Целлюлоза эфиринин мүнөздөмөсү, алынышы жана өндүрүштө колдонулушу

Целлюлоза эфиринин түрлөрү, даярдоо ыкмалары, касиеттери жана мүнөздөмөлөрү, ошондой эле целлюлоза эфиринин мунай, курулуш, кагаз жасоо, текстиль, медицина, тамак-аш, фотоэлектрдик материалдар жана күнүмдүк химиялык өнөр жайда колдонулушу каралды. Өнүктүрүү перспективалары бар целлюлоза эфиринин туундуларынын айрым жаңы сорттору киргизилип, аларды колдонуу перспективалары изилденген.

Негизги сөздөр:целлюлоза эфири; Performance; арыз; Целлюлозанын туундулары

Целлюлоза табигый полимердик кошулмалардын бир түрү. Анын химиялык түзүлүшү - полисахариддик макромолекула, суусуз β-глюкоза базалык шакек катары, ар бир базалык шакекчеде бир негизги гидроксил тобу жана эки экинчи гидроксил тобу бар. Химиялык модификациялоо жолу менен целлюлозанын бир катар туундуларын алууга болот, целлюлоза эфири алардын бири. Целлюлоза эфири целлюлоза менен NaOH реакциясынан алынат, андан кийин кошумча продукт тузду жана натрий целлюлозасын жууп, метан хлориди, этилен оксиди, пропилен оксиди жана башкалар сыяктуу функциялык мономерлер менен эфирге айланат. Целлюлоза эфири целлюлозанын маанилүү туундусу болуп саналат, медицинада жана саламаттыкты сактоодо, күнүмдүк химияда, кагазда, тамак-ашта, медицинада, курулушта, материалдарда жана башка тармактарда кеңири колдонулушу мүмкүн. Демек, целлюлоза эфирин иштеп чыгуу жана пайдалануу биомассанын кайра жаралуучу ресурстарын комплекстүү пайдалануу, жаңы материалдарды жана жаңы технологияларды иштеп чыгуу үчүн оң мааниге ээ.

1. Целлюлоза эфиринин классификациясы жана алынышы

Целлюлоза эфирлеринин классификациясы иондук касиеттери боюнча жалпысынан төрт категорияга бөлүнөт.

1.1 Ноиондук целлюлоза эфири

Иондук эмес целлюлоза эфири негизинен целлюлоза алкил эфири болуп саналат, даярдоо ыкмасы целлюлоза жана NaOH реакциясы менен, андан кийин метан хлориди, этилен оксиди, пропилен кычкылынын etherification реакциясы сыяктуу ар кандай функционалдуу мономерлер менен, андан кийин кошумча продуктуну жуу туз жана натрий целлюлозасын алуу. Негизги метил целлюлоза эфири, метил гидроксиэтил целлюлоза эфири, метил гидроксипропил целлюлоза эфири, гидроксиэтил целлюлоза эфири, цианэтил целлюлоза эфири, гидроксибутил целлюлоза эфири. Анын колдонулушу абдан кенен.

1.2 Аниондук целлюлоза эфири

Аниондук целлюлоза эфири негизинен натрий карбоксиметил целлюлозасы, карбоксиметилгидроксиэтил целлюлоза натрий. Даярдоо ыкмасы целлюлоза жана NaOH реакциясы менен, андан кийин монохлорассус кислотасы же этилен кычкылы, пропилен оксиди менен etherify, андан кийин кошумча продукт тузду жана натрий целлюлозасын алуу үчүн жуушат.

1.3 катиондук целлюлоза эфири

Катиондуу целлюлоза эфири негизинен 3 – хлор – 2 – гидроксипропил триметил аммоний хлоридинин целлюлоза эфири. Даярдоо ыкмасы – целлюлоза менен NaOH реакциясы, андан кийин катиондук эфирлештирүүчү 3 – хлор – 2 – гидроксипропил триметил аммоний хлориди же этилен оксиди, пропилен оксиди менен бирге эфирлештирүү реакциясы, андан кийин кошумча продукт туз менен натрийди жуу. целлюлоза алуу.

