Суда еритін целлюлоза эфирінің туындылары

Айқас байланыстыру механизмі, жолдары және әртүрлі типтегі айқастырғыш агенттер мен суда еритін целлюлоза эфирінің қасиеттері таныстырылды. Айқас байланыстыру модификациясы арқылы суда еритін целлюлоза эфирінің тұтқырлығын, реологиялық қасиеттерін, ерігіштігін және механикалық қасиеттерін оның қолдану өнімділігін арттыру үшін айтарлықтай жақсартуға болады. Әртүрлі кросс-байланыстырушылардың химиялық құрылымы мен қасиеттеріне сәйкес целлюлоза эфирінің қиылысуының модификациялану реакцияларының түрлері жинақталды және целлюлоза эфирінің әртүрлі қолдану салаларында әртүрлі кросс-байланыстырушылардың даму бағыттары жинақталды. Суда еритін целлюлоза эфирінің айқаспалы байланыстыру арқылы модификацияланған тамаша өнімділігін және үйде және шетелде жүргізілген бірнеше зерттеулерді ескере отырып, целлюлоза эфирінің болашақ кросс-байланыстыру модификациясының даму перспективалары кең. Бұл тиісті зерттеушілер мен өндірістік кәсіпорындардың анықтамасы үшін.
Түйінді сөздер: айқаспалы модификация; целлюлоза эфирі; Химиялық құрылымы; ерігіштігі; Қолданбаның өнімділігі

Целлюлоза эфирі қоюландырғыш, су ұстағыш, желім, байланыстырғыш және дисперсенттер, қорғаныш коллоид, тұрақтандырғыш, суспензия агенті, эмульгатор және қабық түзетін агент ретінде, жабында, құрылыста, мұнайда, күнделікті химияда, тамақ өнімдерінде кеңінен қолданылады. және медицина және басқа да салалар. Целлюлоза эфирі негізінен метилцеллюлозаны,гидроксиэтилцеллюлоза,карбоксиметил целлюлоза, этил целлюлоза, гидроксипропилметилцеллюлоза, гидроксиэтилметилцеллюлоза және аралас эфирдің басқа түрлері. Целлюлоза эфирі мақта талшығынан немесе ағаш талшығынан сілтілеу, эфирлеу, жуу центрифугалау, кептіру, ұнтақтау процесі дайындалған, эфирлеу агенттерін пайдалану әдетте галогенленген алкан немесе эпоксидті алканды пайдаланады.
Алайда, суда еритін целлюлоза эфирін қолдану процесінде жоғары және төмен температура, қышқылдық-негіздік орта, күрделі иондық орта сияқты ерекше ортаға тап болу ықтималдығы, бұл орталар қоюлану, ерігіштік, суды ұстау, адгезия, жабысқақ, тұрақты суспензия және суда еритін целлюлоза эфирінің эмульсиясы қатты әсер етеді, тіпті оның функционалдығын толық жоғалтуға әкеледі.
Целлюлоза эфирін қолдану өнімділігін жақсарту үшін әртүрлі кросс-байланыстырушы агенттерді қолдана отырып, өнімнің өнімділігі әртүрлі болып, айқаспалы өңдеуді жүргізу қажет. Өнеркәсіптік өндіріс процесінде кросс-байланыстыру технологиясымен біріктірілген әртүрлі тоғыспалы агенттерді және олардың қиылысу әдістерін зерттеу негізінде, бұл жұмыс целлюлоза эфирінің кросс-байланыстыру модификациясына сілтеме жасай отырып, целлюлоза эфирінің әртүрлі типтегі кросс-байланыстырушы агенттермен айқаспасын қарастырады. .

1. Целлюлоза эфирінің құрылымы және өзара байланыс принципі

Целлюлоза эфирітабиғи целлюлоза молекулалары мен галогенделген алкан немесе эпоксидті алкандағы үш спирт гидроксил тобының эфир алмастыру реакциясы арқылы синтезделетін целлюлоза туындыларының бір түрі. Орынбасарларының айырмашылығына байланысты целлюлоза эфирінің құрылымы мен қасиеттері әртүрлі. Целлюлоза эфирінің қиылысу реакциясы негізінен -ОН (глюкоза бірлігі сақинасындағы OH немесе алмастырғыштағы -ОН немесе орынбасардағы карбоксил) және екілік немесе бірнеше функционалды топтармен айқас байланыстыру агентінің эфирленуін немесе эфирленуін қамтиды, осылайша екі немесе одан да көп целлюлоза эфирінің молекулалары көп өлшемді кеңістіктік желі құрылымын құру үшін бір-бірімен байланысты. Бұл өзара байланысқан целлюлоза эфирі.
