Vodotopni derivati ​​celuloznega etra

Predstavljen je bil mehanizem zamreževanja, pot in lastnosti različnih vrst zamreževalnih sredstev in vodotopnega celuloznega etra. Z modifikacijo zamreženja je mogoče močno izboljšati viskoznost, reološke lastnosti, topnost in mehanske lastnosti vodotopnega celuloznega etra, da se izboljša njegova učinkovitost uporabe. Glede na kemijsko strukturo in lastnosti različnih zamreževalcev so bile povzete vrste reakcij zamreževanja celuloznega etra in povzete so bile smeri razvoja različnih zamreževalcev na različnih področjih uporabe celuloznega etra. Glede na odlično delovanje vodotopnega celuloznega etra, modificiranega z zamreževanjem, in nekaj študij doma in v tujini ima prihodnja zamreževalna modifikacija celuloznega etra široke možnosti za razvoj. To je za referenco ustreznih raziskovalcev in proizvodnih podjetij.
Ključne besede: modifikacija zamreženja; Celulozni eter; Kemična struktura; topnost; Delovanje aplikacije

Celulozni eter zaradi svoje odlične učinkovitosti kot sredstvo za zgoščevanje, sredstvo za zadrževanje vode, lepilo, vezivo in dispergator, zaščitni koloid, stabilizator, sredstvo za suspenzijo, emulgator in sredstvo za tvorjenje filma, ki se pogosto uporablja v premazih, gradbeništvu, nafti, dnevnih kemikalijah, hrani ter medicina in druge industrije. Celulozni eter vključuje predvsem metil celulozo,hidroksietil celuloza,karboksimetil celuloza, etil celuloza, hidroksipropil metil celuloza, hidroksietil metil celuloza in druge vrste mešanega etra. Celulozni eter je izdelan iz bombažnih vlaken ali lesnih vlaken z alkalizacijo, eterifikacijo, pranjem, centrifugiranjem, sušenjem, pripravljenim postopkom mletja, uporaba sredstev za eterifikacijo na splošno uporablja halogenirane alkane ali epoksi alkane.
Vendar pa bo v postopku nanašanja vodotopnega celuloznega etra verjetno naletelo na posebno okolje, kot so visoka in nizka temperatura, kislinsko-bazično okolje, kompleksno ionsko okolje, ta okolja bodo povzročila zgostitev, topnost, zadrževanje vode, adhezijo, adheziv, stabilna suspenzija in emulgiranje vodotopnega celuloznega etra so močno prizadeti in celo povzročijo popolno izgubo njegove funkcionalnosti.
Da bi izboljšali učinkovitost uporabe celuloznega etra, je treba izvesti zamreževalno obdelavo z uporabo različnih zamreževalnih sredstev, učinkovitost izdelka je drugačna. Na podlagi preučevanja različnih vrst zamreževalnih sredstev in njihovih metod zamreženja, v kombinaciji s tehnologijo zamreženja v industrijskem proizvodnem procesu, ta članek obravnava zamreženje celuloznega etra z različnimi vrstami zamreževalnih sredstev, ki zagotavlja referenco za zamreževalno modifikacijo celuloznega etra. .

1. Struktura in princip zamreženja celuloznega etra

Celulozni eterje vrsta celuloznih derivatov, ki se sintetizira z reakcijo substitucije etra treh alkoholnih hidroksilnih skupin na naravnih celuloznih molekulah in halogeniranem alkanu ali epoksidnem alkanu. Zaradi razlike v substituentih so struktura in lastnosti celuloznega etra različne. Reakcija zamreženja celuloznega etra v glavnem vključuje eterifikacijo ali zaestrenje -OH (OH na obroču glukozne enote ali -OH na substituentu ali karboksil na substituentu) in zamreževalnega sredstva z binarnimi ali več funkcionalnimi skupinami, tako da dve ali več molekul celuloznega etra je povezanih skupaj, da tvorijo večdimenzionalno prostorsko mrežno strukturo. To je zamreženi celulozni eter.