1.4 Цвиттериондук целлюлоза эфири

Цвиттериондук целлюлоза эфири молекулярдык чынжырда аниондук топторго да, катиондук топторго да ээ, даярдоо ыкмасы целлюлоза жана NaOH реакциясы менен, андан кийин хлорассус кислотасы жана катиондук эфирлештирүүчү 3 – хлор – 2 гидроксипропил триметил аммоний хлоридинин эфирлештирүү реакциясы, жана андан кийин жуулган. кошумча продукт менен туз жана натрий целлюлозасы жана алынган.

2.целлюлоза эфиринин касиеттери жана мүнөздөмөлөрү

2.1 Сырткы көрүнүштүн өзгөчөлүктөрү

Целлюлоза эфири көбүнчө ак же сүттөй ак, даамсыз, уулуу эмес, булалуу порошоктун суюктугу менен, нымдуулукка оңой сиңет, сууда тунук илешкектүү туруктуу коллоидге эрийт.

2.2 Пленканын пайда болушу жана адгезиясы

Целлюлоза эфиринин этерификациясы анын эригичтиги, пленка түзүүчү жөндөмдүүлүгү, байланыш бекемдиги жана тузга толеранттуулук сыяктуу касиеттерине чоң таасирин тийгизет. Целлюлоза эфири жогорку механикалык күчкө, ийкемдүүлүккө, ысыкка жана суукка туруктуулукка ээ жана ар кандай чайырлар жана пластификаторлор менен жакшы шайкеш келет, пластмассаларды, пленкаларды, лактарды, чаптамаларды, латекстерди жана фармацевтикалык каптоочу материалдарды өндүрүү үчүн колдонулушу мүмкүн.

2.3 Эригичтиги

Метил целлюлоза муздак сууда эрийт, ысык сууда эрибейт, бирок кээ бир органикалык эриткичтерде да эрийт; Метилгидроксиэтил целлюлоза муздак сууда эрийт, ысык сууда жана органикалык эриткичтерде эрибейт. Бирок метил целлюлоза менен метил гидроксиэтил целлюлозанын суудагы эритмеси ысытылганда метил целлюлоза жана метил гидроксиэтил целлюлоза чөкпөйт. Метил целлюлоза 45 ~ 60 ℃, аралаш эфирге айланган метил гидроксиэтил целлюлоза 65 ~ 80 ℃ чөктүрөт. Температура төмөндөгөндө, чөкмөлөр кайра эрийт.

Натрий гидроксиэтил целлюлозасы жана карбоксиметилгидроксиэтил целлюлозасы каалаган температурада сууда эрийт, бирок органикалык эриткичтерде эрибейт (бир нече кошпогондо).

2.4 Коюу

Целлюлоза эфири сууда коллоиддик формада эрийт жана анын илешкектүүлүгү целлюлоза эфиринин полимерлөө даражасына жараша болот. Эритмеде гидратациянын макромолекулалары бар. Макромолекулалардын чырмалышынан улам эритменин агымынын жүрүм-туруму Ньютон суюктуктарынан айырмаланат, бирок жылма күчтөрдүн өзгөрүшүнө жараша өзгөрүп турган кыймыл-аракетти көрсөтөт. Целлюлоза эфиринин макромолекулярдык түзүлүшүнө байланыштуу эритменин илешкектүүлүгү концентрациясынын жогорулашы менен тез өсөт жана температуранын жогорулашы менен тез төмөндөйт.

2.5 Деградация

Суу фазасында целлюлоза эфири колдонулат. Суу бар болсо, бактериялар көбөйөт. Бактериялардын көбөйүшү фермент бактерияларынын пайда болушуна алып келет. Фермент бактериялары целлюлоза эфирине жанаша алмаштырылбаган суусузданган глюкоза бирдигинин байланышын үзүп, полимердин молекулалык салмагын азайтты. Ошондуктан, эгерде целлюлоза эфиринин суудагы эритмеси узак мөөнөткө сактала турган болсо, антибактериалдык целлюлоза эфири колдонулса да ага консервант кошуу керек.

