Egenskaper, beredning och applicering av cellulosaeter i industrin

Cellulosaeters typer, beredningsmetoder, egenskaper och egenskaper granskades, liksom tillämpningarna av cellulosaeter inom petroleum, konstruktion, papperstillverkning, textil, medicin, livsmedel, fotoelektriska material och daglig kemisk industri. Några nya varianter av cellulosaeterderivat med utvecklingsmöjligheter introducerades och deras tillämpningsmöjligheter undersöktes.

Nyckelord:cellulosaeter; Prestanda; Ansökan; Cellulosaderivat

Cellulosa är en slags naturlig polymerförening. Dess kemiska struktur är en polysackaridmakromolekyl med vattenfri β-glukos som basring, med en primär hydroxylgrupp och två sekundära hydroxylgrupper på varje basring. Genom kemisk modifiering kan en serie cellulosaderivat erhållas, cellulosaeter är en av dem. Cellulosaeter erhålls genom reaktion mellan cellulosa och NaOH och sedan eteriseras med olika funktionella monomerer såsom metanklorid, etylenoxid, propylenoxid, etc. genom att tvätta biproduktsaltet och natriumcellulosa. Cellulosaeter är ett viktigt derivat av cellulosa, kan användas i stor utsträckning inom medicin och hälsa, dagliga kemikalier, papper, mat, medicin, konstruktion, material och andra industrier. Därför har utvecklingen och användningen av cellulosaeter positiv betydelse för det omfattande utnyttjandet av förnybara biomassaresurser, utvecklingen av nya material och ny teknik.

1. Klassificering och beredning av cellulosaeter

Klassificeringen av cellulosaetrar är generellt indelad i fyra kategorier efter deras joniska egenskaper.

1.1 Nonjonisk cellulosaeter

Nonjonisk cellulosaeter är huvudsakligen cellulosaalkyleter, framställningsmetoden är genom cellulosa- och NaOH-reaktion, och sedan med en mängd olika funktionella monomerer såsom metanklorid, etylenoxid, propylenoxidföretringsreaktion och sedan genom att tvätta biprodukten salt och natriumcellulosa att få. Den huvudsakliga metylcellulosaetern, metylhydroxietylcellulosaeter, metylhydroxipropylcellulosaeter, hydroxietylcellulosaeter, cyanoetylcellulosaeter, hydroxibutylcellulosaeter. Dess tillämpning är mycket bred.

1.2 Anjonisk cellulosaeter

Anjonisk cellulosaeter är huvudsakligen karboximetylcellulosanatrium, karboximetylhydroxietylcellulosanatrium. Framställningsmetoden är genom reaktion av cellulosa och NaOH, och sedan företra med monoklorättiksyra eller etylenoxid, propylenoxid, och tvätta sedan biproduktsaltet och natriumcellulosa för att få.

1,3 katjonisk cellulosaeter

Katjonisk cellulosaeter är huvudsakligen 3 – klor – 2 – hydroxipropyltrimetylammoniumkloridcellulosaeter. Framställningsmetoden är genom reaktion av cellulosa och NaOH, och sedan det katjoniska företringsmedlet 3 – klor – 2 – hydroxipropyltrimetylammoniumklorid eller etylenoxid, propylenoxid tillsammans med företringsreaktion, och sedan genom att tvätta biprodukten salt och natrium cellulosa att få.

1.4 Zwitterjonisk cellulosaeter

Zwitterjonisk cellulosaeter har både anjoniska grupper och katjoniska grupper på molekylkedjan, framställningsmetoden är genom cellulosa- och NaOH-reaktion, och sedan med en klorättiksyra och katjoniskt företringsmedel 3 – klor – 2 hydroxipropyltrimetylammoniumkloridföretringsreaktion, och tvättas sedan. biprodukt salt och natriumcellulosa och erhålls.

2. egenskaperna och egenskaperna hos cellulosaeter

2.1 Utseendefunktioner

Cellulosaeter är i allmänhet vit eller mjölkvit, smaklös, giftfri, med flytande fiberpulver, lätt att absorbera fukt, löst i vatten till en transparent viskös stabil kolloid.

2.2 Filmbildning och vidhäftning

Företringen av cellulosaeter har stor inverkan på dess egenskaper, såsom löslighet, filmbildande förmåga, bindningsstyrka och salttolerans. Cellulosater har hög mekanisk styrka, flexibilitet, värmebeständighet och köldbeständighet, och har god kompatibilitet med en mängd olika hartser och mjukgörare, kan användas för att tillverka plaster, filmer, fernissor, lim, latex och farmaceutiska beläggningsmaterial.