Na splošno se lahko celulozni eter in zamreževalno sredstvo vodne raztopine, ki vsebuje več -OH, kot so HEC, HPMC, HEMC, MC in CMC, zaetri ali zaestri. Ker CMC vsebuje ione karboksilne kisline, se lahko funkcionalne skupine v zamreževalnem sredstvu zaestrijo zamreženo z ioni karboksilne kisline.
Po reakciji -OH ali -COO- v molekuli celuloznega etra z zamreževalnim sredstvom, zaradi zmanjšanja vsebnosti vodotopnih skupin in tvorbe večdimenzionalne mrežne strukture v raztopini, njena topnost, reologija in mehanske lastnosti bo spremenjeno. Z uporabo različnih zamreževalnih sredstev za reakcijo s celuloznim etrom se bo učinkovitost uporabe celuloznega etra izboljšala. Pripravljen je bil celulozni eter, primeren za industrijsko uporabo.

2. Vrste zamreževalnih sredstev

2.1 Aldehidna zamreževalna sredstva
Aldehidna zamreževalna sredstva se nanašajo na organske spojine, ki vsebujejo aldehidno skupino (-CHO), ki so kemično aktivne in lahko reagirajo s hidroksilnimi, amoniakovimi, amidnimi in drugimi spojinami. Aldehidna zamreževalna sredstva, ki se uporabljajo za celulozo in njene derivate, vključujejo formaldehid, glioksal, glutaraldehid, gliceraldehid itd. Aldehidna skupina lahko zlahka reagira z dvema -OH, da tvori acetale v šibko kislih pogojih, reakcija pa je reverzibilna. Običajni celulozni etri, modificirani z aldehidnimi zamreževalci, so HEC, HPMC, HEMC, MC, CMC in drugi vodni celulozni etri.
Ena aldehidna skupina je zamrežena z dvema hidroksilnima skupinama na molekularni verigi celuloznega etra, molekule celuloznega etra pa so povezane s tvorbo acetalov, ki tvorijo mrežno prostorsko strukturo, tako da spremenijo svojo topnost. Zaradi reakcije proste -OH med aldehidnim zamreževalnim sredstvom in celuloznim etrom se zmanjša količina molekularnih hidrofilnih skupin, kar ima za posledico slabo topnost produkta v vodi. Zato lahko z nadzorovanjem količine zamreževalnega sredstva zmerno zamreževanje celuloznega etra odloži čas hidratacije in prepreči prehitro raztapljanje izdelka v vodni raztopini, kar povzroči lokalno aglomeracijo.
Učinek aldehidnega zamreževanja celuloznega etra je na splošno odvisen od količine aldehida, pH, enakomernosti zamrežne reakcije, časa zamreženja in temperature. Previsoka ali prenizka temperatura zamreženja in pH bosta povzročila ireverzibilno zamreženje zaradi hemiacetala v acetal, kar bo vodilo v celulozni eter, popolnoma netopen v vodi. Količina aldehida in enakomernost reakcije zamreženja neposredno vplivata na stopnjo zamreževanja celuloznega etra.
Formaldehid se manj uporablja za zamreženje celuloznega etra zaradi njegove visoke toksičnosti in velike hlapnosti. V preteklosti se je formaldehid bolj uporabljal na področju premazov, lepil, tekstila, zdaj pa ga postopoma nadomeščajo nizkotoksična neformaldehidna zamreževalna sredstva. Učinek zamreženja glutaraldehida je boljši od učinka glioksala, vendar ima močan oster vonj, cena glutaraldehida pa je relativno visoka. Na splošno se v industriji glioksal običajno uporablja za navzkrižno povezovanje vodotopnega celuloznega etra za izboljšanje topnosti izdelkov. Na splošno se lahko pri sobni temperaturi, pH 5 ~ 7 v šibko kislih pogojih izvede reakcija zamreženja. Po zamreženju se bosta čas hidratacije in čas popolne hidratacije celuloznega etra podaljšala, pojav aglomeracije pa bo oslabljen. V primerjavi z izdelki, ki ne zamrežijo, je topnost celuloznega etra boljša in v raztopini ne bo neraztopljenih produktov, kar je ugodno za industrijsko uporabo. Ko je Zhang Shuangjian pripravil hidroksipropil metil celulozo, je bilo sredstvo za zamreženje glioksal razpršeno pred sušenjem, da bi dobili takojšnjo hidroksipropil metil celulozo s 100-odstotno disperzijo, ki se med raztapljanjem ni zlepila in je imela hitro disperzijo in raztapljanje, kar je praktično rešilo združevanje aplikacijo in razširili področje uporabe.
