Водорастворимые производные эфира целлюлозы

Были представлены механизм сшивания, путь и свойства различных видов сшивающих агентов и водорастворимого эфира целлюлозы. Путем модификации сшивкой вязкость, реологические свойства, растворимость и механические свойства водорастворимого эфира целлюлозы могут быть значительно улучшены, что повышает эффективность его применения. В соответствии с химической структурой и свойствами различных сшивающих агентов были обобщены типы реакций модификации сшивки эфира целлюлозы, а также направления развития различных сшивающих агентов в различных областях применения эфира целлюлозы. Учитывая превосходные характеристики водорастворимого эфира целлюлозы, модифицированного сшивкой, а также немногочисленные исследования в стране и за рубежом, будущая сшивающая модификация эфира целлюлозы имеет широкие перспективы для развития. Это для справки соответствующих исследователей и производственных предприятий.
Ключевые слова: модификация сшивки; Эфир целлюлозы; Химическая структура; Растворимость; Производительность приложения

Эфир целлюлозы благодаря своим превосходным характеристикам в качестве загустителя, водоудерживающего агента, клея, связующего и диспергатора, защитного коллоида, стабилизатора, суспендирующего агента, эмульгатора и пленкообразователя, широко используется в покрытиях, строительстве, нефтяной, бытовой химии, пищевой промышленности. и медицина и другие отрасли. Эфир целлюлозы в основном включает метилцеллюлозу,гидроксиэтилцеллюлоза,карбоксиметилцеллюлоза, этилцеллюлоза, гидроксипропилметилцеллюлоза, гидроксиэтилметилцеллюлоза и другие виды смешанного эфира. Эфир целлюлозы изготавливается из хлопкового волокна или древесного волокна путем подщелачивания, этерификации, промывки центрифугированием, сушки, процесса измельчения, при использовании агентов этерификации обычно используют галогенированный алкан или эпоксидный алкан.
Однако в процессе применения водорастворимого эфира целлюлозы существует вероятность столкнуться с особыми условиями, такими как высокая и низкая температура, кислотно-щелочная среда, сложная ионная среда, эти среды будут вызывать загущение, растворимость, удержание воды, адгезию, клей, стабильная суспензия и эмульгирование водорастворимого эфира целлюлозы сильно страдают и даже приводят к полной потере его функциональности.
Чтобы улучшить эффективность применения эфира целлюлозы, необходимо провести обработку сшивкой с использованием различных сшивающих агентов, характеристики продукта различны. На основе изучения различных типов сшивающих агентов и методов их сшивания в сочетании с технологией сшивания в процессе промышленного производства в данной статье обсуждается сшивание эфира целлюлозы различными типами сшивающих агентов, давая ссылку на модификацию сшивки эфира целлюлозы. .

1. Структура и принцип сшивания эфира целлюлозы.

Эфир целлюлозыпредставляет собой разновидность производных целлюлозы, которую синтезируют реакцией эфирного замещения трех спиртовых гидроксильных групп на молекулах природной целлюлозы и галогенированного алкана или эпоксидалкана. Из-за различия заместителей строение и свойства эфира целлюлозы различны. Реакция сшивки эфира целлюлозы в основном включает этерификацию или этерификацию -ОН (ОН в кольце глюкозной единицы или -ОН в заместителе или карбоксил в заместителе) и сшивающего агента с бинарными или множественными функциональными группами, так что две или более молекул эфира целлюлозы связаны вместе, образуя многомерную пространственную сетчатую структуру. Это сшитый эфир целлюлозы.
Вообще говоря, простой эфир целлюлозы и сшивающий агент в водном растворе, содержащем больше -ОН, такой как ГЭЦ, ГПМЦ, ГЭМС, МС и КМЦ, могут быть этерифицированными или этерифицированными сшитыми. Поскольку КМЦ содержит ионы карбоновой кислоты, функциональные группы в сшивающем агенте могут быть этерифицированы и сшиты ионами карбоновой кислоты.
После реакции -ОН или -СОО- в молекуле эфира целлюлозы со сшивающим агентом за счет уменьшения содержания водорастворимых групп и образования многомерной сетчатой ​​структуры в растворе улучшаются его растворимость, реология и механические свойства. будет изменено. Использование различных сшивающих агентов для взаимодействия с эфиром целлюлозы позволит улучшить эффективность применения эфира целлюлозы. Получен эфир целлюлозы, пригодный для промышленного применения.