Жалпы айтқанда, целлюлоза эфирі және құрамында HEC, HPMC, HEMC, MC және CMC сияқты көбірек -OH бар сулы ерітіндінің айқаспалы байланыс агенті эфирленген немесе эфирленген айқаспалы байланыста болуы мүмкін. CMC құрамында карбон қышқылы иондары болғандықтан, айқаспалы байланыстырушы агенттегі функционалдық топтар карбон қышқылы иондарымен айқаспалы эфирденуі мүмкін.
Целлюлоза эфирінің молекуласындағы -OH немесе -COO- өзара байланыстырушы агентпен әрекеттескенде суда еритін топтардың құрамының азаюына және ерітіндіде көп өлшемді желілік құрылымның түзілуіне байланысты оның ерігіштігі, реологиясы және механикалық қасиеттері. өзгертілетін болады. Целлюлоза эфирімен әрекеттесу үшін әртүрлі айқастырғыш агенттерді пайдалану арқылы целлюлоза эфирінің қолдану өнімділігі жақсарады. Өнеркәсіптік қолдануға жарамды целлюлоза эфирі дайындалды.

2. Айқастырғыш агенттердің түрлері

2.1 Альдегидтерді айқастырғыштар
Альдегидті айқастырғыш агенттер құрамында альдегид тобы (-CHO) бар, химиялық белсенді және гидроксил, аммиак, амид және басқа қосылыстармен әрекеттесе алатын органикалық қосылыстарға жатады. Целлюлоза және оның туындылары үшін қолданылатын альдегидті айқастырғыш агенттерге формальдегид, глиоксал, глутаральдегид, глицеральдегид және т.б. жатады. Альдегид тобы әлсіз қышқылдық жағдайда екі -ОН-мен оңай әрекеттесіп, ацетал түзеді және реакция қайтымды. Альдегидтерді айқастырғыш агенттермен модификацияланған қарапайым целлюлоза эфирлері HEC, HPMC, HEMC, MC, CMC және басқа да сулы целлюлоза эфирлері болып табылады.
Жалғыз альдегидтік топ целлюлоза эфирінің молекулалық тізбегіндегі екі гидроксил тобымен өзара байланысады, ал целлюлоза эфирінің молекулалары оның ерігіштігін өзгерту үшін желілік кеңістік құрылымын құра отырып, ацеталдардың түзілуі арқылы байланысады. Альдегидті айқастырғыш зат пен целлюлоза эфирі арасындағы бос -ОН реакциясының арқасында молекулалық гидрофильді топтардың мөлшері азаяды, нәтижесінде өнімнің суда ерігіштігі нашарлайды. Сондықтан, кросс-байланыстырушы агенттің мөлшерін бақылау арқылы целлюлоза эфирінің қалыпты айқаспалы байланысы гидратация уақытын кешіктіреді және өнімнің сулы ерітіндіде тым тез еруіне жол бермейді, нәтижесінде жергілікті агломерация пайда болады.
Альдегидті айқастыратын целлюлоза эфирінің әсері негізінен альдегид мөлшеріне, рН-ға, айқаспалы байланыс реакциясының біркелкілігіне, айқаспалы байланыс уақытына және температураға байланысты. Тым жоғары немесе тым төмен айқаспалы байланыс температурасы және рН гемиацетальды ацеталға байланысты қайтымсыз айқаспалы байланысты тудырады, бұл суда толығымен ерімейтін целлюлоза эфиріне әкеледі. Альдегидтің мөлшері және айқаспалы байланыс реакциясының біркелкілігі целлюлоза эфирінің айқаспалы байланыс дәрежесіне тікелей әсер етеді.
Формальдегид жоғары уыттылығы мен жоғары ұшқыштығына байланысты целлюлоза эфирін айқастыру үшін аз қолданылады. Бұрын формальдегид жабындар, желімдер, тоқыма бұйымдары саласында көбірек қолданылды, ал қазір оны біртіндеп уыттылығы төмен формальдегидті емес айқастырғыштар алмастырады. Глутаральдегидтің өзара байланыстырушы әсері глиоксалға қарағанда жақсырақ, бірақ оның өткір өткір иісі бар, ал глутаральдегидтің бағасы салыстырмалы түрде жоғары. Жалпы алғанда, өнеркәсіпте глиоксал әдетте өнімдердің ерігіштігін жақсарту үшін суда еритін целлюлоза эфирін өзара байланыстыру үшін қолданылады. Әдетте бөлме температурасында рН 5 ~ 7 әлсіз қышқылдық жағдайларды айқастыру реакциясын жүргізуге болады. Айқас байланыстырудан кейін целлюлоза эфирінің гидратация уақыты мен толық гидратация уақыты ұзарады, ал агломерация құбылысы әлсірейді. Айқаспайтын өнімдермен салыстырғанда, целлюлоза эфирінің ерігіштігі жақсырақ, ерітіндіде ерімеген өнімдер болмайды, бұл өнеркәсіптік қолдануға қолайлы. Чжан Шуанцзян гидроксипропил метил целлюлозасын дайындаған кезде, еріген кезде бір-біріне жабыспайтын және тез дисперсті және еріген 100% дисперсиясы бар лезде гидроксипропил метил целлюлозасын алу үшін кептіру алдында кросс-байланыстырушы агент глиоксал шашыранды. қолданба және қолданба өрісін кеңейтті.
