Celiuliozės eterio charakteristikos, paruošimas ir panaudojimas pramonėje

Apžvelgtos celiuliozės eterio rūšys, paruošimo būdai, savybės ir charakteristikos, taip pat celiuliozės eterio panaudojimas naftos, statybos, popieriaus gamybos, tekstilės, medicinos, maisto, fotoelektrinių medžiagų ir kasdieninėje chemijos pramonėje. Buvo pristatytos kai kurios naujos celiuliozės eterio darinių atmainos, turinčios vystymosi perspektyvų, ir buvo apžvelgtos jų taikymo perspektyvos.

Pagrindiniai žodžiai:celiuliozės eteris; Atlikimas; Taikymas; Celiuliozės dariniai

Celiuliozė yra natūralus polimero junginys. Jo cheminė struktūra yra polisacharido makromolekulė, kurios bazinis žiedas yra bevandenė β-gliukozė, o kiekviename baziniame žiede yra viena pirminė hidroksilo grupė ir dvi antrinės hidroksilo grupės. Cheminiu būdu modifikuojant galima gauti celiuliozės darinių seriją, vienas iš jų yra celiuliozės eteris. Celiuliozės eteris gaunamas reaguojant celiuliozei ir NaOH, o po to eterinamas su įvairiais funkciniais monomerais, tokiais kaip metano chloridas, etileno oksidas, propileno oksidas ir kt., plaunant šalutinio produkto druską ir natrio celiuliozę. Celiuliozės eteris yra svarbus celiuliozės darinys, gali būti plačiai naudojamas medicinos ir sveikatos, kasdienės chemijos, popieriaus, maisto, medicinos, statybos, medžiagų ir kitose pramonės šakose. Todėl celiuliozės eterio kūrimas ir panaudojimas turi teigiamą reikšmę visapusiškam atsinaujinančių biomasės išteklių panaudojimui, naujų medžiagų ir naujų technologijų kūrimui.

1. Celiuliozės eterio klasifikavimas ir paruošimas

Celiuliozės eterių klasifikacija paprastai skirstoma į keturias kategorijas pagal jų jonines savybes.

1.1 Nejoninis celiuliozės eteris

Nejoninis celiuliozės eteris daugiausia yra celiuliozės alkilo eteris, paruošimo būdas yra celiuliozės ir NaOH reakcija, o po to su įvairiais funkciniais monomerais, tokiais kaip metano chloridas, etileno oksidas, propileno oksido eterinimo reakcija, o po to plaunant šalutinį produktą. druskos ir natrio celiuliozės gauti. Pagrindinis metilceliuliozės eteris, metilo hidroksietilceliuliozės eteris, metilo hidroksipropilceliuliozės eteris, hidroksietilceliuliozės eteris, cianoetilceliuliozės eteris, hidroksibutilceliuliozės eteris. Jo taikymas yra labai platus.

1.2 Anijoninis celiuliozės eteris

Anijoninis celiuliozės eteris daugiausia yra karboksimetilceliuliozės natrio druska, karboksimetilhidroksietilceliuliozės natrio druska. Paruošimo būdas yra celiuliozės ir NaOH reakcija, o po to eterinamas monochloracto rūgštimi arba etileno oksidu, propileno oksidu, o tada nuplaukite šalutinio produkto druską ir natrio celiuliozę, kad gautumėte.

1.3 katijoninis celiuliozės eteris

Katijoninis celiuliozės eteris daugiausia yra 3 – chloro – 2 – hidroksipropiltrimetilamonio chlorido celiuliozės eteris. Paruošimo būdas yra celiuliozės ir NaOH reakcija, o po to katijoninis eterinimo agentas 3 – chloras – 2 – hidroksipropiltrimetilamonio chloridas arba etileno oksidas, propileno oksidas kartu su eterinimo reakcija, o po to plaunant šalutinio produkto druską ir natrią. celiuliozės gauti.

1.4 Cviterioninis celiuliozės eteris

Cviterinis celiuliozės eteris molekulinėje grandinėje turi ir anijonines grupes, ir katijonines grupes, paruošimo būdas yra celiuliozės ir NaOH reakcija, o po to su chloracto rūgštimi ir katijoniniu eterinimo agentu 3 – chloru – 2 hidroksipropiltrimetilamonio chlorido eterinimo reakcija, o po to plaunama. šalutinio produkto druska ir natrio celiuliozė ir gaunami.

2.celiuliozės eterio savybes ir charakteristikas

2.1 Išvaizdos ypatybės

Celiuliozės eteris dažniausiai yra baltas arba pieno baltumo, beskonis, netoksiškas, skaidulinių miltelių skystis, lengvai sugeriantis drėgmę, ištirpintas vandenyje į skaidrų klampų stabilų koloidą.

