi binari o policarbossilici. I reticolanti a base di acidi carbossilici sono stati utilizzati per la prima volta nella reticolazione delle fibre dei tessuti per migliorarne la morbidezza. Il meccanismo di reticolazione è il seguente: il gruppo carbossilico reagisce con il gruppo ossidrile della molecola di cellulosa per produrre etere di cellulosa reticolato esterificato. Welch e Yang et al. sono stati i primi a studiare il meccanismo di reticolazione dei reticolanti dell'acido carbossilico. Il processo di reticolazione era il seguente: in determinate condizioni, i due gruppi di acido carbossilico adiacenti nei reticolanti di acido carbossilico si sono prima disidratati per formare anidride ciclica e l'anidride ha reagito con OH nelle molecole di cellulosa per formare etere di cellulosa reticolato con una struttura spaziale di rete.
Gli agenti reticolanti degli acidi carbossilici generalmente reagiscono con l'etere di cellulosa contenente sostituenti ossidrilici. Poiché gli agenti reticolanti dell'acido carbossilico sono solubili in acqua e non tossici, negli ultimi anni sono stati ampiamente utilizzati nello studio di legno, amido, chitosano e cellulosa
Derivati ​​e altre modificazioni della reticolazione dell'esterificazione dei polimeri naturali, in modo da migliorare le prestazioni del suo campo di applicazione.
Hu Hanchang et al. ha utilizzato il catalizzatore di ipofosfito di sodio per adottare quattro acidi policarbossilici con diverse strutture molecolari: sono stati utilizzati acido propano tricarbossilico (PCA), acido 1,2,3, 4-butano tetracarbossilico (BTCA), cis-CPTA, cis-CHHA (Cis-ChHA) per rifinire tessuti di cotone. I risultati hanno mostrato che la struttura circolare del tessuto di cotone con finitura in acido policarbossilico ha migliori prestazioni di recupero delle pieghe. Le molecole di acido policarbossilico ciclico sono agenti di reticolazione potenzialmente efficaci a causa della loro maggiore rigidità e migliore effetto di reticolazione rispetto alle molecole di acido carbossilico a catena.
Wang Jiwei et al. utilizzato l'acido misto di acido citrico e anidride acetica per effettuare l'esterificazione e la modifica della reticolazione dell'amido. Testando le proprietà di risoluzione dell'acqua e trasparenza della pasta, hanno concluso che l'amido reticolato esterificato aveva una migliore stabilità al gelo-scongelamento, una minore trasparenza della pasta e una migliore stabilità termica della viscosità rispetto all'amido.
I gruppi di acido carbossilico possono migliorare la loro solubilità, biodegradabilità e proprietà meccaniche dopo la reazione di reticolazione di esterificazione con l'OH attivo in vari polimeri, e i composti di acido carbossilico hanno proprietà non tossiche o poco tossiche, che hanno ampie prospettive per la modifica della reticolazione dell'acqua- etere di cellulosa solubile nei settori alimentare, farmaceutico e di rivestimento.
2.3 Agente reticolante composto epossidico
L'agente reticolante epossidico contiene due o più gruppi epossidici o composti epossidici contenenti gruppi funzionali attivi. Sotto l'azione dei catalizzatori, i gruppi epossidici e i gruppi funzionali reagiscono con l'OH nei composti organici per generare macromolecole con struttura a rete. Pertanto, può essere utilizzato per la reticolazione dell'etere di cellulosa.
La viscosità e le proprietà meccaniche dell'etere di cellulosa possono essere migliorate mediante reticolazione epossidica. Gli epossidi furono inizialmente utilizzati per trattare le fibre dei tessuti e mostrarono un buon effetto di finitura. Tuttavia, ci sono pochi rapporti sulla modifica della reticolazione dell'etere di cellulosa da parte degli epossidi. Hu Cheng et al hanno sviluppato un nuovo reticolante composto epossidico multifunzionale: EPTA, che ha migliorato l'angolo di recupero elastico umido dei tessuti di vera seta da 200º prima del trattamento a 280º. Inoltre, la carica positiva del reticolante ha aumentato significativamente la velocità di tintura e il tasso di assorbimento dei tessuti di vera seta nei coloranti acidi. L'agente reticolante composto epossidico utilizzato da Chen Xiaohui et al. : il polietilenglicole diglicidil etere (PGDE) è reticolato con gelatina. Dopo la reticolazione, l'idrogel di gelatina ha eccellenti prestazioni di recupero elastico, con il tasso di recupero elastico più elevato fino al 98,03%. Sulla base degli studi in letteratura sulla modificazione della reticolazione di polimeri naturali come tessuti e gelatina mediante ossidi centrali, anche la modificazione della reticolazione dell'etere di cellulosa con epossidi ha una prospettiva promettente.
