Egenskaper, fremstilling og anvendelse av celluloseeter i industrien

Typer, fremstillingsmetoder, egenskaper og egenskaper til celluloseeter ble gjennomgått, så vel som anvendelsene av celluloseeter i petroleum, konstruksjon, papirfremstilling, tekstil, medisin, mat, fotoelektriske materialer og daglig kjemisk industri. Noen nye varianter av celluloseeterderivater med utviklingsutsikter ble introdusert og deres anvendelsesutsikter ble undersøkt.

Stikkord:celluloseeter; Ytelse; Søknad; Cellulosederivater

Cellulose er en slags naturlig polymerforbindelse. Dens kjemiske struktur er et polysakkarid-makromolekyl med vannfri β-glukose som basering, med en primær hydroksylgruppe og to sekundære hydroksylgrupper på hver basering. Ved kjemisk modifikasjon kan en rekke cellulosederivater oppnås, celluloseeter er en av dem. Celluloseeter oppnås ved omsetning av cellulose og NaOH, og foreter deretter med forskjellige funksjonelle monomerer som metanklorid, etylenoksid, propylenoksid, etc., ved å vaske biproduktsaltet og natriumcellulose. Celluloseeter er et viktig derivat av cellulose, kan brukes mye i medisin og helse, daglig kjemisk industri, papir, mat, medisin, konstruksjon, materialer og andre industrier. Derfor har utvikling og utnyttelse av celluloseeter positiv betydning for omfattende utnyttelse av fornybare biomasseressurser, utvikling av nye materialer og nye teknologier.

1. Klassifisering og fremstilling av celluloseeter

Klassifiseringen av celluloseetere er generelt delt inn i fire kategorier i henhold til deres ioniske egenskaper.

1.1 Ikke-ionisk celluloseeter

Ikke-ionisk celluloseeter er hovedsakelig cellulosealkyleter, fremstillingsmetoden er ved cellulose- og NaOH-reaksjon, og deretter med en rekke funksjonelle monomerer som metanklorid, etylenoksid, propylenoksid-foretringsreaksjon, og deretter ved å vaske biproduktet salt og natriumcellulose å få. Den viktigste metylcelluloseeter, metylhydroksyetylcelluloseeter, metylhydroksypropylcelluloseeter, hydroksyetylcelluloseeter, cyanoetylcelluloseeter, hydroksybutylcelluloseeter. Bruken er veldig bred.

1.2 Anionisk celluloseeter

Anionisk celluloseeter er hovedsakelig karboksymetylcellulosenatrium, karboksymetylhydroksyetylcellulosenatrium. Fremstillingsmetoden er ved å omsette cellulose og NaOH, og deretter foretre med monokloreddiksyre eller etylenoksid, propylenoksid, og deretter vaske biproduktet salt og natriumcellulose for å få.

1,3 kationisk celluloseeter

Kationisk celluloseeter er hovedsakelig 3 – klor – 2 – hydroksypropyltrimetylammoniumklorid celluloseeter. Fremstillingsmetoden er ved omsetning av cellulose og NaOH, og deretter det kationiske foretringsmiddel 3 – klor – 2 – hydroksypropyltrimetylammoniumklorid eller etylenoksid, propylenoksid sammen med foretringsreaksjon, og deretter ved å vaske biproduktet salt og natrium cellulose å få.

1.4 Zwitterionisk celluloseeter

Zwitterionisk celluloseeter har både anioniske grupper og kationiske grupper på molekylkjeden, fremstillingsmetoden er ved cellulose og NaOH-reaksjon, og deretter med en kloreddiksyre og kationisk foretringsmiddel 3 – klor – 2 hydroksypropyltrimetylammoniumklorid-foretringsreaksjon, og deretter vasket biprodukt salt og natriumcellulose og oppnådd.