2. Типы сшивающих агентов

2.1 Альдегидные сшивающие агенты
Альдегидные сшивающие агенты относятся к органическим соединениям, содержащим альдегидную группу (-CHO), которые химически активны и могут вступать в реакцию с гидроксилом, аммиаком, амидом и другими соединениями. Альдегидные сшивающие агенты, используемые для целлюлозы и ее производных, включают формальдегид, глиоксаль, глутаральдегид, глицеральдегид и т. д. Альдегидная группа может легко вступать в реакцию с двумя -ОН с образованием ацеталей в слабокислых условиях, причем реакция обратима. Обычными эфирами целлюлозы, модифицированными альдегидными сшивающими агентами, являются ГЭЦ, ГПМЦ, ГЭМС, МС, КМЦ и другие водные эфиры целлюлозы.
Одна альдегидная группа сшивается с двумя гидроксильными группами в молекулярной цепи эфира целлюлозы, а молекулы эфира целлюлозы соединяются посредством образования ацеталей, образуя сетчатую пространственную структуру, чтобы изменить ее растворимость. Из-за реакции свободного -ОН между альдегидным сшивающим агентом и эфиром целлюлозы количество молекулярных гидрофильных групп уменьшается, что приводит к плохой растворимости продукта в воде. Следовательно, контролируя количество сшивающего агента, умеренное сшивание эфира целлюлозы может задержать время гидратации и предотвратить слишком быстрое растворение продукта в водном растворе, что приводит к локальной агломерации.
Эффект сшивания альдегидом эфира целлюлозы обычно зависит от количества альдегида, pH, однородности реакции сшивания, времени сшивания и температуры. Слишком высокая или слишком низкая температура сшивки и pH вызовут необратимую сшивку полуацеталя в ацеталь, что приведет к тому, что эфир целлюлозы будет полностью нерастворим в воде. Количество альдегида и однородность реакции сшивки напрямую влияют на степень сшивки эфира целлюлозы.
Формальдегид реже используется для сшивания эфира целлюлозы из-за его высокой токсичности и высокой летучести. Раньше формальдегид больше использовался в области покрытий, клеев, текстиля, а теперь его постепенно заменяют малотоксичными неформальдегидными сшивающими агентами. Сшивающий эффект глутаральдегида лучше, чем у глиоксаля, но он имеет сильный резкий запах, а цена глутаральдегида относительно высока. В целом, в промышленности глиоксаль обычно используется для сшивания водорастворимого эфира целлюлозы с целью улучшения растворимости продуктов. Обычно при комнатной температуре, pH 5 ~ 7 в слабокислых условиях можно провести реакцию сшивки. После сшивания время гидратации и время полной гидратации эфира целлюлозы станут длиннее, а явление агломерации ослабнет. По сравнению с несшивающими продуктами растворимость эфира целлюлозы лучше, и в растворе не будет нерастворенных продуктов, что способствует промышленному применению. Когда Чжан Шуанцзянь готовил гидроксипропилметилцеллюлозу, сшивающий агент глиоксаль распылялся перед сушкой, чтобы получить настоящую гидроксипропилметилцеллюлозу с дисперсией 100%, которая не слипалась при растворении и имела быструю дисперсию и растворение, что решило проблему связывания на практике. приложение и расширили область применения.
В щелочной среде будет нарушен обратимый процесс образования ацеталя, время гидратации продукта сократится и восстановятся характеристики растворения эфира целлюлозы без сшивки. При получении и производстве эфира целлюлозы реакцию сшивания альдегидов обычно проводят после процесса реакции этерирования либо в жидкой фазе процесса промывки, либо в твердой фазе после центрифугирования. Как правило, в процессе промывки однородность реакции сшивки хорошая, но эффект сшивки плохой. Однако из-за ограничений инженерного оборудования однородность сшивки в твердой фазе плохая, но эффект сшивки относительно лучше, а количество используемого сшивающего агента относительно невелико.