2.2 Plėvelės formavimas ir sukibimas

Celiuliozės eterio eterinimas turi didelę įtaką jo savybėms, tokioms kaip tirpumas, gebėjimas formuoti plėvelę, sukibimo stiprumas ir druskos tolerancija. Celiuliozės eteris pasižymi dideliu mechaniniu stiprumu, lankstumu, atsparumu karščiui ir šalčiui, gerai suderinamas su įvairiomis dervomis ir plastifikatoriais, gali būti naudojamas plastikams, plėvelėms, lakams, klijams, latekso ir farmacinėms dangų medžiagoms gaminti.

2.3 Tirpumas

Metilceliuliozė, tirpi šaltame vandenyje, netirpi karštame vandenyje, bet taip pat tirpi kai kuriuose organiniuose tirpikliuose; Metilhidroksietilceliuliozė, tirpi šaltame vandenyje, netirpi karštame vandenyje ir organiniuose tirpikliuose. Tačiau kaitinant vandeninį metilceliuliozės ir metilo hidroksietilceliuliozės tirpalą, metilceliuliozė ir metilo hidroksietilceliuliozė išsiskirs. Metilceliuliozė nusodino 45 ~ 60 ℃ temperatūroje, o mišri eterizuota metilo hidroksietilceliuliozė nusodino 65 ~ 80 ℃ temperatūroje. Kai temperatūra nukrenta, nuosėdos vėl ištirpsta.

Natrio hidroksietilceliuliozė ir karboksimetilhidroksietilceliuliozė tirpsta vandenyje bet kokioje temperatūroje, bet netirpsta organiniuose tirpikliuose (su keliomis išimtimis).

2.4 Sustorėjimas

Celiuliozės eteris ištirpsta vandenyje koloidiniu pavidalu, o jo klampumas priklauso nuo celiuliozės eterio polimerizacijos laipsnio. Tirpale yra hidratacijos makromolekulių. Dėl makromolekulių susipynimo tirpalo tekėjimo elgsena skiriasi nuo Niutono skysčių, tačiau elgsena kinta keičiantis šlyties jėgoms. Dėl stambiamolekulinės celiuliozės eterio struktūros tirpalo klampumas sparčiai didėja didėjant koncentracijai ir greitai mažėja kylant temperatūrai.

2.5 Degradacija

Vandeninėje fazėje naudojamas celiuliozės eteris. Kol bus vandens, bakterijos augs. Bakterijų augimas sukelia fermentų bakterijų gamybą. Fermentinės bakterijos padarė nepakeistos dehidratuotos gliukozės vieneto ryšį, esantį šalia celiuliozės eterio, ir sumažėjo polimero molekulinė masė. Todėl, jei vandeninį celiuliozės eterio tirpalą norima konservuoti ilgesnį laiką, į jį reikėtų įpilti konservanto, net jei naudojamas antibakterinis celiuliozės eteris.

3.celiuliozės eterio taikymas pramonėje

3.1 Naftos pramonė

Natrio karboksimetilceliuliozė daugiausia naudojama naftos gavybai. Jis naudojamas purvo gamyboje, siekiant padidinti klampumą ir sumažinti vandens nuostolius. Jis gali atsispirti įvairiai tirpių druskų taršai ir pagerinti alyvos regeneravimo greitį.

Natrio karboksimetilhidroksipropilceliuliozė ir natrio karboksimetilhidroksietilceliuliozė yra geresnis gręžimo purvo apdorojimo agentas ir skysčių medžiagų paruošimas, didelis celiuliozės greitis, atsparumas druskai, atsparumas kalciui, geras klampumas, atsparumas temperatūrai (160 ℃). Tinka gėlo vandens, jūros vandens ir prisotinto sūraus vandens gręžimo skysčiui ruošti, pagal kalcio chlorido svorį galima maišyti į įvairaus tankio (103 ~ 1279 / cm3) gręžimo skystį, kad jis būtų tam tikro klampumo ir mažo filtravimo. talpa, jos klampumas ir filtravimo pajėgumas yra geresni nei hidroksietilceliuliozės, yra geri aliejaus gamybos priedai. Natrio karboksimetilceliuliozė plačiai naudojama celiuliozės darinių naftos eksploatavimo procese, gręžimo skystyje, cementavimo skystyje, ardymo skystyje ir gerinant alyvos gamybą, ypač gręžimo skysčio suvartojimas yra didesnis, pagrindinis kilimo ir tūpimo filtravimas ir klampumas.