V alkalnem stanju bo reverzibilni proces tvorbe acetala prekinjen, čas hidratacije produkta se bo skrajšal in lastnosti raztapljanja celuloznega etra brez zamreženja bodo obnovljene. Med pripravo in proizvodnjo celuloznega etra se reakcija zamreževanja aldehidov običajno izvaja po procesu reakcije eteriranja, bodisi v tekoči fazi procesa pranja ali v trdni fazi po centrifugiranju. Na splošno je v procesu pranja enakomernost reakcije zamreženja dobra, učinek zamreževanja pa je slab. Vendar pa je zaradi omejitev inženirske opreme enotnost zamreženja v trdni fazi slaba, vendar je učinek zamreženja relativno boljši in količina uporabljenega sredstva za zamreženje je relativno majhna.
Aldehidna zamreževalna sredstva modificirajo vodotopni celulozni eter, poleg izboljšanja njegove topnosti obstajajo tudi poročila, ki jih je mogoče uporabiti za izboljšanje njegovih mehanskih lastnosti, stabilnosti viskoznosti in drugih lastnosti. Peng Zhang je na primer uporabil glioksal za zamreženje s HEC in raziskal vpliv koncentracije zamreževalnega sredstva, pH zamreženja in temperature zamreženja na mokro moč HEC. Rezultati kažejo, da se pri optimalnih pogojih zamreženja mokra trdnost HEC vlaken po zamreženju poveča za 41,5 %, njegova učinkovitost pa se znatno izboljša. Zhang Jin je za zamreženje CMC uporabil vodotopno fenolno smolo, glutaraldehid in trikloroacetaldehid. Če primerjamo lastnosti, je imela raztopina vodotopne fenolne smole zamrežene CMC najmanjšo znižanje viskoznosti po visokotemperaturni obdelavi, to je najboljšo temperaturno obstojnost.
2.2 Sredstva za zamreženje karboksilne kisline
Sredstva za zamreženje karboksilne kisline se nanašajo na spojine polikarboksilne kisline, ki vključujejo predvsem jantarno kislino, jabolčno kislino, vinsko kislino, citronsko kislino in druge binarne ali polikarboksilne kisline. Sredstva za zamreženje karboksilne kisline so bila najprej uporabljena pri zamreževanju tkaninskih vlaken za izboljšanje njihove gladkosti. Mehanizem zamreženja je naslednji: karboksilna skupina reagira s hidroksilno skupino celulozne molekule, da proizvede zaestreni zamreženi celulozni eter. Welch in Yang et al. so bili prvi, ki so preučevali mehanizem zamreževanja zamreževalcev karboksilne kisline. Postopek zamreženja je potekal takole: pod določenimi pogoji sta dve sosednji karboksilnokislinski skupini v zamreževalcih karboksilne kisline najprej dehidrirali in tvorili ciklični anhidrid, anhidrid pa je reagiral z OH v celuloznih molekulah in tvoril zamrežen celulozni eter z mrežno prostorsko strukturo.
Sredstva za zamreženje karboksilne kisline na splošno reagirajo s celuloznim etrom, ki vsebuje hidroksilne substituente. Ker so sredstva za zamreženje karboksilne kisline topna v vodi in niso strupena, se v zadnjih letih pogosto uporabljajo pri preučevanju lesa, škroba, hitozana in celuloze.
Derivati ​​in druge naravne polimerne zaestrene modifikacije zamreževanja, da bi izboljšali učinkovitost svojega področja uporabe.