3. целлюлоза эфирин өнөр жайда колдонуу

3.1 Нефть өнөр жайы

Натрий карбоксиметил целлюлозасы негизинен мунай иштетүүдө колдонулат. Илешкектүүлүгүн жогорулатуу жана суунун коромжусун азайтуу үчүн ылай өндүрүүдө колдонулат. Бул ар кандай эрүүчү туздун булганышына туруштук бере алат жана мунай алуунун ылдамдыгын жакшыртат.

Натрий карбоксиметил гидроксипропил целлюлозасы жана натрий карбоксиметил гидроксиэтил целлюлозасы бургулоочу ылайларды тазалоочу агенттин жана аяктоочу суюктуктун материалдарын даярдоонун бир түрү, жогорку пульпациялоо ылдамдыгы, тузга туруштук берүү, кальцийге каршылык, жакшы илешкектөө жөндөмү, температурага туруктуулук (160 ℃). Кальций хлоридинин салмагы астында таза сууну, деңиз суусун жана каныккан туздуу бургулоо суюктугун даярдоо үчүн ылайыктуу, ар кандай тыгыздыктагы (103 ~ 1279 / см3) бургулоо суюктугуна аралашып, аны белгилүү бир илешкектүүлүккө жана аз фильтрацияга ээ кылат. кубаттуулугу, анын илешкектүүлүгү жана чыпкалоо жөндөмдүүлүгү гидроксиэтил целлюлозага караганда жакшыраак, мунай өндүрүү үчүн жакшы кошумча болуп саналат. Натрий карбоксиметил целлюлозасы целлюлозанын туундуларынын мунай иштетүү процессинде кеңири колдонулат, бургулоо суюктугунда, цементтөө суюктугунда, сындыргыч суюктукта жана мунай өндүрүүнү жакшыртууда колдонулат, айрыкча бургулоо суюктугунда керектөө чоңураак, негизги учуу жана конуу чыпкалоо жана вискозификация.

Гидроксиэтил целлюлоза бургулоо, бүтүрүү жана цементтөө процессинде ылай коюулануучу стабилизатор катары колдонулат. Анткени hydroxyethyl целлюлоза жана натрий carboxymethyl целлюлоза, Guar сагыз жакшы коюу таасири менен салыштырганда, суспензия кум, жогорку туз мазмуну, жакшы жылуулук каршылык, жана кичинекей каршылык, аз суюктук жоготуу, сынган резина блок, аз калдык мүнөздөмөлөрү, көп колдонулган.

3.2 Курулуш жана каптоо өнөр жайы

Курулуш жана шыбак аралашмасы: натрий карбоксиметил целлюлозасы кармагыч, сууну кармоочу агент, коюулоочу жана бириктиргич катары колдонулушу мүмкүн, гипс түбүн жана цементтин түбүн шыбап, эритме жана жерди тегиздөөчү материалды дисперсант, сууну кармоочу агент, коюулоочу катары колдонсо болот. Бул карбоксиметил целлюлозадан жасалган газобетон блоктору үчүн атайын таш жана шыбак аралашмасынын бир түрү, ал эритменин иштөө жөндөмдүүлүгүн, сууну жана жаракаларга туруктуулугун жакшыртат жана блок дубалынын жаракаларынан жана көңдөйүнөн сактайт.

Имараттын үстүн жасалгалоочу материалдар: Cao Mingqian жана башка метил целлюлозасы айлана-чөйрөнү коргоо имаратынын үстүн жасалгалоочу материалдардан жасалган, анын өндүрүш процесси жөнөкөй, таза, жогорку сапаттагы дубал, таш плитканын бети үчүн колдонулушу мүмкүн, ошондой эле мамыча үчүн колдонсо болот , планшеттин үстүн жасалгалоо. Карбоксиметил целлюлозасынан жасалган Хуан Цзяньпин керамикалык плиткаларды герметикалоочу заттын бир түрү, ал күчтүү бириктирүүчү күчкө ээ, жакшы деформация жөндөмдүүлүгүнө ээ, жаракаларды жаратпайт жана кулап кетпейт, суу өткөрбөйт, жаркыраган жана түстүү түсү, сонун кооздук эффекти бар.