Сілтілі жағдайда ацетал түзілудің қайтымды процесі бұзылады, өнімнің гидратация уақыты қысқарады, ал целлюлоза эфирінің айқаспасыз еру сипаттамалары қалпына келеді. Целлюлоза эфирін дайындау және өндіру кезінде альдегидтердің айқаспалы байланыс реакциясы, әдетте, жуу процесінің сұйық фазасында немесе центрифугалаудан кейінгі қатты фазада эфирлеу реакциясы процесінен кейін жүзеге асырылады. Жалпы, жуу процесінде айқаспалы байланыс реакциясының біркелкілігі жақсы, бірақ айқаспалы байланыс әсері нашар. Дегенмен, инженерлік жабдықтың шектеулеріне байланысты, қатты фазадағы кросс-байланыстырудың біркелкілігі нашар, бірақ айқаспалы байланыстыру әсері салыстырмалы түрде жақсырақ және қолданылатын көлденең байланыстыру агентінің мөлшері салыстырмалы түрде аз.
Альдегидтердің қиылысу агенттері модификацияланған суда еритін целлюлоза эфирі, оның ерігіштігін жақсартудан басқа, оның механикалық қасиеттерін, тұтқырлық тұрақтылығын және басқа да қасиеттерін жақсарту үшін қолдануға болатын есептер бар. Мысалы, Пэн Чжан HEC-пен кросс-байланыс жасау үшін глиоксалды қолданды және айқас байланыстыру агентінің концентрациясының, айқаспалы рН және айқаспалы байланыс температурасының HEC ылғалдылығына әсерін зерттеді. Нәтижелер оңтайлы қиылысу жағдайында HEC талшығының айқастырғаннан кейінгі ылғалды беріктігі 41,5% -ға артып, оның өнімділігі айтарлықтай жақсарғанын көрсетеді. Чжан Джин суда еритін фенолды шайырды, глутаральдегидті және трихлорацетальдегидті CMC-ны айқастыру үшін пайдаланды. Қасиеттерді салыстыра отырып, суда еритін фенолды шайырдың көлденең байланысқан CMC ерітіндісі жоғары температуралық өңдеуден кейін тұтқырлықтың ең аз төмендеуіне, яғни ең жақсы температураға төзімділікке ие болды.
2.2 Карбон қышқылының айқастырғыштары
Карбон қышқылын айқастыратын агенттер поликарбон қышқылының қосылыстарына жатады, оның ішінде негізінен янтар қышқылы, алма қышқылы, шарап қышқылы, лимон қышқылы және басқа екілік немесе поликарбон қышқылдары. Карбон қышқылының кросс-байланыстырушылары алғаш рет мата талшықтарын олардың тегістігін жақсарту үшін айқастыруда қолданылды. Айқас байланыстыру механизмі келесідей: карбоксил тобы целлюлоза молекуласының гидроксил тобымен әрекеттесіп, эфирденген айқаспалы целлюлоза эфирін түзеді. Welch және Yang және т.б. карбон қышқылының айқас байланыстыру механизмін бірінші болып зерттеді. Айқас байланыстыру процесі келесідей болды: белгілі бір жағдайларда карбон қышқылының кросс-байланыстырушыларының құрамындағы екі көршілес карбон қышқылы тобы алдымен циклдік ангидридті түзу үшін сусызданды, ал ангидрид целлюлоза молекулаларындағы ОН-мен әрекеттесіп, желілік кеңістіктік құрылымы бар айқас байланысқан целлюлоза эфирін түзеді.
Карбон қышқылының айқас байланыстыру агенттері әдетте құрамында гидроксил алмастырғыштары бар целлюлоза эфирімен әрекеттеседі. Карбон қышқылының айқастырғыштары суда еритін және улы емес болғандықтан, соңғы жылдары ағашты, крахмалды, хитозанды және целлюлозаны зерттеуде кеңінен қолданылды.
Туындылар және басқа да табиғи полимерлі этерификацияның кросс-байланыстыру модификациясы, оның қолдану саласының өнімділігін жақсарту үшін.