Hu Hanchang et al. uporabil natrijev hipofosfitni katalizator za prevzem štirih polikarboksilnih kislin z različnimi molekularnimi strukturami: uporabljene so bile propan trikarboksilna kislina (PCA), 1,2,3,4-butan tetrakarboksilna kislina (BTCA), cis-CPTA, cis-CHHA (Cis-ChHA). za dodelavo bombažnih tkanin. Rezultati so pokazali, da ima krožna struktura končne bombažne tkanine s polikarboksilno kislino boljšo zmogljivost obnavljanja gub. Molekule ciklične polikarboksilne kisline so potencialno učinkovita sredstva za zamreženje zaradi njihove večje togosti in boljšega učinka zamreženja kot verižne molekule karboksilne kisline.
Wang Jiwei et al. uporabil mešano kislino citronske kisline in anhidrida ocetne kisline za izvedbo esterifikacije in zamreževanja modifikacije škroba. S testiranjem lastnosti vodne ločljivosti in prosojnosti paste so ugotovili, da ima esterificirani zamreženi škrob boljšo stabilnost pri zamrzovanju in odmrzovanju, nižjo prosojnost paste in boljšo toplotno stabilnost viskoznosti kot škrob.
Skupine karboksilne kisline lahko izboljšajo svojo topnost, biorazgradljivost in mehanske lastnosti po reakciji zamreževanja esterifikacije z aktivnim -OH v različnih polimerih, spojine karboksilne kisline pa imajo nestrupene ali nizko toksične lastnosti, kar ima široke možnosti za premreževalno modifikacijo vode- topni celulozni eter v živilski, farmacevtski in premazni industriji.
2.3 Sredstvo za zamreženje epoksidne spojine
Epoksi zamrežno sredstvo vsebuje dve ali več epoksi skupin ali epoksi spojin, ki vsebujejo aktivne funkcionalne skupine. Pod delovanjem katalizatorjev epoksi skupine in funkcionalne skupine reagirajo z -OH v organskih spojinah, da ustvarijo makromolekule z mrežno strukturo. Zato se lahko uporablja za zamreženje celuloznega etra.
Viskoznost in mehanske lastnosti celuloznega etra je mogoče izboljšati z epoksidnim zamreževanjem. Epoksidi so bili najprej uporabljeni za obdelavo tkaninskih vlaken in so pokazali dober končni učinek. Vendar pa je malo poročil o navzkrižnem povezovanju celuloznega etra z epoksidi. Hu Cheng in drugi so razvili novo večnamensko epoksidno spojino zamreževalca: EPTA, ki je izboljšala mokro elastični obnovitveni kot tkanin iz prave svile z 200º pred obdelavo na 280º. Poleg tega je pozitivni naboj zamreževalca znatno povečal stopnjo barvanja in stopnjo absorpcije tkanin iz prave svile v kislinska barvila. Sredstvo za zamreženje epoksidne spojine, ki so ga uporabili Chen Xiaohui et al. : polietilen glikol diglicidil eter (PGDE) je zamrežen z želatino. Po zamreženju ima želatinski hidrogel odlično zmogljivost elastične obnovitve, z najvišjo stopnjo elastične obnovitve do 98,03 %. Na podlagi študij o zamrežni modifikaciji naravnih polimerov, kot sta tkanina in želatina s centralnimi oksidi v literaturi, ima tudi zamrežna modifikacija celuloznega etra z epoksidi obetavno perspektivo.
Epiklorohidrin (znan tudi kot epiklorohidrin) je pogosto uporabljeno zamreževalno sredstvo za obdelavo naravnih polimernih materialov, ki vsebujejo -OH, -NH2 in druge aktivne skupine. Po zamreževanju z epiklorohidrinom se izboljšajo viskoznost, odpornost na kisline in alkalije, temperaturna odpornost, odpornost na sol, strižna odpornost in mehanske lastnosti materiala. Zato ima uporaba epiklorohidrina pri zamreževanju celuloznega etra velik raziskovalni pomen. Na primer, Su Maoyao je izdelal visoko adsorbenten material z uporabo CMC, premreženega z epiklorohidrinom. Razpravljal je o vplivu strukture materiala, stopnje substitucije in stopnje zamreževanja na adsorpcijske lastnosti in ugotovil, da sta se vrednost zadrževanja vode (WRV) in zadrževalna vrednost slanice (SRV) izdelka, narejenega s približno 3 % zamreževalnega sredstva, povečala za 26 krat oziroma 17-krat. Ko so Ding Changguang in sod. pripravili izredno viskozno karboksimetil celulozo, po eterifikaciji smo dodali epiklorohidrin za zamreženje. Za primerjavo, viskoznost zamreženega izdelka je bila do 51 % višja od viskoznosti nezamreženega izdelka.