Hidroksietilceliuliozė naudojama gręžimo, užbaigimo ir cementavimo procese kaip purvo tirštinimo stabilizatorius. Kadangi hidroksietilceliuliozė ir natrio karboksimetilceliuliozė, guaro derva, palyginti su geru tirštinimo efektu, suspensijos smėlis, didelis druskos kiekis, geras atsparumas karščiui ir mažas atsparumas, mažesnis skysčių praradimas, sulaužytas guminis blokas, mažai likučių, buvo plačiai naudojama.

3.2 Statybos ir dengimo pramonė

Pastatų statybinio ir tinkavimo skiedinio priedas: natrio karboksimetilceliuliozė gali būti naudojama kaip lėtinanti medžiaga, vandenį sulaikanti medžiaga, tirštiklis ir rišiklis, gali būti naudojamas kaip gipso dugno ir cemento dugno tinkas, skiedinys ir gruntą išlyginančios medžiagos dispergentas, vandenį sulaikanti medžiaga, tirštiklis. Tai savotiškas specialus mūro ir tinkavimo skiedinio priedas, skirtas akytojo betono blokeliams, pagamintiems iš karboksimetilceliuliozės, galintis pagerinti skiedinio apdirbamumą, vandens sulaikymą ir atsparumą įtrūkimams bei išvengti blokelio sienelės įtrūkimų ir įdubimų.

Pastato paviršiaus apdailos medžiagos: Cao Mingqian ir kita metilceliuliozė, pagaminta iš aplinkos apsaugos pastato paviršiaus apdailos medžiagų, jos gamybos procesas yra paprastas, švarus, gali būti naudojamas aukštos kokybės sienoms, akmens plytelių paviršiui, taip pat gali būti naudojamas kolonoms , planšetės paviršiaus apdaila. Huang Jianping, pagamintas iš karboksimetilceliuliozės, yra tam tikras keraminių plytelių sandariklis, turintis stiprią sukibimo jėgą, gerą deformaciją, nesudaro įtrūkimų ir nenukrenta, geras vandeniui atsparus efektas, ryški ir spalvinga spalva, turintis puikų dekoratyvinį efektą.

Naudojimas dangose: Metilceliuliozė ir hidroksietilceliuliozė gali būti naudojamos kaip stabilizatorius, tirštiklis ir vandenį sulaikanti medžiaga lateksinėms dangoms, be to, gali būti naudojama kaip dispergavimo, klampumo ir plėvelės formavimo priemonė spalvotoms cementinėms dangoms. Tinkamų specifikacijų ir klampumo celiuliozės eterio pridėjimas prie latekso dažų gali pagerinti latekso dažų konstrukcines savybes, išvengti purslų, pagerinti laikymo stabilumą ir dangos galią. Pagrindinė vartotojų sritis užsienyje yra latekso dangos, todėl celiuliozės eterio gaminiai dažnai tampa pirmuoju latekso dažų tirštiklio pasirinkimu. Pavyzdžiui, modifikuotas metilo hidroksietilceliuliozės eteris gali išlaikyti lyderio poziciją latekso dažų tirštikliu dėl savo gerų visapusiškų savybių. Pavyzdžiui, kadangi celiuliozės eteris pasižymi unikaliomis šiluminio gelio charakteristikomis ir tirpumu, atsparumu druskai, atsparumu karščiui ir turi tinkamą paviršiaus aktyvumą, gali būti naudojamas kaip vandenį sulaikanti medžiaga, suspensijos medžiaga, emulsiklis, plėvelę formuojanti medžiaga, tepalas, rišiklis ir reologinis pakeitimas. .

3.3 Popieriaus pramonė

Popieriaus šlapi priedai: CMC gali būti naudojamas kaip pluošto dispergentas ir popieriaus stipriklis, gali būti dedamas į celiuliozę, nes natrio karboksimetilceliuliozė ir plaušienos bei pakavimo dalelės turi tą patį krūvį, gali padidinti pluošto lygumą, pagerinti pluošto stiprumą. popierius. Kaip stiprintuvas, pridedamas popieriaus viduje, jis padidina pluoštų ryšį ir gali pagerinti atsparumą tempimui, atsparumą lūžimui, popieriaus lygumą ir kitus fizinius rodiklius. Natrio karboksimetilceliuliozė taip pat gali būti naudojama kaip masės formavimo priemonė. Be savo dydžio, jis taip pat gali būti naudojamas kaip kanifolijos, AKD ir kitų dydžių medžiagų apsauginė priemonė. Katijoninis celiuliozės eteris taip pat gali būti naudojamas kaip popieriaus sulaikymo filtras, pagerina smulkaus pluošto ir užpildo sulaikymo greitį, taip pat gali būti naudojamas kaip popieriaus sutvirtinimas.