Ху Ханчан және т.б. әртүрлі молекулалық құрылымдары бар төрт поликарбон қышқылдарын қабылдау үшін натрий гипофосфиті катализаторы пайдаланылды: пропан трикарбон қышқылы (PCA), 1,2,3, 4-бутан тетракарбон қышқылы (BTCA), cis-CPTA, cis-CHHA (Cis-ChHA) мақта маталарды аяқтау үшін. Нәтижелер поликарбон қышқылымен әрлеу мақта матаның дөңгелек құрылымының қыртыстарды қалпына келтіру көрсеткіштері жақсы екенін көрсетті. Циклді поликарбон қышқылының молекулалары шынжырлы карбон қышқылы молекулаларына қарағанда үлкен қаттылық пен жақсы айқас байланыстыру әсері болғандықтан потенциалды тиімді айқас байланыстырушы агенттер болып табылады.
Ван Дживей және т.б. Лимон қышқылы мен сірке ангидридінің аралас қышқылын крахмалдың этерификациясы мен айқаспалы модификациясын жасау үшін пайдаланды. Судың ажыратымдылығы мен паста мөлдірлігінің қасиеттерін сынай отырып, олар этерификацияланған крахмалдың крахмалға қарағанда мұздату-еріту тұрақтылығы, пастаның мөлдірлігі төмен және тұтқырлықтың термиялық тұрақтылығы жақсы деген қорытындыға келді.
Карбон қышқылы топтары әртүрлі полимерлердегі белсенді -OH-мен этерификациялану реакциясынан кейін олардың ерігіштігін, биоыдырағыштығын және механикалық қасиеттерін жақсарта алады, ал карбон қышқылының қосылыстары улы емес немесе төмен уытты қасиеттерге ие, бұл су- еритін целлюлоза эфирі тағамдық, фармацевтикалық және жабындық өрістерде.
2.3 Эпоксидті қосылыс айқастырғыш
Эпоксидті айқастырғыш агент екі немесе одан да көп эпоксидті топтарды немесе белсенді функционалды топтары бар эпоксидті қосылыстардан тұрады. Катализаторлардың әсерінен эпоксидті топтар мен функционалды топтар органикалық қосылыстардағы -ОН-мен әрекеттесіп, желілік құрылымы бар макромолекулаларды түзеді. Сондықтан оны целлюлоза эфирін айқастыру үшін қолдануға болады.
Целлюлоза эфирінің тұтқырлығы мен механикалық қасиеттерін эпоксидті өзара байланыстыру арқылы жақсартуға болады. Эпоксидтер алғаш рет мата талшықтарын өңдеу үшін қолданылды және жақсы әрлеу әсерін көрсетті. Дегенмен, целлюлоза эфирінің эпоксидтермен айқаспалы модификациясы туралы есептер аз. Ху Чэн және басқалары жаңа көп функциялы эпоксидті қосылыс айқастырғышын жасады: EPTA, ол нақты жібек маталардың ылғалды серпімді қалпына келтіру бұрышын өңдеуге дейін 200º-ден 280º-ге дейін жақсартты. Сонымен қатар, кросслинкердің оң заряды бояу жылдамдығын және нақты жібек маталардың қышқыл бояғыштарға сіңіру жылдамдығын айтарлықтай арттырды. Чен Сяохуи және т.б. қолданған эпоксидті қосылыс айқастырғыш агент. : полиэтиленгликоль диглицидил эфирі (PGDE) желатинмен қиылысады. Тоғысқаннан кейін желатинді гидрогель серпімді қалпына келтірудің тамаша көрсеткіштеріне ие, ең жоғары серпімді қалпына келтіру жылдамдығы 98,03% дейін. Әдебиеттердегі орталық оксидтермен мата және желатин сияқты табиғи полимерлердің айқаспалы модификациясы бойынша зерттеулерге сүйене отырып, целлюлоза эфирінің эпоксидтермен айқаспалы модификациясы да перспективті перспективаға ие.
Эпихлоргидрин (сонымен қатар эпихлоргидрин ретінде белгілі) құрамында -OH, -NH2 және басқа белсенді топтары бар табиғи полимерлі материалдарды өңдеу үшін жиі қолданылатын айқастырғыш агент болып табылады. Эпихлоргидринді айқастырудан кейін материалдың тұтқырлығы, қышқылға және сілтіге төзімділігі, температураға төзімділігі, тұзға төзімділігі, ығысуға төзімділігі және механикалық қасиеттері жақсарады. Сондықтан эпихлоргидринді целлюлоза эфирін айқастыруда қолданудың зерттеушілік маңызы зор. Мысалы, Су Маояо эпиклорогидринмен байланысқан CMC көмегімен жоғары адсорбциялық материал жасады. Ол материал құрылымының, алмастыру дәрежесінің және адсорбциялық қасиеттерге айқаспалы байланыс дәрежесінің әсерін талқылады және шамамен 3% айқас байланыстырушы агентпен жасалған өнімнің суды сақтау мәні (WRV) және тұзды суды ұстау мәні (SRV) 26-ға жоғарылағанын анықтады. рет және тиісінше 17 рет. Кезде Ding Changguang және т.б. өте тұтқыр карбоксиметил целлюлоза дайындалды, айқас байланыстыру үшін эфирлеуден кейін эпихлоргидрин қосылды. Салыстыру үшін айқаспаған өнімнің тұтқырлығы айқаспаған өнімнің тұтқырлығымен салыстырғанда 51%-ға дейін жоғары болды.