2.4 Sredstva za zamreženje borove kisline
Borna sredstva za zamreženje vključujejo predvsem borovo kislino, boraks, borat, organoborat in druga sredstva za zamreženje, ki vsebujejo borat. Na splošno se domneva, da je mehanizem zamreženja ta, da borova kislina (H3BO3) ali borat (B4O72-) tvori tetrahidroksi boratni ion (B(OH)4-) v raztopini in nato dehidrira z -Oh v spojini. Tvori zamreženo spojino z mrežno strukturo.
Sredstva za zamreženje borove kisline se pogosto uporabljajo kot pomožna sredstva v medicini, steklu, keramiki, nafti in na drugih področjih. Mehanska trdnost materiala, obdelanega z zamreževalnim sredstvom z borovo kislino, se bo izboljšala in ga je mogoče uporabiti za zamreženje celuloznega etra, da se izboljša njegova učinkovitost.
V šestdesetih letih prejšnjega stoletja je bil anorganski bor (boraks, borova kislina in natrijev tetraborat itd.) glavno sredstvo za zamreženje, ki se je uporabljalo pri razvoju tekočine za lomljenje na vodni osnovi naftnih in plinskih polj. Boraks je bil prvo uporabljeno sredstvo za zamreženje. Zaradi pomanjkljivosti anorganskega bora, kot sta kratek čas zamreževanja in slaba temperaturna odpornost, je razvoj organoborovega zamreževalnega sredstva postal raziskovalna žarišče. Raziskave organobora so se začele v devetdesetih letih prejšnjega stoletja. Zaradi svojih značilnosti odpornosti na visoke temperature, lepila, ki ga je enostavno zlomiti, zakasnjenega zamreževanja, ki ga je mogoče nadzorovati itd., je organobor dosegel dober učinek uporabe pri lomljenju naftnih in plinskih polj. Liu Ji et al. razvili polimerno zamreževalno sredstvo, ki vsebuje skupino fenilborne kisline, zamreževalno sredstvo, pomešano z akrilno kislino in poliolnim polimerom z reakcijo sukcinimidne estrske skupine, ima nastalo biološko lepilo odlično celovito zmogljivost, lahko pokaže dobro oprijemljivost in mehanske lastnosti v vlažnem okolju in se lahko bolj enostavno lepljenje. Yang Yang et al. izdelal visokotemperaturno odporno cirkonijevo borovo sredstvo za zamreženje, ki je bilo uporabljeno za zamreženje osnovne tekočine iz gvanidinskega gela tekočine za lomljenje in močno izboljšalo temperaturo in strižno odpornost tekočine za lomljenje po obdelavi s premreževanjem. Poročali so o modifikaciji karboksimetilceluloznega etra z zamreževalnim sredstvom z borovo kislino v tekočini za vrtanje nafte. Zaradi svoje posebne strukture se lahko uporablja v medicini in gradbeništvu
Zamreženje celuloznega etra v gradbeništvu, premazovanju in drugih področjih.
2.5 Fosfidno zamreževalno sredstvo
Sredstva za zamreženje fosfatov vključujejo predvsem fosforjev trikloroksi (fosfoacil klorid), natrijev trimetafosfat, natrijev tripolifosfat itd. Mehanizem zamreženja je, da se vez PO ali vez P-Cl zaestri z molekularnim -OH v vodni raztopini, da nastane difosfat, ki tvori mrežno strukturo .
Fosfidno sredstvo za zamreženje zaradi nestrupenosti ali nizke toksičnosti, ki se pogosto uporablja v hrani, medicini, modifikacija zamreževanja polimernih materialov, kot so škrob, hitozan in druga naravna polimerna zamreževalna obdelava. Rezultati kažejo, da je mogoče lastnosti želatinizacije in nabrekanja škroba bistveno spremeniti z dodajanjem majhne količine fosfidnega zamreževalca. Po zamreževanju škroba se temperatura želatinizacije poveča, stabilnost paste se izboljša, kislinska odpornost je boljša od prvotnega škroba in poveča se trdnost filma.