Альдегидные сшивающие агенты модифицируют водорастворимый эфир целлюлозы, помимо улучшения его растворимости, имеются также сообщения о том, что их можно использовать для улучшения его механических свойств, стабильности вязкости и других свойств. Например, Пэн Чжан использовал глиоксаль для сшивания ГЭЦ и исследовал влияние концентрации сшивающего агента, рН сшивки и температуры сшивки на прочность ГЭЦ во влажном состоянии. Результаты показывают, что при оптимальных условиях сшивки прочность волокна ГЭЦ во влажном состоянии после сшивки увеличивается на 41,5%, а его характеристики значительно улучшаются. Чжан Цзинь использовал водорастворимую фенольную смолу, глутаральдегид и трихлорацетальдегид для сшивания КМЦ. При сравнении свойств раствор водорастворимой фенольной смолы сшитой КМЦ имел наименьшее снижение вязкости после высокотемпературной обработки, то есть лучшую термостойкость.
2.2 Сшивающие агенты на основе карбоновых кислот
Сшивающие агенты на основе карбоновых кислот относятся к соединениям поликарбоновых кислот, главным образом включая янтарную кислоту, яблочную кислоту, винную кислоту, лимонную кислоту и другие бинарные или поликарбоновые кислоты. Сшивающие агенты на основе карбоновых кислот впервые были использованы при сшивании тканевых волокон для улучшения их гладкости. Механизм сшивания следующий: карбоксильная группа реагирует с гидроксильной группой молекулы целлюлозы с образованием этерифицированного сшитого эфира целлюлозы. Уэлч и Янг и др. были первыми, кто изучил механизм сшивания сшивающих агентов на основе карбоновых кислот. Процесс сшивания был следующим: при определенных условиях две соседние группы карбоновой кислоты в сшивающих агентах на основе карбоновых кислот сначала дегидратировались с образованием циклического ангидрида, а ангидрид вступал в реакцию с ОН в молекулах целлюлозы с образованием сшитого эфира целлюлозы с сетчатой ​​пространственной структурой.
Сшивающие агенты на основе карбоновых кислот обычно реагируют с простыми эфирами целлюлозы, содержащими гидроксильные заместители. Поскольку сшивающие агенты на основе карбоновых кислот водорастворимы и нетоксичны, в последние годы они широко используются при изучении древесины, крахмала, хитозана и целлюлозы.
Производные и другие модификации сшивки этерификацией природного полимера, чтобы улучшить производительность области его применения.
Ху Ханьчан и др. использовали гипофосфит натрия в качестве катализатора для принятия четырех поликарбоновых кислот с различной молекулярной структурой: использовали пропантрикарбоновую кислоту (PCA), 1,2,3, 4-бутантетракарбоновую кислоту (BTCA), цис-CPTA, цис-CHHA (Cis-ChHA). для отделки хлопчатобумажных тканей. Результаты показали, что круглая структура хлопчатобумажной ткани с отделкой поликарбоновой кислотой лучше восстанавливает складки. Молекулы циклической поликарбоновой кислоты являются потенциально эффективными сшивающими агентами из-за их большей жесткости и лучшего эффекта сшивания, чем молекулы цепных карбоновых кислот.
Ван Цзивэй и др. использовали смесь лимонной кислоты и уксусного ангидрида для этерификации и модификации крахмала. Испытывая свойства разделения воды и прозрачности пасты, они пришли к выводу, что этерифицированный сшитый крахмал обладает лучшей стабильностью при замораживании-оттаивании, меньшей прозрачностью пасты и лучшей термостабильностью вязкости, чем крахмал.
Группы карбоновых кислот могут улучшить их растворимость, биоразлагаемость и механические свойства после реакции этерификации сшивки активным -ОН в различных полимерах, а соединения карбоновых кислот обладают нетоксичными или малотоксичными свойствами, что имеет широкие перспективы для модификации сшивки воды. растворимый эфир целлюлозы для пищевой, фармацевтической промышленности и нанесения покрытий.
2.3 Сшивающий агент эпоксидного соединения
Эпоксидный сшивающий агент содержит две или более эпоксидные группы или эпоксидные соединения, содержащие активные функциональные группы. Под действием катализаторов эпоксидные и функциональные группы реагируют с -ОН в органических соединениях с образованием макромолекул сетчатой ​​структуры. Следовательно, его можно использовать для сшивания эфира целлюлозы.