L'epicloridrina (nota anche come epicloridrina) è un agente reticolante comunemente usato per il trattamento di materiali polimerici naturali contenenti -OH, -NH2 e altri gruppi attivi. Dopo la reticolazione dell'epicloridrina, la viscosità, la resistenza agli acidi e agli alcali, la resistenza alla temperatura, la resistenza al sale, la resistenza al taglio e le proprietà meccaniche del materiale saranno migliorate. Pertanto, l'applicazione dell'epicloridrina nella reticolazione dell'etere di cellulosa ha un grande significato di ricerca. Ad esempio, Su Maoyao ha realizzato un materiale altamente assorbente utilizzando CMC reticolata con epicloroidrina. Ha discusso l'influenza della struttura del materiale, del grado di sostituzione e del grado di reticolazione sulle proprietà di adsorbimento e ha scoperto che il valore di ritenzione dell'acqua (WRV) e il valore di ritenzione della salamoia (SRV) del prodotto realizzato con circa il 3% di agente reticolante aumentavano del 26%. volte e 17 volte, rispettivamente. Quando Ding Changguang et al. preparata carbossimetilcellulosa estremamente viscosa, epicloridrina è stata aggiunta dopo l'eterificazione per la reticolazione. In confronto, la viscosità del prodotto reticolato era fino al 51% superiore a quella del prodotto non reticolato.
2.4 Agenti reticolanti dell'acido borico
Gli agenti reticolanti borici comprendono principalmente acido borico, borace, borato, organoborato e altri agenti reticolanti contenenti borato. Si ritiene generalmente che il meccanismo di reticolazione sia che l'acido borico (H3BO3) o il borato (B4O72-) formano lo ione tetraidrossi borato (B(OH)4-) nella soluzione, e quindi si disidrata con l'-Oh nel composto. Forma un composto reticolato con una struttura a rete.
I reticolanti dell'acido borico sono ampiamente utilizzati come ausiliari in medicina, vetro, ceramica, petrolio e altri campi. La resistenza meccanica del materiale trattato con agente reticolante dell'acido borico sarà migliorata e potrà essere utilizzato per la reticolazione dell'etere di cellulosa, in modo da migliorarne le prestazioni.
Negli anni '60, il boro inorganico (borace, acido borico e tetraborato di sodio, ecc.) era il principale agente reticolante utilizzato nello sviluppo di fluidi di fratturazione a base acquosa di giacimenti di petrolio e gas. Il borace è stato il primo agente reticolante utilizzato. A causa delle carenze del boro inorganico, come il breve tempo di reticolazione e la scarsa resistenza alla temperatura, lo sviluppo dell'agente reticolante organoboro è diventato un punto caldo della ricerca. La ricerca sull'organoboro è iniziata negli anni '90. Grazie alle sue caratteristiche di resistenza alle alte temperature, colla facile da rompere, reticolazione ritardata controllabile, ecc., l'organoboro ha ottenuto un buon effetto applicativo nella fratturazione dei giacimenti di petrolio e gas. Liu Ji et al. ha sviluppato un agente reticolante polimerico contenente il gruppo acido fenilborico, l'agente reticolante miscelato con acido acrilico e polimero poliolo con reazione del gruppo estere succinimmide, l'adesivo biologico risultante ha eccellenti prestazioni complete, può mostrare una buona adesione e proprietà meccaniche in un ambiente umido e può essere adesione più semplice. Yang Yang et al. ha prodotto un agente reticolante di boro e zirconio resistente alle alte temperature, che è stato utilizzato per reticolare il fluido base del gel di guanidina del fluido di frattura e ha notevolmente migliorato la temperatura e la resistenza al taglio del fluido di frattura dopo il trattamento di reticolazione. È stata segnalata la modifica dell'etere di carbossimetilcellulosa mediante agente reticolante di acido borico nel fluido di perforazione del petrolio. Grazie alla sua struttura speciale, può essere utilizzato in medicina e nell'edilizia
Reticolazione dell'etere di cellulosa nell'edilizia, nel rivestimento e in altri campi.