Dangos klijai: Naudojami dengiant popieriaus dengimo klijus, gali pakeisti sūrį, latekso dalį, kad spausdinimo rašalas lengvai įsiskverbtų, aiškus kraštas. Jis taip pat gali būti naudojamas kaip pigmento dispergentas, klampus ir stabilizatorius.

Paviršiaus klijavimo priemonė: natrio karboksimetilceliuliozė gali būti naudojama kaip popieriaus paviršiaus klijavimo priemonė, pagerinti popieriaus paviršiaus stiprumą, palyginti su dabartiniu polivinilo alkoholio naudojimu, modifikuotas krakmolas po to, kai paviršiaus stiprumas gali būti padidintas maždaug 10%, dozė sumažinama. apie 30 proc. Tai perspektyvi popieriaus gamybos paviršiaus sluoksniavimo priemonė, todėl turėtų būti aktyviai kuriama naujų jo veislių serija. Katijoninis celiuliozės eteris pasižymi geresnėmis paviršiaus formavimo savybėmis nei katijoninis krakmolas, ne tik gali pagerinti popieriaus paviršiaus stiprumą, bet ir gali pagerinti popieriaus rašalo sugėrimą, padidinti dažymo efektą, taip pat yra perspektyvi paviršiaus klijavimo priemonė.

3.4 Tekstilės pramonė

Tekstilės pramonėje celiuliozės eteris gali būti naudojamas kaip klijavimo priemonė, išlyginamoji medžiaga ir tekstilės masės tirštiklis.

Dydžio formavimo priemonė: celiuliozės eteris, pvz., natrio karboksimetilceliuliozė, hidroksietilkarboksimetilceliuliozės eteris, hidroksipropilkarboksimetilceliuliozės eteris ir kitos veislės, gali būti naudojamas kaip dydžio rūšiavimo priemonė, todėl nėra lengva sugadinti ir formuoti, spausdinti ir dažyti, be pašalinimo, skatinantys dažai gali būti vienodi. koloidas vandenyje.

Išlyginamoji medžiaga: gali sustiprinti dažų hidrofilinę ir osmosinę galią, nes klampos pokytis yra mažas, lengva reguliuoti spalvų skirtumą; Katijoninis celiuliozės eteris taip pat turi dažymo ir dažymo poveikį.

Tirštiklis: natrio karboksimetilceliuliozė, hidroksietilo karboksimetilceliuliozės eteris, hidroksipropilkarboksimetilceliuliozės eteris gali būti naudojamas kaip spausdinimo ir dažymo srutų tirštiklis, turintis mažą likutį, didelės spalvos charakteristikos, yra labai potencialių tekstilės priedų klasė.

3.5 Buitinės chemijos pramonė

Stabilus klampumas: natrio metilceliuliozė kietuose miltelių žaliavos pastos produktuose atlieka dispersijos suspensijos stabilumą, skystoje ar emulsinėje kosmetikoje tirštinimo, dispersijos, homogenizavimo ir kitus vaidmenis. Galima naudoti kaip stabilizatorių ir klampumą.

Emulsuojantis stabilizatorius: tepalas, šampūno emulsiklis, tirštiklis ir stabilizatorius. Natrio karboksimetilhidroksipropilceliuliozė gali būti naudojama kaip dantų pastos klijų stabilizatorius, turintis geras tiksotropines savybes, kad dantų pasta būtų gerai formuojama, ilgai deformuotųsi, vienodo ir subtilaus skonio. Natrio karboksimetilhidroksipropilceliuliozės druskos atsparumas, atsparumas rūgštims yra geresnis, poveikis yra daug geresnis nei karboksimetilceliuliozė, gali būti naudojamas kaip ploviklis klampumo priemonėje, nešvarumų prisitvirtinimo priemonė.

Dispersinis tirštiklis: ploviklio gamyboje natrio karboksimetilceliuliozė paprastai naudojama kaip ploviklio nešvarumų dispergentas, skystas ploviklio tirštiklis ir dispergentas.