2.3 Löslighet

Metylcellulosa löslig i kallt vatten, olöslig i varmt vatten, men också löslig i vissa organiska lösningsmedel; Metylhydroxietylcellulosa löslig i kallt vatten, olöslig i varmt vatten och organiska lösningsmedel. Men när vattenlösningen av metylcellulosa och metylhydroxietylcellulosa upphettas, kommer metylcellulosa och metylhydroxietylcellulosa att fällas ut. Metylcellulosa fälldes ut vid 45 ~ 60 ℃, medan blandad eteriserad metylhydroxietylcellulosa fälldes ut vid 65 ~ 80 ℃. När temperaturen sjunker löses fällningarna upp igen.

Natriumhydroxietylcellulosa och karboximetylhydroxietylcellulosa är lösliga i vatten vid vilken temperatur som helst, men olösliga i organiska lösningsmedel (med några få undantag).

2.4 Förtjockning

Cellulosaeter löses i vatten i kolloidal form, och dess viskositet beror på graden av polymerisation av cellulosaeter. Lösningen innehåller makromolekyler av hydratisering. På grund av sammantrassling av makromolekyler skiljer sig lösningens flödesbeteende från det för newtonska vätskor, men uppvisar ett beteende som varierar med förändringen av skjuvkrafter. På grund av den makromolekylära strukturen hos cellulosaeter ökar lösningens viskositet snabbt med ökande koncentration och minskar snabbt med ökande temperatur.

2.5 Nedbrytbarhet

Cellulosaeter används i vattenfasen. Så länge det finns vatten kommer bakterier att växa. Tillväxt av bakterier leder till produktion av enzymbakterier. Enzymbakterierna gjorde att den osubstituerade dehydratiserade glukosenhetsbindningen intill cellulosaetern bröts och polymerens molekylvikt minskade. Om en vattenlösning av cellulosaeter ska konserveras under en längre tid bör därför ett konserveringsmedel tillsättas, även om antibakteriell cellulosaeter används.

3.tillämpningen av cellulosaeter i industrin

3.1 Petroleumindustrin

Natriumkarboximetylcellulosa används huvudsakligen i petroleumutvinning. Det används vid tillverkning av lera för att öka viskositeten och minska vattenförlusten. Det kan motstå olika lösliga saltföroreningar och förbättra oljeutvinningshastigheten.

Natriumkarboximetylhydroxipropylcellulosa och natriumkarboximetylhydroxietylcellulosa är ett slags bättre behandlingsmedel för borrslam och beredning av kompletteringsvätskematerial, hög massahastighet, saltbeständighet, kalciumbeständighet, god viskositetsförmåga, temperaturbeständighet (160 ℃). Lämplig för beredning av färskvatten, havsvatten och mättad saltvatten borrvätska, under vikten av kalciumklorid kan blandas i en mängd olika densiteter (103 ~ 1279 / cm3) borrvätska, och göra den har en viss viskositet och låg filtrering kapacitet, dess viskositet och filtreringskapacitet är bättre än hydroxietylcellulosa, är en bra oljeproduktionstillsatser. Natriumkarboximetylcellulosa används i stor utsträckning i processen för petroleumexploatering av cellulosaderivat, i borrvätska, cementeringsvätska, sprickvätska och förbättra oljeproduktionen används, särskilt i borrvätskeförbrukningen är större, den huvudsakliga start- och landningsfiltrering och viskosifiering.

Hydroxietylcellulosa används i processen för borrning, komplettering och cementering som en lera förtjockande stabilisator. Eftersom hydroxietylcellulosa och natriumkarboximetylcellulosa, guargummi jämfört med god förtjockningseffekt, suspensionssand, hög salthalt, bra värmebeständighet och liten motståndskraft, har mindre vätskeförlust, brutet gummiblock, låga restegenskaper använts i stor utsträckning.

3.2 Bygg- och beläggningsindustrin

Byggnads- och putsbruksblandning: natriumkarboximetylcellulosa kan användas som retarderingsmedel, vattenretentionsmedel, förtjockningsmedel och bindemedel, kan användas som gipsbotten och cementbottenputs, dispergeringsmedel för murbruk och markutjämnande material, vattenretentionsmedel, förtjockningsmedel. Det är en sorts speciell murbruks- och gipsbruksblandning för lättbetongblock gjorda av karboximetylcellulosa, som kan förbättra bearbetbarheten, vattenretentionen och sprickbeständigheten hos murbruk och undvika sprickbildning och ihålighet i blockväggen.

Byggytedekorationsmaterial: Cao Mingqian och annan metylcellulosa gjord av ett slags miljöskyddsmaterial för byggnadsytdekoration, dess produktionsprocess är enkel, ren, kan användas för högkvalitativ vägg, stenplattor, kan också användas för kolumn , dekoration av surfplattor. Huang Jianping gjord av karboximetylcellulosa är ett slags keramisk kakelförsegling, som har stark bindningskraft, god deformationsförmåga, inte producerar sprickor och faller av, bra vattentät effekt, ljus och färgstark färg, med utmärkt dekorativ effekt.