Вязкость и механические свойства эфира целлюлозы можно улучшить за счет сшивки эпоксидной смолы. Эпоксиды впервые были использованы для обработки тканевых волокон и показали хороший отделочный эффект. Однако сообщений о сшивании эфира целлюлозы эпоксидами немного. Ху Ченг и др. разработали новый многофункциональный сшивающий агент на основе эпоксидной смолы: EPTA, который улучшил угол восстановления влажной эластичности натуральных шелковых тканей с 200° до обработки до 280°. Более того, положительный заряд сшивателя значительно увеличил скорость крашения и скорость поглощения кислотных красителей настоящими шелковыми тканями. Сшивающий агент на основе эпоксидного соединения, использованный Chen Xiaohui et al. : диглицидиловый эфир полиэтиленгликоля (PGDE) сшит желатином. После сшивания желатиновый гидрогель имеет превосходные характеристики эластичного восстановления, с самой высокой степенью эластичного восстановления до 98,03%. На основании литературных исследований по сшивке модификаций природных полимеров, таких как ткань и желатин, центральными оксидами, многообещающую перспективу имеет также сшивка эфира целлюлозы эпоксидами.
Эпихлоргидрин (также известный как эпихлоргидрин) представляет собой широко используемый сшивающий агент для обработки природных полимерных материалов, содержащих -OH, -NH2 и другие активные группы. После сшивания эпихлоргидрином вязкость, стойкость к кислотам и щелочам, термостойкость, солестойкость, сопротивление сдвигу и механические свойства материала улучшатся. Поэтому применение эпихлоргидрина для сшивки эфиров целлюлозы имеет большое научное значение. Например, Су Маояо создал материал с высокой адсорбирующей способностью, используя КМЦ, сшитую эпихлоргидрином. Он обсудил влияние структуры материала, степени замещения и степени сшивания на адсорбционные свойства и обнаружил, что показатель удержания воды (WRV) и показатель удержания рассола (SRV) продукта, изготовленного с использованием примерно 3% сшивающего агента, увеличились на 26. раз и 17 раз соответственно. Когда Дин Чангуан и др. получали чрезвычайно вязкую карбоксиметилцеллюлозу, после этерификации для сшивания добавляли эпихлоргидрин. Для сравнения, вязкость сшитого продукта была на 51% выше, чем вязкость несшитого продукта.
2.4 Сшивающие агенты на основе борной кислоты
Борные сшивающие агенты в основном включают борную кислоту, буру, борат, органоборат и другие боратсодержащие сшивающие агенты. Обычно полагают, что механизм сшивки заключается в том, что борная кислота (H3BO3) или борат (B4O72-) образует тетрагидроксиборатный ион (B(OH)4-) в растворе, а затем дегидратирует с помощью -Oh в соединении. Образуют сшитое соединение с сетчатой ​​структурой.
Сшивающие агенты на основе борной кислоты широко используются в качестве вспомогательных веществ в медицине, стекле, керамике, нефтяной и других областях. Механическая прочность материала, обработанного сшивающим агентом борной кислоты, будет улучшена, и его можно будет использовать для сшивания эфира целлюлозы, чтобы улучшить его характеристики.
В 1960-х годах неорганический бор (бура, борная кислота, тетраборат натрия и др.) был основным сшивающим агентом, используемым при разработке жидкостей гидроразрыва на водной основе на нефтяных и газовых месторождениях. Бура была первым используемым сшивающим агентом. Из-за недостатков неорганического бора, таких как короткое время сшивки и плохая термостойкость, разработка борорганического сшивающего агента стала горячей точкой исследований. Исследования борорганических соединений начались в 1990-х годах. Благодаря своим характеристикам стойкости к высоким температурам, легкости разрушения клея, контролируемому замедленному сшиванию и т. д., борорганический препарат добился хорошего эффекта при применении при гидроразрыве пласта на нефтяных и газовых месторождениях. Лю Цзи и др. разработал полимерный сшивающий агент, содержащий группу фенилборной кислоты, сшивающий агент, смешанный с акриловой кислотой и полиольным полимером с реакцией сукцинимидной сложноэфирной группы, полученный биологический клей обладает превосходными комплексными характеристиками, может демонстрировать хорошую адгезию и механические свойства во влажной среде и может быть более простая адгезия. Ян Ян и др. произвела устойчивый к высоким температурам цирконий-борный сшивающий агент, который использовался для сшивки базовой жидкости гуанидинового геля жидкости для гидроразрыва, и значительно улучшил сопротивление температуре и сдвигу жидкости для гидроразрыва после обработки сшивкой. Сообщалось о модификации эфира карбоксиметилцеллюлозы сшивающим агентом борной кислоты в нефтяном буровом растворе. Благодаря особой структуре его можно использовать в медицине и строительстве.