2.egenskapene og egenskapene til celluloseeter

2.1 Utseendefunksjoner

Celluloseeter er generelt hvit eller melkehvit, smakløs, ikke-giftig, med flytende fiberpulver, lett å absorbere fuktighet, oppløst i vann til en gjennomsiktig viskøs stabil kolloid.

2.2 Filmdannelse og vedheft

Foretringen av celluloseeter har stor innflytelse på dens egenskaper, som løselighet, filmdannende evne, bindestyrke og salttoleranse. Celluloseeter har høy mekanisk styrke, fleksibilitet, varmebestandighet og kuldebestandighet, og har god kompatibilitet med en rekke harpikser og myknere, kan brukes til å produsere plast, filmer, lakk, lim, lateks og farmasøytiske beleggmaterialer.

2.3 Løselighet

Metylcellulose løselig i kaldt vann, uløselig i varmt vann, men også løselig i noen organiske løsemidler; Metylhydroksyetylcellulose oppløselig i kaldt vann, uoppløselig i varmt vann og organiske løsemidler. Men når den vandige løsningen av metylcellulose og metylhydroksyetylcellulose oppvarmes, vil metylcellulosen og metylhydroksyetylcellulosen felle ut. Metylcellulose utfelte ved 45 ~ 60 ℃, mens blandet foretret metylhydroksyetylcellulose utfelte ved 65 ~ 80 ℃. Når temperaturen synker, løses utfellingene opp igjen.

Natriumhydroksyetylcellulose og karboksymetylhydroksyetylcellulose er løselige i vann ved alle temperaturer, men uløselige i organiske løsemidler (med noen få unntak).

2.4 Fortykning

Celluloseeter oppløses i vann i kolloidal form, og dens viskositet avhenger av polymerisasjonsgraden av celluloseeter. Løsningen inneholder makromolekyler av hydratisering. På grunn av sammenfiltringen av makromolekyler er strømningsoppførselen til løsningen forskjellig fra den til newtonske væsker, men viser en oppførsel som varierer med endringen av skjærkrefter. På grunn av den makromolekylære strukturen til celluloseeter, øker viskositeten til løsningen raskt med økende konsentrasjon og avtar raskt med økende temperatur.

2.5 Nedbrytbarhet

Celluloseeter brukes i den vandige fasen. Så lenge vann er tilstede, vil bakterier vokse. Veksten av bakterier fører til produksjon av enzymbakterier. Enzymbakteriene gjorde at den usubstituerte dehydrerte glukoseenhetsbindingen ved siden av celluloseeter brøt og molekylvekten til polymeren ble redusert. Derfor, hvis en vandig løsning av celluloseeter skal konserveres over lengre tid, bør det tilsettes et konserveringsmiddel, selv om antibakteriell celluloseeter brukes.

3.anvendelsen av celluloseeter i industrien

3.1 Petroleumsnæringen

Natriumkarboksymetylcellulose brukes hovedsakelig i petroleumsutvinning. Det brukes til fremstilling av gjørme for å øke viskositeten og redusere vanntap. Det kan motstå ulike løselig saltforurensning og forbedre oljeutvinningshastigheten.

Natriumkarboksymetylhydroksypropylcellulose og natriumkarboksymetylhydroksyetylcellulose er et slags bedre boreslambehandlingsmiddel og forberedelse av kompletteringsvæskematerialer, høy massehastighet, saltmotstand, kalsiummotstand, god viskosifiseringsevne, temperaturbestandighet (160 ℃). Egnet for tilberedning av ferskvann, sjøvann og mettet saltvann borevæske, under vekten av kalsiumklorid kan blandes inn i en rekke tettheter (103 ~ 1279 / cm3) borevæske, og få den til å ha en viss viskositet og lav filtrering kapasitet, dens viskositet og filtreringskapasitet er bedre enn hydroksyetylcellulose, er en god oljeproduksjon tilsetningsstoffer. Natriumkarboksymetylcellulose er mye brukt i prosessen med petroleumsutnyttelse av cellulosederivater, i borevæske, sementeringsvæske, fraktureringsvæske og forbedre oljeproduksjonen brukes, spesielt i borevæskeforbruket er større, den viktigste start- og landingsfiltrering og viskosifisering.