Applicering i beläggningar: Metylcellulosa och hydroxietylcellulosa kan användas som stabilisator, förtjockningsmedel och vattenhållande medel för latexbeläggningar, kan dessutom användas som dispergeringsmedel, viskositetsmedel och filmbildande medel för färgade cementbeläggningar. Att tillsätta cellulosaeter med lämpliga specifikationer och viskositet till latexfärg kan förbättra konstruktionsprestandan hos latexfärg, förhindra stänk, förbättra lagringsstabilitet och täckkraft. Det huvudsakliga konsumentområdet utomlands är latexbeläggningar, därför blir cellulosaeterprodukter ofta det första valet av latexfärgförtjockningsmedel. Till exempel kan den modifierade metylhydroxietylcellulosaetern behålla den ledande positionen i förtjockningsmedlet för latexfärg på grund av dess goda omfattande egenskaper. Till exempel, eftersom cellulosaeter har unika termiska gelegenskaper och löslighet, saltbeständighet, värmebeständighet och har lämplig ytaktivitet, kan den användas som ett vattenretentionsmedel, suspensionsmedel, emulgeringsmedel, filmbildande medel, smörjmedel, bindemedel och reologiskt tillsatsmedel. .

3.3 Pappersindustri

Pappersvåta tillsatser: CMC kan användas som ett fiberdispergeringsmedel och pappersförstärkare, kan tillsättas till massan, eftersom natriumkarboximetylcellulosa och massa och packningspartiklar har samma laddning, kan öka fiberns jämnhet, förbättra styrkan hos papper. Som en förstärkare inuti papperet ökar den bindningssamverkan mellan fibrerna och kan förbättra draghållfastheten, brotthållfastheten, pappersjämnheten och andra fysiska index. Natriumkarboximetylcellulosa kan också användas som limningsmedel i massan. Förutom sin egen limningsgrad kan den även användas som skyddsmedel för kolofonium, AKD och andra limningsmedel. Katjonisk cellulosaeter kan också användas som pappersretentionshjälpfilter, förbättra retentionshastigheten för fina fibrer och fyllmedel, kan också användas som pappersförstärkning.

Beläggning lim: Används för beläggning bearbetning pappersbeläggning lim, kan ersätta ost, en del av latex, så att tryckfärg lätt att penetrera, klar kant. Det kan också användas som pigmentdispergeringsmedel, viskositetsmedel och stabilisator.

Ytlimningsmedel: Natriumkarboximetylcellulosa kan användas som limningsmedel för papper, förbättra papperets ytstyrka jämfört med den nuvarande användningen av polyvinylalkohol, modifierad stärkelse efter att ytstyrkan kan ökas med cirka 10%, dosen reduceras med cirka 30 %. Det är ett lovande ytlimningsmedel för papperstillverkning, och dess serie av nya sorter bör utvecklas aktivt. Katjonisk cellulosaeter har bättre ytlimningsprestanda än katjonisk stärkelse, kan inte bara förbättra papperets ytstyrka, utan kan också förbättra bläckabsorptionen av papper, öka färgningseffekten, är också ett lovande ytlimningsmedel.

3.4 Textilindustrin

Inom textilindustrin kan cellulosaeter användas som limningsmedel, utjämningsmedel och förtjockningsmedel för textilmassa.

Limningsmedel: cellulosaeter som natriumkarboximetylcellulosa, hydroxietylkarboximetylcellulosaeter, hydroxipropylkarboximetylcellulosaeter och andra sorter kan användas som limningsmedel, och inte lätt att försämras och forma, trycka och färga, utan avlimning, främja färg kan erhålla enhetlig kolloid i vatten.

Utjämningsmedel: kan förbättra färgämnets hydrofila och osmotiska kraft, eftersom viskositetsförändringen är liten, lätt att justera färgskillnaden; Katjonisk cellulosaeter har också färgande och färgande effekt.

Förtjockningsmedel: natriumkarboximetylcellulosa, hydroxietylkarboximetylcellulosaeter, hydroxipropylkarboximetylcellulosaeter kan användas som förtjockningsmedel för tryck- och färgningsslam, med små rester, egenskaper med hög färghastighet, är en klass av mycket potentiella textiltillsatser.

3.5 Hushållskemikalieindustri

Stabil viskositetsmedel: Natriummetylcellulosa i fasta pulverråvarupastaprodukter spelar en dispersionssuspensionsstabilitet, i vätske- eller emulsionskosmetika förtjockning, dispergering, homogenisering och andra roller. Den kan användas som stabilisator och viskositetsmedel.