2.4 Бор қышқылының айқастырғыштары
Бор қышқылына негізінен бор қышқылы, борат, борат, органоборат және құрамында боратты бар басқа тоғыстырғыштар жатады. Айқас байланыстыру механизмі әдетте бор қышқылы (H3BO3) немесе борат (B4O72-) ерітіндіде тетрагидроксиборат ионын (B(OH)4-) түзеді, содан кейін қосылыстағы -Oh-мен сусызданады деп есептеледі. Желілік құрылымы бар айқаспалы қосылыс түзіңіз.
Бор қышқылының айқастырғыштары медицинада, шыны, керамика, мұнай және басқа салаларда көмекші заттар ретінде кеңінен қолданылады. Бор қышқылымен айқастырғыш затпен өңделген материалдың механикалық беріктігі жақсарады және оны целлюлоза эфирін біріктіру үшін қолдануға болады, осылайша оның өнімділігін жақсартуға болады.
1960 жылдары бейорганикалық бор (бора, бор қышқылы және натрий тетрабораты және т.б.) мұнай және газ кен орындарын су негізіндегі жару сұйықтарын игеруде қолданылатын негізгі айқастырғыш агент болды. Боракс қолданылған ең алғашқы айқастырғыш агент болды. Бейорганикалық бордың кемшіліктеріне байланысты, мысалы, қысқа тұйықталу уақыты және төмен температураға төзімділігі, борорганикалық байланыстырушы агенттің дамуы зерттеу нүктесіне айналды. Органоборонды зерттеу 1990 жылдары басталды. Органоборон жоғары температураға төзімділік, оңай үзілетін желім, бақыланатын кешіктірілген айқаспалы байланыс және т. Лю Джи және т.б. құрамында фенилбор қышқылы тобы, акрил қышқылымен және сукцинимидті эфир тобы реакциясы бар полиол полимермен араласқан айқаспалы байланыс агенті бар полимерлі байланыстырушы агент әзірленді, нәтижесінде алынған биологиялық желім тамаша кешенді өнімділікке ие, ылғалды ортада жақсы адгезия және механикалық қасиеттерді көрсете алады және қарапайым адгезия. Yang Yang және т.б. жоғары температураға төзімді цирконий бор кросс-байланыстыру агентін өндірді, ол сыну сұйықтығының гуанидинді гель негізіндегі сұйықтығын айқастыру үшін қолданылды және айқаспалы өңдеуден кейін сыну сұйықтығының температурасы мен ығысуға төзімділігін айтарлықтай жақсартты. Карбоксиметил целлюлоза эфирінің мұнай бұрғылау сұйықтығындағы бор қышқылының айқастырғыш агентімен модификациясы туралы хабарланды. Құрылымы ерекше болғандықтан, оны медицинада және құрылыста қолдануға болады
Құрылыста, қаптамада және басқа салаларда целлюлоза эфирінің қиылысуы.
2.5 Фосфидті байланыстырушы агент
Фосфаттарды айқастыратын агенттерге негізінен фосфор трихлороксиді (фосфоацилхлориді), натрий триметафосфаты, натрий триполифосфаты және т.б. жатады. Айқас байланыс механизмі мынада: PO байланысы немесе P-Cl байланысы сулы ерітіндіде молекулалық -OH-мен эфирленіп, дифосфат түзеді. .
Уытты емес немесе төмен уыттылыққа байланысты фосфидті айқастырғыш агент, тамақта кеңінен қолданылады, медицинада полимерлі материалды крахмал, хитозан және басқа да табиғи полимерлі кросс-байланыстыруды өңдеу сияқты кросс-байланыстыру модификациясы. Нәтижелер крахмалдың желатинизациялау және ісіну қасиеттерін фосфидті байланыстырушы агенттің аз мөлшерін қосу арқылы айтарлықтай өзгертуге болатынын көрсетеді. Крахмалды айқастырғаннан кейін желатиндеу температурасы жоғарылайды, паста тұрақтылығы жақсарады, қышқылға төзімділік бастапқы крахмалға қарағанда жақсырақ, пленка беріктігі жоғарылайды.