Hydroksyetylcellulose brukes i prosessen med boring, komplettering og sementering som en gjørmefortykningsstabilisator. Fordi hydroksyetylcellulose og natriumkarboksymetylcellulose, guargummi sammenlignet med god fortykningseffekt, har suspensjonssand, høyt saltinnhold, god varmebestandighet og liten motstand, mindre væsketap, ødelagt gummiblokk, lave restegenskaper, blitt mye brukt.

3.2 Bygge- og malingsindustri

Bygge- og pussmørtelblanding: natriumkarboksymetylcellulose kan brukes som retarderende middel, vannretensjonsmiddel, fortykningsmiddel og bindemiddel, kan brukes som gipsbunn og sementbunnpuss, mørtel og bakkeutjevnende materiale dispergeringsmiddel, vannretensjonsmiddel, fortykningsmiddel. Det er en slags spesiell mur- og pussmørtelblanding for luftbetongblokker laget av karboksymetylcellulose, som kan forbedre bearbeidbarheten, vannretensjonen og sprekkmotstanden til mørtel og unngå sprekkdannelse og hul i blokkveggen.

Byggeoverflatedekorasjonsmaterialer: Cao Mingqian og annen metylcellulose laget av en slags miljøvernmaterialer for bygningsoverflatedekorasjon, produksjonsprosessen er enkel, ren, kan brukes til høyverdig vegg, steinfliseroverflate, kan også brukes til kolonne , nettbrettoverflatedekorasjon. Huang Jianping laget av karboksymetylcellulose er en slags keramisk flisforsegling, som har sterk bindekraft, god deformasjonsevne, produserer ikke sprekker og faller av, god vanntett effekt, lys og fargerik farge, med utmerket dekorativ effekt.

Påføring i belegg: Metylcellulose og hydroksyetylcellulose kan brukes som stabilisator, fortykningsmiddel og vannholdende middel for lateksbelegg, kan i tillegg også brukes som dispergeringsmiddel, viskositetsmiddel og filmdannende middel for fargede sementbelegg. Tilsetning av celluloseeter med passende spesifikasjoner og viskositet til lateksmaling kan forbedre konstruksjonsytelsen til lateksmaling, forhindre sprut, forbedre lagringsstabiliteten og dekkekraften. Hovedforbrukerfeltet i utlandet er lateksbelegg, derfor blir celluloseeterprodukter ofte førstevalget for lateksmalingsfortykningsmiddel. For eksempel kan den modifiserte metylhydroksyetylcelluloseeteren beholde den ledende posisjonen i fortykningsmiddelet til lateksmaling på grunn av dets gode omfattende egenskaper. For eksempel, fordi celluloseeter har unike termiske gelegenskaper og oppløselighet, saltbestandighet, varmebestandighet og har passende overflateaktivitet, kan den brukes som et vannretensjonsmiddel, suspensjonsmiddel, emulgator, filmdannende middel, smøremiddel, bindemiddel og reologisk tilsetningsmiddel. .

3.3 Papirindustri

Papirvåte tilsetningsstoffer: CMC kan brukes som et fiberdispergeringsmiddel og papirforsterker, kan tilsettes til massen, fordi natriumkarboksymetylcellulose og masse og pakkepartikler har samme ladning, kan øke jevnheten til fiberen, forbedre styrken til papir. Som en forsterkning lagt til inne i papiret, øker den bindingssamarbeidet mellom fibrene, og kan forbedre strekkstyrken, bruddmotstanden, papirjevnheten og andre fysiske indekser. Natriumkarboksymetylcellulose kan også brukes som limingsmiddel i massen. I tillegg til sin egen limingsgrad, kan den også brukes som et beskyttelsesmiddel av kolofonium, AKD og andre limmidler. Kationisk celluloseeter kan også brukes som papirretensjonshjelpemiddelfilter, forbedre retensjonshastigheten for finfiber og fyllstoff, kan også brukes som papirforsterkning.