Сшивание эфира целлюлозы в строительстве, нанесении покрытий и других областях.
2.5 Фосфидный сшивающий агент
Фосфатные сшивающие агенты в основном включают трихлорокси фосфора (фосфоацилхлорид), триметафосфат натрия, триполифосфат натрия и т. д. Механизм сшивания заключается в том, что связь PO или связь P-Cl этерифицируется молекулярным -OH в водном растворе с образованием дифосфата, образуя сетчатую структуру. .
Фосфидный сшивающий агент из-за нетоксичности или низкой токсичности, широко используется в пищевых продуктах, модификации сшивки полимерных материалов в медицине, таких как обработка сшивки крахмала, хитозана и других натуральных полимеров. Результаты показывают, что свойства желатинизации и набухания крахмала можно значительно изменить, добавив небольшое количество фосфидного сшивающего агента. После сшивания крахмала температура желатинизации увеличивается, стабильность пасты улучшается, кислотостойкость лучше, чем у исходного крахмала, а прочность пленки увеличивается.
Существует также множество исследований по сшиванию хитозана фосфидным сшивающим агентом, что может улучшить его механическую прочность, химическую стабильность и другие свойства. В настоящее время нет сообщений об использовании фосфидного сшивающего агента для обработки сшивкой эфиром целлюлозы. Поскольку эфир целлюлозы и крахмал, хитозан и другие природные полимеры содержат более активный -ОН, а фосфидный сшивающий агент обладает нетоксичными или малотоксичными физиологическими свойствами, его применение в исследованиях сшивки эфиров целлюлозы также имеет потенциальные перспективы. Такие как КМЦ, используемые в пищевой промышленности, в области зубной пасты с модификацией фосфидного сшивающего агента, могут улучшить ее загущающие и реологические свойства. MC, HPMC и HEC, используемые в области медицины, могут быть улучшены с помощью фосфидного сшивающего агента.
2.6 Другие сшивающие агенты
Вышеупомянутые альдегиды, эпоксиды и сшивающие эфиры целлюлозы относятся к этерификационному сшиванию, карбоновая кислота, борная кислота и фосфидный сшивающий агент относятся к этерификационному сшиванию. Кроме того, сшивающие агенты, используемые для сшивания эфира целлюлозы, также включают изоцианатные соединения, гидроксиметиловые соединения азота, сульфгидрильные соединения, металлические сшивающие агенты, кремнийорганические сшивающие агенты и т. д. Общими характеристиками его молекулярной структуры является то, что молекула содержит множество функциональных групп, которые легко вступает в реакцию с -OH и может образовывать многомерную сетчатую структуру после сшивания. Свойства продуктов сшивки зависят от типа сшивающего агента, степени сшивки и условий сшивки.
Бадит · Пабин · Конду и др. использовали толуолдиизоцианат (TDI) для сшивания метилцеллюлозы. После сшивки температура стеклования (Tg) повышалась с увеличением процентного содержания ТДИ, улучшалась стабильность его водного раствора. TDI также широко используется для модификации сшивки в клеях, покрытиях и других областях. После модификации будут улучшены адгезионные свойства, термостойкость и водостойкость пленки. Таким образом, TDI может улучшить характеристики эфира целлюлозы, используемого в строительстве, покрытиях и клеях, путем модификации сшивки.