Сондай-ақ, хитозанның механикалық беріктігін, химиялық тұрақтылығын және басқа да қасиеттерін жақсартуға мүмкіндік беретін фосфидті айқаспалы байланыстыру агентімен байланыстыру бойынша көптеген зерттеулер бар. Қазіргі уақытта целлюлоза эфирін айқастыруды өңдеу үшін фосфидті айқастырғыш агентті қолдану туралы есептер жоқ. Целлюлоза эфирі мен крахмал, хитозан және басқа да табиғи полимерлердің құрамында белсендірек -OH, ал фосфидті айқастырғыш агент улы емес немесе төмен уытты физиологиялық қасиеттерге ие болғандықтан, оны целлюлоза эфирін қиылысу зерттеулерінде қолданудың да ықтимал болашағы бар. Азық-түлікте қолданылатын CMC сияқты фосфидті байланыстырушы агент модификациясы бар тіс пастасы дәрежесі оның қоюлануын, реологиялық қасиеттерін жақсарта алады. Медицина саласында қолданылатын MC, HPMC және HEC фосфидті байланыстырушы агент арқылы жақсартылуы мүмкін.
2.6 Басқа айқастырғыштар
Жоғарыда көрсетілген альдегидтер, эпоксидтер және целлюлоза эфирінің айқаспалы байланысы этерификациялық айқаспалы байланысқа, карбон қышқылы, бор қышқылы және фосфидті айқаспалы байланысы этерификацияға жатады. Сонымен қатар, целлюлоза эфирінің қиылысуы үшін қолданылатын айқас байланыстырушы агенттерге изоцианатты қосылыстар, азотты гидроксиметил қосылыстары, сульфгидрил қосылыстары, металды айқастырғыштар, кремнийорганикалық айқас байланыстырушы агенттер және т.б. жатады. Оның молекулалық құрылымының ортақ сипаттамасы молекулада бірнеше функционалды топтардың болуы болып табылады. -OH-мен әрекеттесу оңай және көлденең байланыстырудан кейін көп өлшемді желі құрылымын құра алады. Айқас байланыстыру өнімдерінің қасиеттері айқас байланыстыру агентінің түріне, айқаспалы байланыстыру дәрежесіне және қиылысу жағдайларына байланысты.
Бадит · Пабин · Конду және т.б. метилцеллюлозаны айқастыру үшін толуолдиизоцианатты (TDI) пайдаланды. Айқас байланыстырудан кейін шыны ауысу температурасы (Tg) TDI пайызының жоғарылауымен жоғарылады, ал оның сулы ерітіндісінің тұрақтылығы жақсарды. TDI сонымен қатар желімдерде, жабындарда және басқа салаларда көлденең байланыстыруды модификациялау үшін жиі қолданылады. Модификациядан кейін пленканың жабысқақ қасиеті, температураға төзімділігі және суға төзімділігі жақсарады. Сондықтан TDI құрылыста, жабындарда және желімдерде қолданылатын целлюлоза эфирінің өнімділігін көлденең байланыстыру модификациясы арқылы жақсарта алады.
Дисульфидті кросс-байланыстыру технологиясы медициналық материалдарды модификациялауда кеңінен қолданылады және медицина саласында целлюлоза эфирі өнімдерін біріктіру үшін белгілі бір зерттеу мәніне ие. Шу Шуджун және т.б. β-циклодекстринді кремнеземдік микросфералармен біріктірді, градиент қабықша қабаты арқылы кросс-байланыстырылған меркаптойленген хитозан және глюкан және дисульфидті кросс-байланыстырылған нанокапстарды алу үшін кремний тотығы микросфераларын алып тастады, бұл симуляцияланған физиологиялық рН-де жақсы тұрақтылық көрсетті.
Металл байланыстырушы агенттер негізінен Zr(IV), Al(III), Ti(IV), Cr(III) және Fe(III) сияқты жоғары металл иондарының бейорганикалық және органикалық қосылыстары болып табылады. Жоғары металл иондары гидратация, гидролиз және гидроксил көпірі арқылы көп ядролы гидроксил көпір иондарын түзу үшін полимерленеді. Жалпы алғанда жоғары валентті металл иондарының өзара байланысы негізінен көп ядролы гидроксил көпірші иондары арқылы жүзеге асады деп саналады, олар карбон қышқылы топтарымен оңай қосылып, көп өлшемді кеңістіктік құрылымды полимерлерді түзеді. Сю Кай және т.б. Zr(IV), Al(III), Ti(IV), Cr(III) және Fe(III) серияларының реологиялық қасиеттерін жоғары бағаланған металдармен байланысқан карбоксиметилгидроксипропил целлюлозасының (CMHPC) және термиялық тұрақтылығын, фильтрацияның жоғалуын зерттеді. , суспензиялы құм сыйымдылығы, желім сынғыш қалдық және қолданғаннан кейін тұздың үйлесімділігі. Нәтижелер көрсеткендей, металл кросслинкер мұнай ұңғымасын жару сұйықтығының цементтеу агенті үшін қажетті қасиеттерге ие.