Obstaja tudi veliko študij o zamreževanju hitozana s fosfidnim zamreževalnim sredstvom, ki lahko izboljša njegovo mehansko trdnost, kemično stabilnost in druge lastnosti. Trenutno ni poročil o uporabi fosfidnega sredstva za zamreženje za obdelavo zamreženja s celuloznim etrom. Ker celulozni eter in škrob, hitozan in drugi naravni polimeri vsebujejo več aktivnega -OH, fosfidno zamreževalno sredstvo pa ima nestrupene ali nizko toksične fiziološke lastnosti, ima njegova uporaba v raziskavah zamreževanja celuloznega etra tudi potencialne možnosti. Kot je CMC, ki se uporablja v hrani, na področju zobne paste z modifikacijo sredstva za zamreževanje s fosfidi, lahko izboljša njegovo zgoščevanje, reološke lastnosti. MC, HPMC in HEC, ki se uporabljajo na področju medicine, je mogoče izboljšati s fosfidnim sredstvom za zamreženje.
2.6 Druga sredstva za zamreženje
Zgoraj navedeni aldehidi, epoksidi in zamreženje celuloznega etra spadajo v zamreževanje z eterifikacijo, karboksilna kislina, borova kislina in fosfidno zamreževanje pa spadajo v zamreževanje z zaestrenjem. Poleg tega zamreževalna sredstva, ki se uporabljajo za zamreževanje celuloznega etra, vključujejo tudi izocianatne spojine, dušikove hidroksimetilne spojine, sulfhidrilne spojine, kovinska zamreževalna sredstva, organosilikonska zamreževalna sredstva itd. Skupna značilnost njegove molekularne strukture je, da molekula vsebuje več funkcionalnih skupin, ki so zlahka reagira z -OH in lahko po zamreženju tvori večdimenzionalno mrežno strukturo. Lastnosti zamreževalnih produktov so povezane z vrsto zamreževalnega sredstva, stopnjo zamreževanja in pogoji zamreženja.
Badit · Pabin · Condu idr. uporabil toluen diizocianat (TDI) za zamreženje metil celuloze. Po zamreževanju se je temperatura posteklenitve (Tg) povečala s povečanjem odstotka TDI, stabilnost njegove vodne raztopine pa se je izboljšala. TDI se pogosto uporablja tudi za modifikacijo zamreženja v lepilih, premazih in na drugih področjih. Po modifikaciji se bo izboljšala lepljivost, temperaturna odpornost in vodoodpornost filma. Zato lahko TDI izboljša učinkovitost celuloznega etra, ki se uporablja v gradbeništvu, premazih in lepilih z modifikacijo zamreženja.
Tehnologija zamreževanja z disulfidom se pogosto uporablja pri modificiranju medicinskih materialov in ima določeno raziskovalno vrednost za zamreženje produktov celuloznega etra na področju medicine. Shu Shujun et al. spojil β-ciklodekstrin z mikrosferami silicijevega dioksida, zamrežil merkaptoilirani hitozan in glukan skozi gradientno plast lupine in odstranil mikrosfere silicijevega dioksida, da bi dobil disulfidno zamrežene nanokapse, ki so pokazale dobro stabilnost pri simuliranem fiziološkem pH.
Sredstva za zamreženje kovin so večinoma anorganske in organske spojine z visoko vsebnostjo kovinskih ionov, kot so Zr(IV), Al(III), Ti(IV), Cr(III) in Fe(III). Ioni z visoko vsebnostjo kovin so polimerizirani, da tvorijo večjedrne ione hidroksilnega mostu s hidratacijo, hidrolizo in hidroksilnim mostom. Na splošno velja, da navzkrižno povezovanje visokovalentnih kovinskih ionov poteka predvsem prek večjedrnih hidroksilnih premostitvenih ionov, ki jih je enostavno kombinirati s skupinami karboksilne kisline, da tvorijo polimere z večdimenzionalno prostorsko strukturo. Xu Kai et al. proučevali reološke lastnosti serije Zr(IV), Al(III), Ti(IV), Cr(III) in Fe(III) z visoko cenovno zamreženo karboksimetil hidroksipropil celulozo (CMHPC) in termično stabilnost, izgubo filtracije , zmogljivost suspendiranega peska, ostanki lomljenja lepila in združljivost soli po nanosu. Rezultati so pokazali, da ima kovinski zamreževalec lastnosti, potrebne za cementno sredstvo tekočine za lomljenje naftnih vrtin.