Технология дисульфидной сшивки широко используется при модификации медицинских материалов и имеет определенную исследовательскую ценность для сшивки продуктов эфира целлюлозы в области медицины. Шу Шуцзюнь и др. соединил β-циклодекстрин с микросферами диоксида кремния, сшил меркаптоилированный хитозан и глюкан через градиентный слой оболочки и удалил микросферы диоксида кремния с получением дисульфидно-сшитых нанокапсусов, которые показали хорошую стабильность при моделируемом физиологическом pH.
Металлические сшивающие агенты представляют собой в основном неорганические и органические соединения с высоким содержанием ионов металлов, таких как Zr(IV), Al(III), Ti(IV), Cr(III) и Fe(III). Ионы металлов с высоким содержанием полимеризуются с образованием многоядерных ионов гидроксильного мостика посредством гидратации, гидролиза и образования гидроксильного мостика. Обычно считается, что сшивка ионов металлов с высокой валентностью происходит в основном за счет многозародышевых гидроксильных мостиковых ионов, которые легко объединяются с группами карбоновой кислоты с образованием полимеров с многомерной пространственной структурой. Сюй Кай и др. изучили реологические свойства дорогостоящей металлически сшитой карбоксиметилгидроксипропилцеллюлозы (КМГПК) серий Zr(IV), Al(III), Ti(IV), Cr(III) и Fe(III), а также термическую стабильность, потери при фильтрации. , емкость взвешенного песка, остатки клея и совместимость с солью после нанесения. Результаты показали, что металлический сшивающий агент обладает свойствами, необходимыми для цементирующего агента жидкости гидроразрыва нефтяных скважин.

3. Улучшение характеристик и техническая разработка эфира целлюлозы путем модификации сшивки.

3.1 Покраска и строительство
Эфир целлюлозы, в основном HEC, HPMC, HEMC и MC, больше используется в области строительства, нанесения покрытий, этот вид эфира целлюлозы должен иметь хорошую водостойкость, загущение, устойчивость к соли и температуре, сопротивление сдвигу, часто используется в цементном растворе, латексной краске. , клей для керамической плитки, краска для наружных стен, лак и так далее. В связи со строительством требования к материалам в области покрытия должны иметь хорошую механическую прочность и стабильность, обычно выбирают сшивающий агент типа этерификации для модификации сшивания эфиром целлюлозы, например, использование эпоксидного галогенированного алкана, сшивающего агента борной кислоты для его сшивания, может улучшить продукт вязкость, устойчивость к соли и температуре, сопротивление сдвигу и механические свойства.
3.2 Области медицины, продуктов питания и бытовой химии
MC, HPMC и CMC в водорастворимом эфире целлюлозы часто используются в фармацевтических материалах покрытия, фармацевтических добавках с замедленным высвобождением, а также в жидких фармацевтических загустителях и стабилизаторах эмульсий. КМЦ также можно использовать в качестве эмульгатора и загустителя в йогурте, молочных продуктах и ​​зубной пасте. ГЭЦ и МС используются в повседневной химической промышленности для загущения, диспергирования и гомогенизации. Поскольку в области медицины, пищевых продуктов и бытовой химии необходимы безопасные и нетоксичные материалы, поэтому для этого типа эфира целлюлозы можно использовать фосфорную кислоту, сшивающий агент на основе карбоновой кислоты, сульфгидрильный сшивающий агент и т. д., после модификации сшивки можно использовать улучшить вязкость продукта, биологическую стабильность и другие свойства.
ГЭЦ редко используется в медицине и пищевой промышленности, но поскольку ГЭЦ представляет собой неионный эфир целлюлозы с высокой растворимостью, он имеет свои уникальные преимущества перед MC, HPMC и CMC. В будущем его будут сшивать безопасными и нетоксичными сшивающими агентами, что будет иметь большой потенциал развития в области медицины и продуктов питания.