3. Айқас байланыстыру модификациясы арқылы целлюлоза эфирінің өнімділігін арттыру және техникалық дамыту

3.1 Бояу және құрылыс
Целлюлоза эфирі негізінен HEC, HPMC, HEMC және MC құрылыс, қаптау саласында көбірек қолданылады, бұл целлюлоза эфирі жақсы суға төзімділікке, қоюлануға, тұзға және температураға төзімділікке, ығысуға төзімділікке ие болуы керек, көбінесе цемент ерітіндісінде, латекс бояуында қолданылады. , керамикалық плитка желімі, сыртқы қабырға бояуы, лак және т.б. Ғимаратқа байланысты материалдардың жабын өрісінің талаптары жақсы механикалық беріктік пен тұрақтылыққа ие болуы керек, әдетте целлюлоза эфирінің кросс-байланыстыру модификациясына эфирлік түрдегі айқас байланыстыру агентін таңдаңыз, мысалы, эпоксидті галогенделген алканды, оның айқас байланысы үшін бор қышқылының айқаспалы агентін пайдалану өнімді жақсарта алады. тұтқырлық, тұзға және температураға төзімділік, ығысуға төзімділік және механикалық қасиеттер.
3.2 Медицина, азық-түлік және күнделікті химиялық заттар салалары
Суда еритін целлюлоза эфиріндегі MC, HPMC және CMC көбінесе фармацевтикалық жабын материалдарында, фармацевтикалық баяу шығарылатын қоспаларда және сұйық фармацевтикалық қоюлатқыш пен эмульсия тұрақтандырғышында қолданылады. CMC сонымен қатар йогурт, сүт өнімдері және тіс пастасы үшін эмульгатор және қоюландырғыш ретінде пайдаланылуы мүмкін. HEC және MC күнделікті химиялық өрісте қоюлату, дисперстілеу және гомогенизациялау үшін қолданылады. Медицина, азық-түлік және күнделікті химиялық сорт қауіпсіз және улы емес материалдарды қажет ететіндіктен, целлюлоза эфирінің бұл түрі үшін фосфор қышқылын, карбон қышқылын, сульфгидрилді айқастырғышты және т.б. қолдануға болады. өнімнің тұтқырлығын, биологиялық тұрақтылығын және басқа қасиеттерін жақсарту.
HEC медицина және азық-түлік салаларында сирек қолданылады, бірақ HEC күшті ерігіштігі бар иондық емес целлюлоза эфирі болғандықтан, оның MC, HPMC және CMC-ге қарағанда бірегей артықшылықтары бар. Болашақта ол медицина мен азық-түлік салаларында үлкен даму әлеуеті бар қауіпсіз және улы емес кросс-байланыстырушы агенттермен байланыстырылады.
3.3 Мұнай бұрғылау және өндіру аймақтары
CMC және карбоксилденген целлюлоза эфирі әдетте өнеркәсіптік бұрғылау ерітіндісін өңдеу агенті, сұйықтық жоғалту агенті, қоюландырғыш агент ретінде қолданылады. Иондық емес целлюлоза эфирі ретінде, HEC жақсы қалыңдататын әсері, күшті құм суспензия сыйымдылығы және тұрақтылығы, ыстыққа төзімділігі, жоғары тұздылығы, төмен құбырларға төзімділігі, аз сұйықтық жоғалуы, жылдам резеңке арқасында мұнай бұрғылау саласында кеңінен қолданылады. бұзылу және аз қалдық. Қазіргі уақытта мұнай бұрғылау кен орнында қолданылатын CMC модификациясы үшін бор қышқылының айқаспалы агенттерін және металды айқастырғыш агенттерді пайдалану көбірек зерттеулер жүргізілуде, иондық емес целлюлоза эфирінің айқаспалы байланысының модификациясы туралы зерттеулер азырақ есеп береді, бірақ иондық емес целлюлоза эфирінің гидрофобты модификациясы айтарлықтай нәтиже көрсетті. тұтқырлық, температура мен тұзға төзімділік және ығысу тұрақтылығы, жақсы дисперсия және биологиялық гидролизге төзімділік. Бор қышқылымен, металмен, эпоксидпен, эпоксидті галогенді алкандармен және басқа айқаспалы байланыстырушы агенттермен байланыстырылғаннан кейін, мұнай бұрғылау мен өндіруде қолданылатын целлюлоза эфирі оның қоюлануын, тұзға және температураға төзімділігін, тұрақтылығын және т. болашақ.
