Карактеристике, припрема и примена целулозног етра у индустрији

Размотрене су врсте, методе припреме, својства и карактеристике целулозног етра, као и примена целулозног етра у нафтној, грађевинској, папирној, текстилној, медицинској, прехрамбеној, фотоелектричним материјалима и свакодневној хемијској индустрији. Уведене су неке нове варијанте деривата целулозног етра са перспективом развоја и размотрене су могућности њихове примене.

Кључне речи:целулозни етар; Перформансе; Апликација; Деривати целулозе

Целулоза је врста природног полимерног једињења. Његова хемијска структура је полисахаридни макромолекул са анхидрованом β-глукозом као базним прстеном, са једном примарном хидроксилном групом и две секундарне хидроксилне групе на сваком базном прстену. Хемијском модификацијом може се добити низ деривата целулозе, један од њих је целулозни етар. Целулозни етар се добија реакцијом целулозе и НаОХ, а затим се етеризује са различитим функционалним мономерима као што су метан хлорид, етилен оксид, пропилен оксид итд., испирањем соли нуспроизвода и натријум целулозе. Целулозни етар је важан дериват целулозе, може се широко користити у медицини и здравству, дневној хемијској, папирној, прехрамбеној, медицинској, грађевинској, материјалној и другим индустријама. Стога развој и коришћење целулозног етра има позитиван значај за свеобухватно коришћење обновљивих ресурса биомасе, развој нових материјала и нових технологија.

1. Класификација и припрема целулозног етра

Класификација етра целулозе је генерално подељена у четири категорије према њиховим јонским својствима.

1.1 Нејонски етар целулозе

Нејонски целулозни етар је углавном целулозни алкил етар, метода припреме је реакцијом целулозе и НаОХ, а затим са разним функционалним мономерима као што су метан хлорид, етилен оксид, реакција етерификације пропилен оксида, а затим испирањем нуспроизвода соли и натријум целулозе да се добије. Главни етар метил целулозе, етар метил хидроксиетил целулозе, етар метил хидроксипропил целулозе, етар хидроксиетил целулозе, етар цијаноетил целулозе, етар хидроксибутил целулозе. Његова примена је веома широка.

1.2 Ањонски етар целулозе

Ањонски етар целулозе је углавном натријум карбоксиметил целулоза, натријум карбоксиметил хидроксиетил целулоза. Метода припреме је реакцијом целулозе и НаОХ, а затим етерификована са монохлорсирћетном киселином или етилен оксидом, пропилен оксидом, а затим испрати со нуспроизвода и натријум целулоза да се добије.

1.3 катјонски етар целулозе

Катионски етар целулозе је углавном 3 – хлор – 2 – хидроксипропил триметил амонијум хлорид целулозни етар. Метода припреме је реакцијом целулозе и НаОХ, а затим катјонског етерификационог агенса 3 – хлор – 2 – хидроксипропил триметил амонијум хлорид или етилен оксид, пропилен оксид заједно са реакцијом етерификације, а затим испирањем нуспроизвода соли и натријума целулозу добити.

1.4 Цвитерјонски етар целулозе

Цвитерјонски етар целулозе има и ањонске и катјонске групе у молекулском ланцу, начин припреме је реакцијом целулозе и НаОХ, а затим реакцијом етерификације са хлоросирћетном киселином и катјонским етерификујућим агенсом 3 – хлор – 2 хидроксипропил триметил амонијум хлорид, а затим испирање нуспроизводом соли и натријум целулозе и добија се.

2.особине и карактеристике целулозног етра

2.1 Карактеристике изгледа

Целулозни етар је углавном бео или млечно бео, без укуса, нетоксичан, са флуидношћу влакнастог праха, лако апсорбује влагу, растворен у води у провидни вискозни стабилни колоид.

2.2 Формирање филма и адхезија

Етерификација целулозног етра има велики утицај на његова својства, као што су растворљивост, способност стварања филма, јачина везе и толеранција соли. Целулозни етар има високу механичку чврстоћу, флексибилност, отпорност на топлоту и хладноћу, и има добру компатибилност са разним смолама и пластификаторима, може се користити за производњу пластике, филмова, лакова, лепкова, латекса и фармацеутских материјала за облагање.