3.6 Farmacijos ir maisto pramonė

Farmacijos pramonėje hidroksipropilkarboksimetilceliuliozė gali būti naudojama kaip vaistų pagalbinės medžiagos, plačiai naudojama geriamuose vaisto skeleto kontroliuojamo atpalaidavimo ir ilgalaikio atpalaidavimo preparatuose, kaip atpalaidavimą blokuojanti medžiaga, reguliuojanti vaistų išsiskyrimą, kaip dangos medžiaga ilgalaikio atpalaidavimo agentas, ilgalaikio atpalaidavimo granulės. , ilgalaikio atpalaidavimo kapsulės. Plačiausiai naudojama metilkarboksimetilceliuliozė, etilo karboksimetilceliuliozė, tokia kaip MC dažnai naudojama tablečių ir kapsulių arba dengtų cukrumi dengtų tablečių gamyboje.

Kokybiškas celiuliozės eteris gali būti naudojamas maisto pramonėje, įvairiuose maisto produktuose yra veiksmingas tirštiklis, emulsiklis, stabilizatorius, pagalbinė medžiaga, vandenį sulaikanti medžiaga ir mechaninė putojanti medžiaga. Metilceliuliozė ir hidroksipropilmetilceliuliozė buvo pripažintos nekenksmingomis medžiagų apykaitai inertinėmis medžiagomis. Didelio grynumo (99,5 % ar daugiau grynumo) karboksimetilceliuliozės galima dėti į maisto produktus, tokius kaip pienas ir grietinėlės produktai, pagardai, uogienės, želė, skardinės, stalo sirupai ir gėrimai. Daugiau nei 90% karboksimetilceliuliozės grynumas gali būti naudojamas su maistu susijusiems aspektams, pavyzdžiui, gabenant ir sandėliuojant šviežius vaisius, plastikinė plėvelė turi gerą konservavimo efektą, mažiau teršia, nepažeidžia, lengvai mechanizuojama gamyba.

3.7 Optinės ir elektrinės funkcinės medžiagos

Elektrolito tirštinimo stabilizatorius: dėl didelio celiuliozės eterio grynumo, geras atsparumas rūgštims, atsparumas druskoms, ypač geležies ir sunkiųjų metalų kiekis yra mažas, todėl koloidas yra labai stabilus, tinka šarminiam akumuliatoriui, cinko mangano akumuliatoriaus elektrolito tirštinimo stabilizatorius.

Skystųjų kristalų medžiagos: nuo 1976 m. pirmasis hidroksipropilceliuliozės atradimas – vandens sistemos skystųjų kristalų paklausos fazė, rasta tinkamame organiniame tirpale, daugelis didelės koncentracijos celiuliozės darinių gali sudaryti anizotropinį tirpalą, pavyzdžiui, hidroksipropilceliuliozė ir jos acetatas, propionatas. , benzoatas, ftalatas, acetoksietilceliuliozė, hidroksietilceliuliozė ir kt. Be koloidinio joninio skystųjų kristalų tirpalo susidarymo, kai kurie hidroksipropilceliuliozės esteriai taip pat pasižymi šia savybe.

Daugelis celiuliozės eterių pasižymi termotropinėmis skystųjų kristalų savybėmis. Acetilhidroksipropilceliuliozė sudarė termogeninius cholesterinius skystuosius kristalus žemesnėje nei 164 ℃ temperatūroje. Acetoacetato hidroksipropilceliuliozė, trifluoracetato hidroksipropilceliuliozė, hidroksipropilceliuliozė ir jos dariniai, etilo hidroksipropilceliuliozė, trimetilsilicceliuliozė ir butildimetilsilicceliuliozė, heptilceliuliozė ir butoksietilceliuliozė, hidroksietilo celiuliozė ir kt. skysta kristalinė esterio acetatas. Kai kurie celiuliozės esteriai, tokie kaip celiuliozės benzoatas, p-metoksibenzoatas ir p-metilbenzoatas, celiuliozės heptanatas gali sudaryti termogeninius cholesterinius skystuosius kristalus.

Elektros izoliacinė medžiaga: cianoetilceliuliozės eterinimo agentas akrilnitrilui, jo didelė dielektrinė konstanta, mažas nuostolių koeficientas, gali būti naudojamas kaip fosforo ir elektroliuminescencinių lempų dervos matrica ir transformatoriaus izoliacija.

4. Baigiamosios pastabos

Cheminio modifikavimo naudojimas specialių funkcijų celiuliozės dariniams gauti yra veiksmingas būdas rasti naujų celiuliozės, didžiausios pasaulyje natūralios organinės medžiagos, panaudojimo būdų. Kaip vienas iš celiuliozės darinių, celiuliozės eteris, pavyzdžiui, fiziologiškai nekenksmingas, be taršos vandenyje tirpios polimerinės medžiagos dėl savo puikių savybių, buvo naudojamas daugelyje pramonės šakų ir turės platesnę plėtros perspektyvą.