Каптоодо колдонулушу: Метил целлюлоза жана гидроксиэтил целлюлоза латекстик жабуулар үчүн стабилизатор, коюулоочу жана суу кармап туруучу агент катары колдонулушу мүмкүн, андан тышкары түстүү цемент жабуулары үчүн дисперсант, жабышчаак жана пленка түзүүчү агент катары да колдонсо болот. Латекстик боёкко тиешелүү мүнөздөмөлөрү жана илешкектүүлүгү бар целлюлоза эфирин кошуу латекс боёктун курулуш иштерин жакшыртат, чачыранды болтурбоого, сактоонун туруктуулугун жана жабуунун күчүн жакшыртат. Чет өлкөдө негизги керектөөчү талаа латекс каптоо болуп саналат, ошондуктан, целлюлоза эфир азыктары көбүнчө латекс боёк коюулантуучу биринчи тандоо болуп саналат. Мисалы, модификацияланган метилгидроксиэтил целлюлоза эфири өзүнүн жакшы комплекстүү касиеттеринен улам латекс боёгун коюуда алдыңкы позицияны сактай алат. Мисалы, целлюлоза эфиринин уникалдуу термикалык гели касиеттери жана эригичтиги, тузга туруктуулугу, ысыкка туруктуулугу жана тиешелүү жер үстүндөгү активдүүлүгү бар болгондуктан, сууну кармоочу агент, суспензия агенти, эмульгатор, пленка түзүүчү агент, майлоочу, байланыштыргыч жана реологиялык түзөтүү катары колдонулушу мүмкүн. .

3.3 Кагаз өнөр жайы

Кагаз нымдуу кошумчалары: CMC була дисперсанты жана кагаз күчөткүч катары колдонулушу мүмкүн, целлюлозага кошсо болот, анткени натрий карбоксиметил целлюлозасы жана целлюлоза жана таңгак бөлүкчөлөрү бирдей зарядга ээ, буланын тегиздигин жогорулатат, жиптин бекемдигин жакшыртат. кагаз. Кагаздын ичине кошулган бекемдөөчү катары, ал жипчелердин ортосундагы байланыш кызматташтыгын жогорулатат жана тартылуу күчүн, сынууга каршылыкты, кагаз тегиздигин жана башка физикалык көрсөткүчтөрдү жакшыртат. Натрий карбоксиметил целлюлозасы пульпада өлчөөчү агент катары да колдонулушу мүмкүн. Өзүнүн өлчөмүнөн тышкары, канифоль, АКД жана башка өлчөөчү агенттердин коргоочу агенти катары да колдонсо болот. Катиондук целлюлоза эфири ошондой эле кагазды кармап турууга жардамчы чыпка катары колдонулушу мүмкүн, майда жипченин жана толтургучтун кармалышын жакшыртуу, ошондой эле кагаз арматурасы катары колдонулушу мүмкүн.

Каптоочу жабышчаак: Кагаз каптоочу клейди кайра иштетүү үчүн колдонулат, сырды, латекстин бир бөлүгүн алмаштыра алат, ошондуктан басып чыгаруу сыясы оңой өтүшү үчүн, чети тунук. Ошондой эле пигмент дисперсант, илештирүүчү жана стабилизатор катары колдонсо болот.

Беттик өлчөм агенти: Натрий карбоксиметил целлюлозасы кагаз бетинин өлчөмүн аныктоочу агент катары колдонулушу мүмкүн, кагаздын беттик бекемдигин жакшыртуу, азыркы поливинил спиртин колдонуу менен салыштырганда, бетинин күчү 10% га көбөйтүлгөндөн кийин өзгөртүлгөн крахмал, дозасы азаят болжол менен 30% га. Бул кагаз жасоо үчүн перспективдүү беттик өлчөмүн аныктоочу агент жана анын жаңы сортторун активдүү иштеп чыгуу керек. Катиондук целлюлоза эфири катиондук крахмалга караганда жакшыраак беттик өлчөмдүүлүккө ээ, кагаздын беттик бекемдигин гана эмес, ошондой эле кагаздын сыяны сиңирүүсүн жакшыртат, боёк эффектин жогорулата алат, ошондой эле келечектүү беттик өлчөм агенти болуп саналат.