3.4 Басқа өрістер
Целлюлоза эфирі қалыңдату, эмульсиялау, пленка түзу, коллоидтық қорғаныс, ылғалды сақтау, адгезия, сезімталдыққа қарсы және басқа да тамаша қасиеттерге ие, жоғарыда аталған салалардан басқа, қағаз жасауда, керамикада, тоқыма басып шығаруда және бояуда қолданылады, полимерлену реакциясы және басқа өрістер. Әртүрлі салалардағы материал қасиеттерінің талаптарына сәйкес, қолданбалы талаптарды қанағаттандыру үшін көлденең байланыстыруды модификациялау үшін әртүрлі кросс-байланыс агенттерін пайдалануға болады. Жалпы алғанда, айқас байланысқан целлюлоза эфирін екі санатқа бөлуге болады: эфирленген айқаспалы целлюлоза эфирі және эфирленген айқаспалы целлюлоза эфирі. Альдегидтер, эпоксидтер және басқа да айқастырғыштар целлюлоза эфиріндегі -Oh-мен әрекеттесіп, эфир-оттегі байланысын (-O-) түзеді, ол эфирлеуші ​​кросс-байланыстырғыштарға жатады. Карбон қышқылы, фосфид, бор қышқылы және басқа да айқастырғыштар целлюлоза эфиріндегі -OH-мен әрекеттесіп, эфирлік байланыстарды түзеді, олар этерификациялық айқас байланыстырушы агенттерге жатады. ЦМС құрамындағы карбоксил тобы айқаспалы байланыс агентіндегі -OH-мен әрекеттесіп, этерификацияланған айқаспалы целлюлоза эфирін түзеді. Қазіргі уақытта кросс-байланысты модификациялаудың бұл түрі бойынша зерттеулер аз, және болашақта әлі де дамыту үшін орын бар. Эфирлік байланыстың тұрақтылығы эфирлік байланысқа қарағанда жақсы болғандықтан, эфирлік типті кросс-байланыстырылған целлюлоза эфирі тұрақтылық пен механикалық қасиеттерге ие. Қолданудың әртүрлі өрістеріне сәйкес, қолдану қажеттіліктерін қанағаттандыратын өнімдерді алу үшін целлюлоза эфирінің көлденең байланысын модификациялау үшін сәйкес көлденең байланыстыру агентін таңдауға болады.

4. Қорытынды

Қазіргі уақытта өнеркәсіпте еріту уақытын кешіктіру, еріту кезінде өнімнің қату мәселесін шешу үшін целлюлоза эфирін айқастыру үшін глиоксал қолданылады. Глиоксалдың өзара байланысқан целлюлоза эфирі оның ерігіштігін ғана өзгерте алады, бірақ басқа қасиеттері бойынша айқын жақсаруы жоқ. Қазіргі уақытта целлюлоза эфирін айқастыру үшін глиоксалдан басқа басқа айқастырғыш агенттерді қолдану сирек зерттеледі. Целлюлоза эфирі мұнай бұрғылау, құрылыс, жабын, тамақ, медицина және басқа салаларда кеңінен қолданылатындықтан, оны қолдануда оның ерігіштігі, реологиясы, механикалық қасиеттері шешуші рөл атқарады. Айқас байланыстыру модификациясы арқылы ол қолданба қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін әртүрлі өрістердегі қолданба өнімділігін жақсарта алады. Мысалы, целлюлоза эфирін эфирлеуге арналған карбон қышқылы, фосфор қышқылы, бор қышқылының қиылысу агенті оның тамақ және медицина саласында қолдану көрсеткіштерін жақсарта алады. Алайда альдегидтер физиологиялық уыттылығына байланысты тамақ және медицина өнеркәсібінде қолданыла алмайды. Бор қышқылы мен металды айқастырғыш агенттер мұнайды бұрғылауда қолданылатын целлюлоза эфирін айқастырудан кейін мұнай мен газды жару сұйықтығының өнімділігін жақсартуға көмектеседі. Эпихлоргидрин сияқты басқа алкилді айқастырғыш агенттер целлюлоза эфирінің тұтқырлығын, реологиялық қасиеттерін және механикалық қасиеттерін жақсарта алады. Ғылым мен техниканың үздіксіз дамуымен әртүрлі салалардың материалдық қасиеттерге қойылатын талаптары үнемі жетілдірілуде. Целлюлоза эфирінің әртүрлі қолданбалы салалардағы өнімділік талаптарын қанағаттандыру үшін целлюлоза эфирінің қиылысуы бойынша болашақ зерттеулер дамудың кең перспективаларына ие.