2.5 Agente reticolante fosfuro
Gli agenti reticolanti dei fosfati includono principalmente fosforo triclorossi (fosfoacil cloruro), trimetafosfato di sodio, tripolifosfato di sodio, ecc. Il meccanismo di reticolazione è che il legame PO o il legame P-Cl è esterificato con l'OH molecolare in soluzione acquosa per produrre difosfato, formando una struttura a rete .
Agente reticolante fosfuro dovuto a non tossico o bassa tossicità, ampiamente utilizzato nella modifica della reticolazione di materiali polimerici alimentari e medicinali, come amido, chitosano e altri trattamenti di reticolazione di polimeri naturali. I risultati mostrano che le proprietà di gelatinizzazione e rigonfiamento dell'amido possono essere modificate in modo significativo aggiungendo una piccola quantità di agente reticolante fosfuro. Dopo la reticolazione dell'amido, la temperatura di gelatinizzazione aumenta, la stabilità della pasta migliora, la resistenza agli acidi è migliore rispetto all'amido originale e la resistenza del film aumenta.
Esistono anche molti studi sulla reticolazione del chitosano con l'agente reticolante fosfuro, che può migliorarne la resistenza meccanica, la stabilità chimica e altre proprietà. Al momento, non ci sono rapporti sull'uso dell'agente reticolante fosfuro per il trattamento di reticolazione con etere di cellulosa. Poiché l'etere di cellulosa e l'amido, il chitosano e altri polimeri naturali contengono più -OH attivo e l'agente reticolante fosfuro ha proprietà fisiologiche non tossiche o a bassa tossicità, anche la sua applicazione nella ricerca sulla reticolazione dell'etere di cellulosa ha potenziali prospettive. Come il CMC utilizzato negli alimenti, il campo dei dentifrici con modifica dell'agente reticolante fosfuro, può migliorarne l'ispessimento e le proprietà reologiche. MC, HPMC e HEC utilizzati nel campo della medicina possono essere migliorati mediante l'agente reticolante fosfuro.
2.6 Altri agenti reticolanti
Le suddette aldeidi, epossidi e reticolazione con etere di cellulosa appartengono alla reticolazione di eterificazione, l'acido carbossilico, l'acido borico e l'agente reticolante fosfuro appartengono alla reticolazione di esterificazione. Inoltre, gli agenti reticolanti utilizzati per la reticolazione dell'etere di cellulosa includono anche composti di isocianato, composti di azoto idrossimetilico, composti sulfidrilici, agenti di reticolazione di metalli, agenti di reticolazione di organosilicio, ecc. Le caratteristiche comuni della sua struttura molecolare è che la molecola contiene più gruppi funzionali che sono facile reagire con -OH e può formare una struttura di rete multidimensionale dopo la reticolazione. Le proprietà dei prodotti reticolanti dipendono dal tipo di agente reticolante, dal grado di reticolazione e dalle condizioni di reticolazione.
Badit · Pabin · Condu et al. utilizzato toluene diisocianato (TDI) per reticolare la metilcellulosa. Dopo la reticolazione, la temperatura di transizione vetrosa (Tg) aumentava con l'aumento della percentuale di TDI, e la stabilità della sua soluzione acquosa migliorava. Il TDI è anche comunemente usato per la modifica della reticolazione in adesivi, rivestimenti e altri campi. Dopo la modifica, le proprietà adesive, la resistenza alla temperatura e la resistenza all'acqua della pellicola verranno migliorate. Pertanto, il TDI può migliorare le prestazioni dell'etere di cellulosa utilizzato nell'edilizia, nei rivestimenti e negli adesivi mediante la modifica della reticolazione.
La tecnologia di reticolazione al disolfuro è ampiamente utilizzata nella modifica di materiali medici e ha un certo valore di ricerca per la reticolazione di prodotti a base di etere di cellulosa nel campo della medicina. Shu Shujun et al. accoppiato β-ciclodestrina con microsfere di silice, chitosano mercaptoilato reticolato e glucano attraverso lo strato di guscio gradiente e rimosso microsfere di silice per ottenere nanocapsule reticolate con disolfuro, che hanno mostrato una buona stabilità nel pH fisiologico simulato.