2.3 Растворљивост

Метил целулоза растворљива у хладној води, нерастворљива у врућој води, али такође растворљива у неким органским растварачима; Метил хидроксиетил целулоза растворљива у хладној води, нерастворљива у топлој води и органским растварачима. Али када се водени раствор метил целулозе и метил хидроксиетил целулозе загреје, метил целулоза и метил хидроксиетил целулоза ће се исталожити. Метил целулоза се исталожи на 45 ~ 60 ℃, док се мешана етеризована метил хидроксиетил целулоза исталожи на 65 ~ 80 ℃. Када температура падне, преципитати се поново растварају.

Натријум хидроксиетил целулоза и карбоксиметил хидроксиетил целулоза су растворљиве у води на било којој температури, али нерастворљиве у органским растварачима (са неколико изузетака).

2.4 Згушњавање

Етар целулозе је растворен у води у колоидном облику, а његов вискозитет зависи од степена полимеризације целулозног етра. Раствор садржи макромолекуле хидратације. Због преплитања макромолекула, понашање течења раствора се разликује од понашања Њутнових течности, али показује понашање које варира са променом сила смицања. Због макромолекуларне структуре целулозног етра, вискозност раствора се брзо повећава са повећањем концентрације и брзо опада са повећањем температуре.

2.5 Разградивост

У воденој фази се користи етар целулозе. Све док је вода присутна, бактерије ће расти. Раст бактерија доводи до производње ензима бактерија. Бактерије ензима су учиниле да се несупституисана дехидрирана јединица глукозе веза поред целулозног етра разбије и молекулска тежина полимера се смањи. Стога, ако водени раствор целулозног етра треба да се чува дуже време, треба му додати конзерванс, чак и ако се користи антибактеријски етар целулозе.

3.примена целулозног етра у индустрији

3.1 Нафтна индустрија

Натријум карбоксиметил целулоза се углавном користи у експлоатацији нафте. Користи се у производњи блата за повећање вискозитета и смањење губитка воде. Може се одупрети разним загађењима растворљивим солима и побољшати стопу поврата уља.

Натријум карбоксиметил хидроксипропил целулоза и натријум карбоксиметил хидроксиетил целулоза су врста бољег средства за третман исплаке за бушење и припрему материјала за завршетак течности, високу брзину пулпе, отпорност на соли, отпорност на калцијум, добру способност вискозификације, отпорност на температуру (160 ℃). Погодан за припрему слатке воде, морске воде и засићене слане воде за бушење, под тежином калцијум хлорида може се мешати у различите густине (103 ~ 1279 / цм3) течности за бушење и учинити да има одређени вискозитет и ниску филтрацију капацитет, његов вискозитет и капацитет филтрације су бољи од хидроксиетил целулозе, добар је адитиви за производњу уља. Натријум карбоксиметил целулоза се широко користи у процесу експлоатације деривата целулозе, у течности за бушење, течности за цементирање, течности за фрактурисање и побољшању производње нафте, посебно у потрошњи течности за бушење је већа, главна полијетања и слетање филтрација и вискозификација.

Хидроксиетил целулоза се користи у процесу бушења, завршетка и цементирања као стабилизатор згушњавања исплаке. Због тога што се хидроксиетил целулоза и натријум карбоксиметил целулоза, гуар гума у ​​поређењу са добрим ефектом згушњавања, суспензијским песком, високим садржајем соли, добром отпорношћу на топлоту и малом отпорношћу, мањим губитком течности, сломљеним гуменим блоком, ниским карактеристикама остатака, широко користе.

3.2 Грађевинарство и индустрија премаза

Додатак малтеру за грађевинарство и малтерисање: натријум карбоксиметил целулоза се може користити као средство за успоравање, средство за задржавање воде, згушњивач и везиво, може се користити као малтер од гипсаног и цементног дна, дисперзант материјала за малтер и тло, средство за задржавање воде, згушњивач. То је врста специјалног додатка малтеру за зидање и малтерисање за блокове од газираног бетона од карбоксиметил целулозе, који може побољшати обрадивост, задржавање воде и отпорност на пуцање малтера и избећи пуцање и удубљење зида блока.

Материјали за декорацију грађевинске површине: Цао Мингкиан и друга метил целулоза направљена од врсте материјала за декорацију површине за заштиту животне средине, његов производни процес је једноставан, чист, може се користити за зидове високог квалитета, површину камених плочица, такође се може користити за стубове , декорација површине таблета. Хуанг Јианпинг од карбоксиметил целулозе је врста заптивача за керамичке плочице, који има јаку силу везивања, добру способност деформације, не ствара пукотине и пада, добар водоотпоран ефекат, светле и шарене боје, са одличним декоративним ефектом.