3. Izboljšanje učinkovitosti in tehnični razvoj celuloznega etra z modifikacijo zamreženja

3.1 Barva in konstrukcija
Celulozni eter predvsem HEC, HPMC, HEMC in MC se bolj uporabljajo na področju gradbeništva, premazovanja, ta vrsta celuloznega etra mora imeti dobro vodoodpornost, zgoščevanje, odpornost na sol in temperaturo, strižno odpornost, pogosto se uporablja v cementni malti, barvi iz lateksa , lepilo za keramične ploščice, barve za zunanje stene, laki itd. Zaradi zgradbe morajo imeti zahteve na področju prevleke materiali dobro mehansko trdnost in stabilnost, na splošno izbrati zamreževalno sredstvo za eterificiranje za premreževalno modifikacijo celuloznega etra, kot je uporaba epoksi halogeniranega alkana, zamreževalnega sredstva z borovo kislino za premreževanje, lahko izboljša izdelek viskoznost, odpornost na sol in temperaturo, strižna odpornost in mehanske lastnosti.
3.2 Področja medicine, hrane in dnevnih kemikalij
MC, HPMC in CMC v vodotopnem celuloznem etru se pogosto uporabljajo v farmacevtskih premaznih materialih, farmacevtskih dodatkih za počasno sproščanje ter tekočem farmacevtskem zgoščevalcu in stabilizatorju emulzije. CMC se lahko uporablja tudi kot emulgator in zgoščevalec v jogurtu, mlečnih izdelkih in zobni pasti. HEC in MC se uporabljata na dnevnem kemičnem področju za zgoščevanje, disperzijo in homogenizacijo. Ker področje medicine, hrane in dnevne kemije potrebuje varne in nestrupene materiale, se lahko za to vrsto celuloznega etra uporabijo fosforna kislina, karboksilna kislina zamreževalno sredstvo, sulfhidrilno zamreževalno sredstvo itd., po modifikaciji zamreženja, lahko izboljšati viskoznost izdelka, biološko stabilnost in druge lastnosti.
HEC se redko uporablja na področju medicine in hrane, ker pa je HEC neionski celulozni eter z močno topnostjo, ima edinstvene prednosti pred MC, HPMC in CMC. V prihodnosti ga bodo zamrežili z varnimi in nestrupenimi zamreževalci, kar bo imelo velik razvojni potencial na področju medicine in prehrane.
3.3 Območja vrtanja in proizvodnje nafte
CMC in karboksilirani celulozni eter se običajno uporabljata kot sredstvo za obdelavo industrijskega vrtalnega blata, sredstvo za izgubo tekočine, sredstvo za zgoščevanje. Kot neionski celulozni eter se HEC pogosto uporablja tudi na področju vrtanja nafte zaradi dobrega učinka zgoščevanja, močne zmogljivosti in stabilnosti suspenzije peska, toplotne odpornosti, visoke vsebnosti soli, nizkega upora cevovoda, manjše izgube tekočine, hitre gume lomljenje in malo ostankov. Trenutno je več raziskav o uporabi zamreževalnih sredstev z borovo kislino in kovinskih zamreževalnih sredstev za modifikacijo CMC, ki se uporablja na polju vrtanja nafte, raziskave o zamreževanju modifikacije neionskega celuloznega etra poročajo manj, vendar hidrofobna modifikacija neionskega celuloznega etra, ki kaže pomembno viskoznost, temperaturna in solna odpornost ter strižna stabilnost, dobra disperzija in odpornost proti biološki hidrolizi. Po zamreževanju z borovo kislino, kovino, epoksidom, epoksi halogeniranimi alkani in drugimi zamreževalnimi sredstvi je celulozni eter, ki se uporablja pri vrtanju in proizvodnji nafte, izboljšal zgoščevanje, odpornost na sol in temperaturo, stabilnost itd., kar ima veliko možnosti za uporabo v prihodnost.