Gli agenti reticolanti metallici sono principalmente composti inorganici e organici di ioni ad alto contenuto metallico come Zr(IV), Al(III), Ti(IV), Cr(III) e Fe(III). Gli ioni ad alto contenuto di metalli vengono polimerizzati per formare ioni di ponte idrossile multinucleare attraverso idratazione, idrolisi e ponte idrossile. Si ritiene generalmente che la reticolazione degli ioni metallici ad alta valenza avvenga principalmente attraverso ioni a ponte ossidrilici multinucleati, che sono facili da combinare con gruppi di acidi carbossilici per formare polimeri a struttura spaziale multidimensionale. Xu Kai et al. hanno studiato le proprietà reologiche della carbossimetilidrossipropilcellulosa reticolata metallica di alto prezzo della serie Zr(IV), Al(III), Ti(IV), Cr(III) e Fe(III) e la stabilità termica, la perdita di filtrazione , capacità di sabbia in sospensione, residuo di rottura colla e compatibilità con sali dopo l'applicazione. I risultati hanno mostrato che il reticolante metallico ha le proprietà richieste per l'agente cementante del fluido di fratturazione dei pozzi petroliferi.

3. Miglioramento delle prestazioni e sviluppo tecnico dell'etere di cellulosa mediante modifica della reticolazione

3.1 Verniciatura e costruzione
L'etere di cellulosa principalmente HEC, HPMC, HEMC e MC sono più utilizzati nel campo della costruzione, del rivestimento, questo tipo di etere di cellulosa deve avere una buona resistenza all'acqua, addensamento, resistenza al sale e alla temperatura, resistenza al taglio, spesso utilizzato nella malta cementizia, vernice al lattice , adesivo per piastrelle di ceramica, pittura per pareti esterne, lacca e così via. A causa della costruzione, i requisiti del campo di rivestimento dei materiali devono avere una buona resistenza meccanica e stabilità, generalmente scegliere un agente reticolante di tipo eterificato per la modifica della reticolazione dell'etere di cellulosa, come l'uso di alcano epossidico alogenato, agente reticolante dell'acido borico per la sua reticolazione, può migliorare il prodotto viscosità, resistenza al sale e alla temperatura, resistenza al taglio e proprietà meccaniche.
3.2 Settori della medicina, degli alimenti e dei prodotti chimici quotidiani
MC, HPMC e CMC nell'etere di cellulosa idrosolubile sono spesso utilizzati in materiali di rivestimento farmaceutici, additivi farmaceutici a rilascio lento e addensanti farmaceutici liquidi e stabilizzatori di emulsioni. La CMC può essere utilizzata anche come emulsionante e addensante nello yogurt, nei latticini e nel dentifricio. HEC e MC vengono utilizzati nel campo chimico quotidiano per addensare, disperdere e omogeneizzare. Poiché il campo della medicina, degli alimenti e della chimica quotidiana necessita di materiali sicuri e non tossici, pertanto, per questo tipo di etere di cellulosa è possibile utilizzare acido fosforico, agente reticolante dell'acido carbossilico, agente reticolante sulfidrilico, ecc., dopo la modifica della reticolazione, è possibile migliorare la viscosità del prodotto, la stabilità biologica e altre proprietà.
L'HEC è usato raramente nei campi della medicina e degli alimenti, ma poiché HEC è un etere di cellulosa non ionico con forte solubilità, presenta vantaggi unici rispetto a MC, HPMC e CMC. In futuro, sarà reticolato mediante agenti reticolanti sicuri e non tossici, che avranno un grande potenziale di sviluppo nei campi della medicina e degli alimenti.
3.3 Aree di trivellazione e produzione petrolifera
La CMC e l'etere di cellulosa carbossilata sono comunemente usati come agente per il trattamento del fango di perforazione industriale, agente per la perdita di fluidi, agente addensante da utilizzare. Essendo un etere di cellulosa non ionico, l'HEC è anche ampiamente utilizzato nel campo dell'estrazione petrolifera grazie al suo buon effetto addensante, alla forte capacità e stabilità di sospensione della sabbia, resistenza al calore, alto contenuto di sale, bassa resistenza delle tubazioni, minore perdita di liquidi, gomma veloce rottura e basso residuo. Allo stato attuale, ulteriori ricerche riguardano l'uso di agenti di reticolazione dell'acido borico e agenti di reticolazione dei metalli per modificare la CMC utilizzata nel campo dell'estrazione petrolifera, la ricerca sulla modifica della reticolazione dell'etere di cellulosa non ionico riporta meno, ma la modifica idrofobica dell'etere di cellulosa non ionico, mostrando significativi viscosità, resistenza alla temperatura e al sale e stabilità al taglio, buona dispersione e resistenza all'idrolisi biologica. Dopo essere stato reticolato da acido borico, metallo, epossidi, alcani epossidici alogenati e altri agenti reticolanti, l'etere di cellulosa utilizzato nella trivellazione e nella produzione petrolifera ha migliorato il suo ispessimento, la resistenza al sale e alla temperatura, la stabilità e così via, che ha una grande prospettiva di applicazione nel futuro.