Belegg lim: Brukes for belegg behandling papir belegg lim, kan erstatte ost, en del av lateksen, slik at trykkfarge lett å penetrere, klar kant. Den kan også brukes som pigmentdispergeringsmiddel, viskositetsmiddel og stabilisator.

Overflatelim: Natriumkarboksymetylcellulose kan brukes som papiroverflatelimemiddel, forbedre overflatestyrken til papir sammenlignet med dagens bruk av polyvinylalkohol, modifisert stivelse etter at overflatestyrken kan økes med ca. 10%, dosen reduseres med rundt 30 %. Det er et lovende overflatelimingsmiddel for papirfremstilling, og serien av nye varianter bør utvikles aktivt. Kationisk celluloseeter har bedre overflatelimytelse enn kationisk stivelse, kan ikke bare forbedre overflatestyrken til papir, men kan også forbedre blekkabsorpsjonen til papir, øke fargingseffekten, er også et lovende overflatelimingsmiddel.

3.4 Tekstilindustri

I tekstilindustrien kan celluloseeter brukes som limingsmiddel, utjevningsmiddel og fortykningsmiddel for tekstilmasse.

Limingsmiddel: celluloseeter som natriumkarboksymetylcellulose, hydroksyetylkarboksymetylcelluloseeter, hydroksypropylkarboksymetylcelluloseeter og andre varianter kan brukes som limingsmiddel, og ikke lett å forringes og forme, trykking og farging, uten avliming, fremme fargestoff kan oppnå ensartet kolloid i vann.

Utjevningsmiddel: kan forbedre den hydrofile og osmotiske kraften til fargestoffet, fordi viskositetsendringen er liten, lett å justere fargeforskjellen; Kationisk celluloseeter har også farge- og fargeeffekt.

Fortykningsmiddel: natriumkarboksymetylcellulose, hydroksyetylkarboksymetylcelluloseeter, hydroksypropylkarboksymetylcelluloseeter kan brukes som et trykk- og fargingsoppslemmingsfortykningsmiddel, med små rester, høye fargeegenskaper, er en klasse av svært potensielle tekstiltilsetningsstoffer.

3.5 Husholdningskjemiindustri

Stabil viskositetsforsterker: Natriummetylcellulose i faste pulverråstoffpastaprodukter spiller en dispersjonssuspensjonsstabilitet, i væske- eller emulsjonskosmetikk fortykning, dispergering, homogenisering og andre roller. Den kan brukes som stabilisator og viskositetsmiddel.

Emulgerende stabilisator: gjør salve, sjampo emulgator, fortykningsmiddel og stabilisator. Natriumkarboksymetylhydroksypropylcellulose kan brukes som tannpasta-limstabilisator, med gode tiksotrope egenskaper, slik at tannkremen har god formbarhet, langvarig deformasjon, jevn og delikat smak. Resistens mot natriumkarboksymetylhydroksypropylcellulosesalt, syrebestandighet er overlegen, effekten er langt bedre enn karboksymetylcellulose, kan brukes som vaskemiddel i viskositetsmiddelet, smussvedleggsforebyggende middel.

Dispersjonsfortykningsmiddel: I vaskemiddelproduksjon, generell bruk av natriumkarboksymetylcellulose som vaskemiddel vaskemiddel smussdispergeringsmiddel, flytende vaskemiddel fortykningsmiddel og dispergeringsmiddel.