3.4 Druga polja
Celulozni eter zaradi zgoščevanja, emulgiranja, tvorjenja filma, koloidne zaščite, zadrževanja vlage, adhezije, anti-občutljivosti in drugih odličnih lastnosti, ki se poleg zgornjih področij širše uporablja tudi pri izdelavi papirja, keramiki, tekstilnem tiskanju in barvanju, reakcija polimerizacije in druga področja. V skladu z zahtevami glede lastnosti materiala na različnih področjih se lahko za modifikacijo zamreženja uporabljajo različna sredstva za zamreženje, ki ustrezajo zahtevam uporabe. Na splošno lahko zamreženi celulozni eter razdelimo v dve kategoriji: zaetreni zamreženi celulozni eter in zaestreni zamreženi celulozni eter. Aldehidi, epoksidi in drugi zamreževalci reagirajo z -Oh na celuloznem etru in tvorijo vez eter-kisik (-O-), ki spada med zamreževalce za eterifikacijo. Karboksilna kislina, fosfid, borova kislina in druga sredstva za zamreženje reagirajo z -OH na celuloznem etru, da tvorijo estrske vezi, ki spadajo med sredstva za zamreženje zaestrenja. Karboksilna skupina v CMC reagira z -OH v zamreževalnem sredstvu, da proizvede zaestreni zamreženi celulozni eter. Trenutno je malo raziskav o tovrstni modifikaciji zamreženja in v prihodnosti je še vedno prostor za razvoj. Ker je stabilnost etrske vezi boljša od stabilnosti estrske vezi, ima zamreženi celulozni eter etra močnejšo stabilnost in mehanske lastnosti. Glede na različna področja uporabe je mogoče izbrati ustrezno sredstvo za zamreženje za modifikacijo zamreževanja celuloznega etra, da dobimo izdelke, ki ustrezajo potrebam uporabe.

4. Sklep

Trenutno industrija uporablja glioksal za zamreženje celuloznega etra, da bi odložili čas raztapljanja in rešili problem strjevanja izdelka med raztapljanjem. Glyoxal zamreženi celulozni eter lahko spremeni samo svojo topnost, vendar nima očitnega izboljšanja drugih lastnosti. Trenutno se uporaba drugih zamreževalnih sredstev razen glioksala za zamreženje celuloznega etra le redko preučuje. Ker se celulozni eter pogosto uporablja pri vrtanju nafte, gradbeništvu, premazovanju, hrani, medicini in drugih industrijah, imajo njegova topnost, reologija in mehanske lastnosti ključno vlogo pri njegovi uporabi. Z modifikacijo zamreženja lahko izboljša zmogljivost svoje aplikacije na različnih področjih, tako da zadosti potrebam aplikacije. Na primer, karboksilna kislina, fosforna kislina, sredstvo za zamreženje borove kisline za esterificiranje celuloznega etra lahko izboljšajo svojo učinkovitost uporabe na področju hrane in zdravil. Vendar pa aldehidov zaradi njihove fiziološke toksičnosti ni mogoče uporabiti v živilski in medicinski industriji. Borova kislina in sredstva za zamreženje kovin pomagajo izboljšati učinkovitost tekočine za lomljenje nafte in plina po zamreženju celuloznega etra, ki se uporablja pri vrtanju nafte. Druga alkilna sredstva za zamreženje, kot je epiklorohidrin, lahko izboljšajo viskoznost, reološke lastnosti in mehanske lastnosti celuloznega etra. Z nenehnim razvojem znanosti in tehnologije se zahteve različnih industrij glede lastnosti materialov nenehno izboljšujejo. Da bi izpolnili zahteve glede učinkovitosti celuloznega etra na različnih področjih uporabe, imajo prihodnje raziskave zamreženja celuloznega etra široke možnosti za razvoj.