3.4 Altri campi
Etere di cellulosa dovuto ad addensamento, emulsione, formazione di film, protezione colloidale, ritenzione di umidità, adesione, antisensibilità e altre proprietà eccellenti, più ampiamente utilizzato, oltre ai campi di cui sopra, utilizzato anche nella fabbricazione della carta, ceramica, stampa tessile e tintura, reazione di polimerizzazione e altri campi. In base ai requisiti delle proprietà dei materiali in vari campi, è possibile utilizzare diversi agenti reticolanti per la modifica della reticolazione per soddisfare i requisiti dell'applicazione. In generale, l'etere di cellulosa reticolato può essere suddiviso in due categorie: etere di cellulosa reticolato eterificato ed etere di cellulosa reticolato esterificato. Aldeidi, epossidi e altri reticolanti reagiscono con l'-Oh sull'etere di cellulosa per formare il legame etere-ossigeno (-O-), che appartiene ai reticolanti di eterificazione. L'acido carbossilico, il fosfuro, l'acido borico e altri agenti reticolanti reagiscono con l'-OH sull'etere di cellulosa per formare legami esterei, appartenenti agli agenti reticolanti di esterificazione. Il gruppo carbossilico nella CMC reagisce con l'-OH nell'agente reticolante per produrre etere di cellulosa reticolato esterificato. Attualmente, ci sono poche ricerche su questo tipo di modifica della reticolazione e c'è ancora spazio per lo sviluppo in futuro. Poiché la stabilità del legame etereo è migliore di quella del legame estere, l'etere di cellulosa reticolato di tipo etere ha stabilità e proprietà meccaniche più forti. A seconda dei diversi campi di applicazione, è possibile selezionare un agente reticolante appropriato per la modifica della reticolazione dell'etere di cellulosa, al fine di ottenere prodotti che soddisfino le esigenze di applicazione.

4. Conclusione

Attualmente, l'industria utilizza il gliossale per reticolare l'etere di cellulosa, al fine di ritardare il tempo di dissoluzione, per risolvere il problema dell'agglomerazione del prodotto durante la dissoluzione. L'etere di cellulosa reticolato con gliossale può solo modificare la sua solubilità, ma non presenta alcun evidente miglioramento su altre proprietà. Attualmente, l'uso di altri agenti reticolanti diversi dal gliossale per la reticolazione con etere di cellulosa è raramente studiato. Poiché l'etere di cellulosa è ampiamente utilizzato nelle trivellazioni petrolifere, nell'edilizia, nei rivestimenti, nell'alimentazione, nella medicina e in altri settori, la sua solubilità, reologia e proprietà meccaniche svolgono un ruolo cruciale nella sua applicazione. Attraverso la modifica della reticolazione, può migliorare le prestazioni applicative in vari campi, in modo da soddisfare le esigenze applicative. Ad esempio, l'acido carbossilico, l'acido fosforico, l'agente reticolante dell'acido borico per l'esterificazione dell'etere di cellulosa possono migliorare le sue prestazioni applicative nel campo alimentare e medicinale. Tuttavia, le aldeidi non possono essere utilizzate nell’industria alimentare e farmaceutica a causa della loro tossicità fisiologica. L'acido borico e gli agenti reticolanti metallici sono utili per migliorare le prestazioni del fluido di fratturazione del petrolio e del gas dopo la reticolazione dell'etere di cellulosa utilizzato nelle trivellazioni petrolifere. Altri agenti reticolanti alchilici, come l'epicloridrina, possono migliorare la viscosità, le proprietà reologiche e le proprietà meccaniche dell'etere di cellulosa. Con il continuo sviluppo della scienza e della tecnologia, i requisiti di varie industrie per le proprietà dei materiali sono in costante miglioramento. Al fine di soddisfare i requisiti prestazionali dell'etere di cellulosa in vari campi di applicazione, la ricerca futura sulla reticolazione dell'etere di cellulosa ha ampie prospettive di sviluppo.