Примена у премазима: Метил целулоза и хидроксиетил целулоза се могу користити као стабилизатор, згушњивач и средство за задржавање воде за премазе од латекса, осим тога, могу се користити и као дисперзант, вискозификатор и средство за формирање филма за обојене цементне премазе. Додавање целулозног етра са одговарајућим спецификацијама и вискозитетом у латекс боју може побољшати перформансе конструкције латекс боје, спречити прскање, побољшати стабилност складиштења и моћ покривања. Главно поље потрошача у иностранству су премази од латекса, стога производи од целулозног етра често постају први избор згушњивача боје латекса. На пример, модификовани метил хидроксиетил целулозни етар може задржати водећу позицију у згушњивачу латекс боје због својих добрих свеобухватних својстава. На пример, пошто целулозни етар има јединствене карактеристике термичког гела и растворљивост, отпорност на соли, отпорност на топлоту и има одговарајућу површинску активност, може се користити као средство за задржавање воде, средство за суспензију, емулгатор, агенс за формирање филма, мазиво, везиво и реолошки амандман .

3.3 Индустрија папира

Адитиви за мокри папир: ЦМЦ се може користити као дисперзант влакана и појачивач папира, може се додати у целулозу, јер натријум карбоксиметил целулоза и честице пулпе и паковања имају исти набој, могу повећати равномерност влакана, побољшати снагу папир. Као појачивач који се додаје унутар папира, повећава сарадњу између влакана и може побољшати затезну чврстоћу, отпорност на ломљење, равномерност папира и друге физичке индексе. Натријум карбоксиметил целулоза се такође може користити као средство за одређивање величине у пулпи. Поред сопственог степена димензионисања, може се користити и као заштитни агенс колофонија, АКД и других агенаса за димензионисање. Катионски етар целулозе се такође може користити као филтер за задржавање папира, побољшава стопу задржавања финих влакана и пунила, такође се може користити као ојачање папира.

Лепак за премазивање: Користи се за облагање папира, лепак за премазивање, може заменити сир, део латекса, тако да штампарско мастило лако продире, чиста ивица. Може се користити и као дисперзант пигмента, вискозификатор и стабилизатор.

Средство за одређивање величине површине: Натријум карбоксиметил целулоза се може користити као средство за одређивање површине папира, побољшава површинску чврстоћу папира, у поређењу са тренутном употребом поливинил алкохола, модификовани скроб након што се површинска чврстоћа може повећати за око 10%, доза се смањује за око 30%. То је обећавајуће средство за површинско димензионисање за производњу папира, а његове серије нових варијанти треба активно развијати. Катионски етар целулозе има боље перформансе величине површине од катјонског скроба, не само да може побољшати површинску чврстоћу папира, већ може побољшати и апсорпцију мастила папира, повећати ефекат бојења, такође је обећавајуће средство за површинско димензионисање.

3.4 Текстилна индустрија

У текстилној индустрији, целулозни етар се може користити као средство за одређивање величине, средство за изравнавање и средство за згушњавање текстилне пулпе.

Средство за димензионирање: целулозни етар као што је натријум карбоксиметил целулоза, хидроксиетил карбоксиметил целулозни етар, хидроксипропил карбоксиметил целулозни етар и друге варијанте се могу користити као агенс за димензионирање и није лако покварити и обликовати, штампање и бојење, без одстрањивања боје, може се постићи уједначено бојење колоид у води.

Средство за нивелисање: може побољшати хидрофилну и осмотску моћ боје, јер је промена вискозитета мала, лако се подешава разлика у боји; Катионски етар целулозе такође има ефекат бојења и бојења.

Средство за згушњавање: натријум карбоксиметил целулоза, хидроксиетил карбоксиметил целулозни етар, хидроксипропил карбоксиметил целулозни етар може се користити као средство за згушњавање суспензије за штампање и бојење, са малим остатком, високе карактеристике боје, је класа веома потенцијалних текстилних адитива.

3.5 Индустрија кућне хемије

Стабилни вискозификатор: Натријум метилцелулоза у чврстим прашкастим производима пасте од сировог материјала игра стабилност суспензије дисперзије, у течној или емулзионој козметици за згушњавање, дисперговање, хомогенизацију и друге улоге. Може се користити као стабилизатор и вискозификатор.