3.4 Текстиль өнөр жайы

Текстиль өнөр жайында целлюлоза эфири текстилдик целлюлоза үчүн өлчөм берүүчү, тегиздөөчү агент жана коюулоочу агент катары колдонулушу мүмкүн.

Өлчөмдү аныктоочу агент: натрий карбоксиметил целлюлозасы, гидроксиэтил карбоксиметил целлюлоза эфири, гидроксипропил карбоксиметил целлюлоза эфири жана башка сорттор сыяктуу целлюлоза эфири өлчөм берүүчү агент катары колдонулушу мүмкүн жана бузулуу жана калыптандыруу, басып чыгаруу жана боёо оңой эмес, өлчөмсүз, бирдей формага ээ болот. суудагы коллоид.

Тегиздөөчү агент: боёктун гидрофилдик жана осмостук күчүн жогорулата алат, анткени илешкектүүлүктүн өзгөрүшү кичинекей, түс айырмасын жөнгө салуу оңой; Катиондук целлюлоза эфири да боёочу жана боёчу таасирге ээ.

Коюучу агент: натрий карбоксиметил целлюлозасы, гидроксиэтил карбоксиметил целлюлоза эфири, гидроксипропил карбоксиметил целлюлоза эфирин басып чыгаруу жана боёочу шлам коюу агенти катары колдонсо болот, кичинекей калдыктары, жогорку түстүү чен мүнөздөмөлөрү, абдан потенциалдуу текстиль кошумчаларынын классы болуп саналат.

3.5 Турмуш-тиричилик химиясы енер жайы

Туруктуу viscosifier: катуу порошок чийки зат пастасы продуктылар натрий метилцеллюлоза суюк же эмульсия косметика коюу, дисперстүү, гомогенизациялоо жана башка ролдорду, дисперсиялык суспензия туруктуулугун ойнойт. Бул стабилизатор жана илештирүүчү катары колдонулушу мүмкүн.

Эмульгациялоочу стабилизатор: мазь, шампунь эмульгатору, коюулоочу агент жана стабилизатор. Натрий карбоксиметилгидроксипропил целлюлозасы жакшы тиксотроптук касиеттерге ээ, тиш пастасы жакшы калыптануу, узак мөөнөттүү деформация, бирдей жана назик даамы бар тиш пастасы жабышчаак стабилизатор катары колдонулушу мүмкүн. Натрий carboxymethyl hydroxypropyl целлюлоза туз каршылык, кислота каршылык жогору, таасири карбоксиметил целлюлоза алда канча жакшы, viscosifier, кир тиркеме алдын алуу агент менен жуугуч катары колдонсо болот.

Дисперсиялык коюуланткыч: Жуучу каражатты өндүрүүдө натрий карбоксиметил целлюлозасын жуучу каражаттар кирди дисперсант, суюк жуугучтарды коюу жана дисперсант катары жалпы колдонуу.

3.6 Фармацевтика жана тамак-аш өнөр жайы

Фармацевтика тармагында гидроксипропил карбоксиметил целлюлозасы дары-дармектин эксципиенттери катары колдонулушу мүмкүн, оозеки дары скелети көзөмөлдөнүүчү чыгарууда жана туруктуу бошотуу препараттарында, дары-дармектердин чыгарылышын жөнгө салуу үчүн бошотуу бөгөттөөчү материал катары, каптоочу материал катары туруктуу бошотуу агенти, туруктуу бошотуу гранулдары катары колдонулушу мүмкүн. , туруктуу бошотуу капсулалар. Эң кеңири колдонулганы метил карбоксиметил целлюлозасы, этил карбоксиметил целлюлозасы, мисалы, MC көбүнчө таблеткаларды жана капсулаларды өндүрүүдө же капталган кант капталган таблеткаларды жасоодо колдонулат.