Emulgerande stabilisator: gör salva, schampo emulgeringsmedel, förtjockningsmedel och stabilisator. Natriumkarboximetylhydroxipropylcellulosa kan användas som tandkrämslimstabilisator, med goda tixotropa egenskaper, så att tandkrämen har god formbarhet, långvarig deformation, enhetlig och delikat smak. Beständighet mot natriumkarboximetylhydroxipropylcellulosasalt, syrabeständighet är överlägsen, effekten är mycket bättre än karboximetylcellulosa, kan användas som rengöringsmedel i viskositetsmedlet, smutsförebyggande medel.

Dispersionsförtjockningsmedel: Vid tillverkning av tvättmedel, allmän användning av natriumkarboximetylcellulosa som tvättmedel, tvättmedel, smutsspridare, flytande förtjockningsmedel och dispergeringsmedel.

3.6 Läkemedels- och livsmedelsindustrin

Inom läkemedelsindustrin kan hydroxipropylkarboximetylcellulosa användas som läkemedelshjälpämnen, i stor utsträckning i orala läkemedelsskelett-kontrollerade frisättningspreparat och fördröjd frisättning, som ett frisättningsblockerande material för att reglera frisättningen av läkemedel, som beläggningsmaterial fördröjd frisättning, pellets med fördröjd frisättning , kapslar med fördröjd frisättning. Den mest använda är metylkarboximetylcellulosa, etylkarboximetylcellulosa, såsom MC används ofta vid tillverkning av tabletter och kapslar, eller dragerade sockerdragerade tabletter.

Kvalitetsklass av cellulosaeter kan användas inom livsmedelsindustrin, i en mängd olika livsmedel är ett effektivt förtjockningsmedel, emulgeringsmedel, stabilisator, hjälpämne, vattenkvarhållande medel och mekaniskt skummedel. Metylcellulosa och hydroxipropylmetylcellulosa har erkänts som icke-skadliga metaboliska inerta ämnen. Karboximetylcellulosa med hög renhet (99,5 % eller mer renhet) kan läggas till livsmedel, såsom mjölk- och gräddprodukter, kryddor, sylt, gelé, burkar, bordssirap och drycker. Renhet på mer än 90% karboximetylcellulosa kan användas i livsmedelsrelaterade aspekter, såsom appliceras på transport och lagring av färsk frukt, plastfolien har god konserveringseffekt, mindre föroreningar, inga skador, lätta till mekaniserade produktionsfördelar.

3.7 Optiska och elektriska funktionsmaterial

Elektrolytförtjockningsstabilisator: på grund av den höga renheten hos cellulosaeter är god syrabeständighet, saltbeständighet, särskilt järn- och tungmetallinnehåll låg, så kolloiden är mycket stabil, lämplig för alkaliska batterier, elektrolytstabilisator för zinkmanganbatterier.

Flytande kristallmaterial: Sedan 1976 har den första upptäckten av hydroxipropylcellulosa – vattensystem flytande kristaller askfas, hittats i lämplig organisk lösning, många cellulosaderivat i hög koncentration kan bilda anisotrop lösning, till exempel hydroxipropylcellulosa och dess acetat, propionat , bensoat, ftalat, acetylcellulosa, hydroxietylcellulosa, etc. Förutom att bilda kolloidal jonisk flytande kristalllösning visar vissa estrar av hydroxipropylcellulosa även denna egenskap.

Många cellulosaetrar uppvisar termotropiska flytande kristallegenskaper. Acetylhydroxipropylcellulosa bildade termogen kolesterisk flytande kristall under 164 ℃. Acetoacetathydroxipropylcellulosa, trifluoroacetathydroxipropylcellulosa, hydroxipropylcellulosa och dess derivat, etylhydroxipropylcellulosa, trimetylkiselcellulosa och butyldimetylkiselcellulosa, heptylcellulosa och butoxyetylcellulosa, hydroxietylcellulosaacetat, etc., alla visade termogen kolesterisk flytande kristall. Vissa cellulosaestrar såsom cellulosabensoat, p-metoxibensoat och p-metylbensoat, cellulosaheptanat kan bilda termogena kolesteriska flytande kristaller.

Elektriskt isoleringsmaterial: cyanoetylcellulosaföretrande medel för akrylnitril, dess höga dielektricitetskonstant, låga förlustkoefficient, kan användas som fosfor och elektroluminiscerande lampor hartsmatris och transformatorisolering.

4. Avslutande kommentarer

Att använda kemisk modifiering för att erhålla cellulosaderivat med speciella funktioner är ett effektivt sätt att hitta nya användningsområden för cellulosa, det största naturliga organiska materialet i världen. Som ett av cellulosaderivaten har cellulosaeter, såsom fysiologiskt ofarliga, föroreningsfria vattenlösliga polymermaterial på grund av dess utmärkta egenskaper, använts i många industrier och kommer att ha ett bredare perspektiv för utveckling.