3.6 Farmasøytisk og næringsmiddelindustri

I den farmasøytiske industrien kan hydroksypropylkarboksymetylcellulose brukes som legemiddelhjelpestoffer, mye brukt i orale legemiddelskjelettpreparater med kontrollert frigjøring og forsinket frigjøring, som et frigjøringsblokkerende materiale for å regulere frigjøringen av medikamenter, som beleggmateriale forsinket frigjøringsmiddel, pellets med forsinket frigjøring , kapsler med forsinket frigjøring. Den mest brukte er metylkarboksymetylcellulose, etylkarboksymetylcellulose, slik som MC, brukes ofte til fremstilling av tabletter og kapsler, eller belagte sukkerbelagte tabletter.

Kvalitetsklasse av celluloseeter kan brukes i næringsmiddelindustrien, i en rekke matvarer er et effektivt fortykningsmiddel, emulgator, stabilisator, hjelpestoff, vannholdende middel og mekanisk skummiddel. Metylcellulose og hydroksypropylmetylcellulose har blitt anerkjent som ikke-skadelige metabolske inerte stoffer. Karboksymetylcellulose med høy renhet (99,5 % eller mer renhet) kan tilsettes til matvarer, som melk og fløteprodukter, krydder, syltetøy, gelé, bokser, bordsirup og drikke. Renhet på mer enn 90% karboksymetylcellulose kan brukes i matrelaterte aspekter, for eksempel brukt på transport og lagring av frisk frukt, plastfolien har god konserveringseffekt, mindre forurensning, ingen skade, lett til mekaniserte produksjonsfordeler.

3.7 Optiske og elektriske funksjonsmaterialer

Elektrolyttfortykningsstabilisator: på grunn av den høye renheten til celluloseeter, god syrebestandighet, saltmotstand, spesielt jern- og tungmetallinnholdet er lavt, så kolloidet er veldig stabilt, egnet for alkalisk batteri, sink mangan batteri elektrolytt fortykningsstabilisator.

Flytende krystallmaterialer: Siden 1976 har den første oppdagelsen av hydroksypropylcellulose – vannsystem flytende krystall askfase, blitt funnet i egnet organisk løsning, mange cellulosederivater i høy konsentrasjon kan danne anisotropisk løsning, for eksempel hydroksypropylcellulose og dets acetat, propionat benzoat, ftalat, acetylcellulose, hydroksyetylcellulose, etc. I tillegg til å danne kolloidal ionisk flytende krystallløsning, viser noen estere av hydroksypropylcellulose også denne egenskapen.

Mange celluloseetere viser termotropiske flytende krystallegenskaper. Acetylhydroksypropylcellulose dannet termogen kolesterisk flytende krystall under 164 ℃. Acetoacetat hydroksypropylcellulose, trifluoracetat hydroksypropylcellulose, hydroksypropylcellulose og dets derivater, etylhydroksypropylcellulose, trimetylsiliccellulose og butyldimetylsiliccellulose, heptylcellulose og butoksyletylcellulose, hydroksyetylcelluloseacetat, etc., viste alle termogene kolesteriske flytende krystaller. Noen celluloseestere som cellulosebenzoat, p-metoksybenzoat og p-metylbenzoat, celluloseheptanat kan danne termogene kolesteriske flytende krystaller.

Elektrisk isolasjonsmateriale: cyanoetylcellulose-foretringsmiddel for akrylnitril, dens høye dielektrisitetskonstant, lave tapskoeffisient, kan brukes som fosfor- og elektroluminescerende lamper harpiksmatrise og transformatorisolasjon.

4. Avslutning

Å bruke kjemisk modifikasjon for å oppnå cellulosederivater med spesielle funksjoner er en effektiv måte å finne nye bruksområder for cellulose, det største naturlige organiske materialet i verden. Som et av cellulosederivater har celluloseeter som fysiologisk ufarlig, forurensningsfri vannløselige polymermaterialer på grunn av sine utmerkede egenskaper blitt brukt i mange bransjer, og vil ha et bredere perspektiv for utvikling.