Стабилизатор за емулзију: урадите маст, емулгатор за шампон, средство за згушњавање и стабилизатор. Натријум карбоксиметил хидроксипропил целулоза се може користити као стабилизатор лепка за пасту за зубе, са добрим тиксотропним својствима, тако да паста за зубе има добру формабилност, дуготрајну деформацију, уједначен и деликатан укус. Отпорност на соли натријум карбоксиметил хидроксипропил целулозе, отпорност на киселине је супериорна, ефекат је далеко бољи од карбоксиметил целулозе, може се користити као детерџент у вискозификатору, средство за спречавање везивања прљавштине.

Дисперзиони згушњивач: У производњи детерџената, општа употреба натријум карбоксиметил целулозе као детерџент за распршивање прљавштине, течни детерџент за згушњавање и дисперзант.

3.6 Фармацеутска и прехрамбена индустрија

У фармацеутској индустрији, хидроксипропил карбоксиметил целулоза се може користити као ексципијенти лека, широко се користи у оралним препаратима са контролисаним ослобађањем и продуженим ослобађањем, као материјал за блокирање ослобађања за регулисање ослобађања лекова, као материјал за облагање агенс за продужено ослобађање, пелете са продуженим ослобађањем , капсуле са продуженим ослобађањем. Највише се користи метил карбоксиметил целулоза, етил карбоксиметил целулоза, као што је МЦ се често користи у производњи таблета и капсула, или обложене шећером обложене таблете.

Квалитетни разред целулозног етра може се користити у прехрамбеној индустрији, у разним врстама хране је ефикасан агенс за згушњавање, емулгатор, стабилизатор, ексципијент, средство за задржавање воде и механичко средство за пењење. Метил целулоза и хидроксипропил метил целулоза су препознате као нештетне метаболичке инертне супстанце. Карбоксиметил целулоза високе чистоће (99,5% или више) може се додати у храну, као што су производи од млека и креме, зачини, џемови, желе, конзерве, стони сирупи и пића. Чистоћа од више од 90% карбоксиметил целулозе може се користити у аспектима који се односе на храну, као што су примењени на транспорт и складиштење свежег воћа, пластична фолија има добар ефекат очувања, мање загађења, нема оштећења, лако се механизује предности производње.

3.7 Оптички и електрични функционални материјали

Стабилизатор за згушњавање електролита: због високе чистоће целулозног етра, добре отпорности на киселине, отпорности на соли, посебно гвожђа и тешких метала је низак, тако да је колоид веома стабилан, погодан за алкалну батерију, стабилизатор за згушњавање електролита цинк манган батерије.

Материјали са течним кристалима: Од 1976. године, прво откриће хидроксипропил целулозе – водени систем течног кристала, пронађено је у одговарајућем органском раствору, многи деривати целулозе у високој концентрацији могу да формирају анизотропни раствор, на пример, хидроксипропил целулоза и њен ацетат, пропионат , бензоат, фталат, ацетоксиетил целулоза, хидроксиетил целулоза, итд. Поред формирања колоидног јонског раствора течних кристала, неки естри хидроксипропил целулозе такође показују ово својство.

Многи етри целулозе показују термотропна својства течних кристала. Ацетил хидроксипропил целулоза формира термогени холестерски течни кристал испод 164 ℃. Ацетоацетат хидроксипропил целулоза, трифлуороацетат хидроксипропил целулоза, хидроксипропил целулоза и њени деривати, етил хидроксипропил целулоза, триметилсилиццелулоза и бутилдиметилсилиццелулоза, хептил целулоза и бутоксилетил целулоза и бутоксилетил целулоза, сви течни кристали целулозе, ацетат хидроксиетил, целулоза итд. Неки естри целулозе као што су бензоат целулозе, п-метоксибензоат и п-метилбензоат, целулозни хептанат могу да формирају термогене холестеричне течне кристале.

Електрични изолациони материјал: агенс за етерификацију цијаноетил целулозе за акрилонитрил, његова висока диелектрична константа, мали коефицијент губитка, може се користити као матрица смоле за фосфор и електролуминисцентне лампе и изолација трансформатора.

4. Завршне речи

Коришћење хемијске модификације за добијање деривата целулозе са посебним функцијама је ефикасан начин да се пронађе нова употреба целулозе, највеће природне органске материје на свету. Као један од деривата целулозе, целулозни етар, као што су физиолошки нешкодљиви полимерни материјали без загађења, растворљиви у води, због својих одличних својстава, користи се у многим индустријама и имаће ширу перспективу за развој.