3.3 Районы бурения и добычи нефти
КМЦ и карбоксилированный эфир целлюлозы обычно используются в качестве агента для обработки промышленного бурового раствора, агента водоотдачи и загустителя. В качестве неионного эфира целлюлозы ГЭЦ также широко используется в области бурения нефтяных скважин благодаря его хорошему загущающему эффекту, высокой способности и стабильности суспензии песка, термостойкости, высокому содержанию солей, низкому сопротивлению трубопроводов, меньшей потере жидкости, быстрому каучуку. разрушение и низкий остаток. В настоящее время больше исследований посвящено использованию сшивающих агентов борной кислоты и металлических сшивающих агентов для модификации КМЦ, используемых в нефтяных месторождениях, исследований по модификации сшивки неионным эфиром целлюлозы сообщается меньше, но гидрофобная модификация неионного эфира целлюлозы показывает значительную вязкость, термо- и солестойкость, устойчивость к сдвигу, хорошая дисперсия и устойчивость к биологическому гидролизу. После сшивания борной кислотой, металлом, эпоксидом, эпоксигалогенированными алканами и другими сшивающими агентами эфир целлюлозы, используемый в бурении и добыче нефти, улучшил свою загущенность, устойчивость к соли и температуре, стабильность и т. д., что имеет большие перспективы применения в будущее.
3.4 Другие поля
Эфир целлюлозы благодаря загущению, эмульгированию, образованию пленки, коллоидной защите, удержанию влаги, адгезии, античувствительности и другим превосходным свойствам, более широко используется, помимо вышеуказанных областей, также используется в производстве бумаги, керамики, текстильной печати и крашении, реакция полимеризации и другие области. В соответствии с требованиями свойств материала в различных областях для модификации сшивки могут использоваться различные сшивающие агенты в соответствии с требованиями применения. В общем, сшитый эфир целлюлозы можно разделить на две категории: этерифицированный сшитый эфир целлюлозы и этерифицированный сшитый эфир целлюлозы. Альдегиды, эпоксиды и другие сшивающие агенты реагируют с -ОН на эфире целлюлозы с образованием эфирно-кислородной связи (-О-), которая относится к этерификационным сшивающим агентам. Карбоновая кислота, фосфид, борная кислота и другие сшивающие агенты реагируют с -ОН в эфире целлюлозы с образованием сложноэфирных связей, принадлежащих этерификационным сшивающим агентам. Карбоксильная группа в КМЦ реагирует с -ОН в сшивающем агенте с образованием этерифицированного сшитого эфира целлюлозы. В настоящее время проводится мало исследований по этому виду модификации сшивки, и в будущем еще есть возможности для развития. Поскольку стабильность эфирной связи лучше, чем у сложноэфирной связи, сшитый эфир целлюлозы эфирного типа имеет более высокую стабильность и механические свойства. В соответствии с различными областями применения для модификации сшивки эфира целлюлозы можно выбрать подходящий сшивающий агент, чтобы получить продукты, отвечающие потребностям применения.

4. Заключение

В настоящее время промышленность использует глиоксаль для сшивания эфира целлюлозы, чтобы задержать время растворения и решить проблему слеживания продукта во время растворения. Эфир целлюлозы, сшитый глиоксалем, может изменять только его растворимость, но не оказывает очевидного улучшения других свойств. В настоящее время использование других сшивающих агентов, кроме глиоксаля, для сшивания эфира целлюлозы изучается редко. Поскольку эфир целлюлозы широко используется в бурении нефтяных скважин, строительстве, нанесении покрытий, пищевой, медицинской и других отраслях промышленности, его растворимость, реология и механические свойства играют решающую роль в его применении. Благодаря модификации перекрестных связей он может улучшить производительность своего приложения в различных областях, чтобы удовлетворить потребности приложения. Например, карбоновая кислота, фосфорная кислота, сшивающий агент борной кислоты для этерификации эфира целлюлозы могут улучшить эффективность ее применения в области продуктов питания и медицины. Однако альдегиды не могут быть использованы в пищевой и медицинской промышленности из-за их физиологической токсичности. Борная кислота и металлические сшивающие агенты помогают улучшить характеристики жидкости для гидроразрыва нефти и газа после сшивания эфира целлюлозы, используемого при бурении нефтяных скважин. Другие алкильные сшивающие агенты, такие как эпихлоргидрин, могут улучшить вязкость, реологические свойства и механические свойства эфира целлюлозы. В условиях постоянного развития науки и техники требования различных отраслей промышленности к свойствам материалов постоянно улучшаются. Чтобы удовлетворить требования к характеристикам эфира целлюлозы в различных областях применения, будущие исследования сшивания эфира целлюлозы имеют широкие перспективы для развития.