Целлюлоза эфиринин сапаты тамак-аш өнөр жайында колдонулушу мүмкүн, ар түрдүү тамак-аш продуктуларында эффективдүү коюулоочу агент, эмульгатор, стабилизатор, көмөкчү зат, сууну кармоочу агент жана механикалык көбүк берүүчү агент. Метил целлюлоза жана гидроксипропил метил целлюлоза зыяндуу эмес метаболизмдик инерттүү заттар катары таанылган. Жогорку тазалыктагы (тазалыгы 99,5% же андан көп) карбоксиметил целлюлозасын сүт жана каймак азыктары, татымалдар, кыямдар, желе, банкалар, дасторкон сироптору жана суусундуктар сыяктуу тамак-ашка кошууга болот. 90% дан ашык карбоксиметил целлюлозанын тазалыгы тамак-ашка байланыштуу аспектилерде колдонулушу мүмкүн, мисалы, жаңы мөмө-жемиштерди ташуу жана сактоо үчүн колдонулат, полиэтилен пленкасы жакшы сактоочу эффектке ээ, булгануусу аз, зыяны жок, механикалаштырылган өндүрүштүн артыкчылыктары.

3.7 Оптикалык жана электрдик функционалдык материалдар

Электролит коюулануучу стабилизатор: целлюлоза эфиринин жогорку тазалыгына байланыштуу, кислотага туруктуулугу жакшы, тузга туруктуулугу, айрыкча темир жана оор металлдын курамы төмөн, ошондуктан коллоид абдан туруктуу, щелочтук батарейкага, цинк марганец батарейкасына электролит коюу стабилизаторго ылайыктуу.

Суюк кристаллдык материалдар: 1976-жылдан бери гидроксипропил целлюлозасынын биринчи ачылышы – суу системасынын суюк кристаллдык суроо фазасы ылайыктуу органикалык эритмеде табылган, жогорку концентрацияда көптөгөн целлюлоза туундулары анизотроптук эритмени түзө алат, мисалы, гидроксипропил целлюлоза жана анын ацетаты, пропионат. , бензоат, фталат, ацетиксиэтил целлюлоза, гидроксиэтил целлюлоза ж.

Көптөгөн целлюлоза эфирлери термотроптук суюк кристаллдык касиетке ээ. Ацетилгидроксипропил целлюлоза 164 ℃ төмөн термогендик холестерол суюк кристалл түздү. Ацетоацетат гидроксипропил целлюлоза, trifluoroacetate гидроксипропил целлюлоза, гидроксипропил целлюлоза жана анын туундулары, этил гидроксипропил целлюлоза, триметилсилицеллюлоза, гептил целлюлоза жана бутилцеллюлоза, гептил целлюлоза жана буттокселлюлоза ж.б ed термогендик холестерол суюк кристалл. Целлюлоза бензоаты, п-метоксибензоат жана п-метоксибензоат, целлюлоза гептанаты сыяктуу кээ бир целлюлоза эфирлери термогендик холестерикалык суюк кристаллдарды түзө алат.

Электр изоляциялоочу материал: акрилонитрил үчүн цианэтил целлюлоза этерификациялоочу агент, анын жогорку диэлектрдик туруктуулугу, аз жоготуу коэффициенти, фосфор жана электролюминесценттик лампалар чайыр матрицасы жана трансформатордук изоляция катары колдонулушу мүмкүн.

4. Корутунду сөз

Өзгөчө функциялары бар целлюлоза туундуларын алуу үчүн химиялык модификацияны колдонуу дүйнөдөгү эң ири табигый органикалык зат болгон целлюлозаны жаңы колдонууну табуу үчүн эффективдүү ыкма болуп саналат. Целлюлозанын туундуларынын бири катары целлюлоза эфири, мисалы, физиологиялык зыяны жок, булганычсыз сууда эрүүчү полимердик материалдар, анткени анын эң сонун касиеттери өнөр жайдын көптөгөн тармактарында колдонулуп келет жана өнүгүү үчүн кеңири перспективага ээ болот.