Vattenlösliga cellulosaeterderivat

Tvärbindningsmekanismen, vägen och egenskaperna hos olika typer av tvärbindningsmedel och vattenlöslig cellulosaeter introducerades. Genom tvärbindningsmodifiering kan viskositeten, reologiska egenskaperna, lösligheten och mekaniska egenskaperna hos vattenlöslig cellulosaeter avsevärt förbättras, för att förbättra dess appliceringsprestanda. Enligt den kemiska strukturen och egenskaperna hos olika tvärbindare sammanfattades typerna av cellulosaetertvärbindningsmodifieringsreaktioner, och utvecklingsriktningarna för olika tvärbindare inom olika användningsområden för cellulosaeter sammanfattades. Med tanke på den utmärkta prestandan hos vattenlöslig cellulosaeter modifierad genom tvärbindning och de få studierna hemma och utomlands, har den framtida tvärbindningsmodifieringen av cellulosaeter breda utvecklingsmöjligheter. Detta är för referens för relevanta forskare och produktionsföretag.
Nyckelord: tvärbindningsmodifiering; Cellulosaeter; Kemisk struktur; Löslighet; Applikationsprestanda

Cellulosaeter på grund av dess utmärkta prestanda, som förtjockningsmedel, vattenretentionsmedel, lim, bindemedel och dispergeringsmedel, skyddskolloid, stabiliseringsmedel, suspensionsmedel, emulgeringsmedel och filmbildande medel, allmänt använt i beläggning, konstruktion, petroleum, daglig kemikalie, livsmedel och medicin och andra industrier. Cellulosaeter inkluderar huvudsakligen metylcellulosa,hydroxietylcellulosa,karboximetylcellulosa, etylcellulosa, hydroxipropylmetylcellulosa, hydroxietylmetylcellulosa och andra typer av blandad eter. Cellulosaeter är gjord av bomullsfiber eller träfiber genom alkalisering, företring, tvättcentrifugering, torkning, beredd malningsprocess, användningen av företringsmedel använder vanligtvis halogenerad alkan eller epoxialkan.
Men i appliceringsprocessen av vattenlöslig cellulosaeter kommer sannolikheten att möta speciell miljö, såsom hög och låg temperatur, syra-basmiljö, komplex jonisk miljö, dessa miljöer kommer att orsaka förtjockning, löslighet, vattenretention, vidhäftning, lim, stabil suspension och emulgering av vattenlöslig cellulosaeter påverkas kraftigt och leder till och med till fullständig förlust av dess funktionalitet.
För att förbättra appliceringsprestandan för cellulosaeter är det nödvändigt att utföra tvärbindningsbehandling, med användning av olika tvärbindningsmedel, produktens prestanda är annorlunda. Baserat på studiet av olika typer av tvärbindningsmedel och deras tvärbindningsmetoder, kombinerat med tvärbindningsteknologin i den industriella produktionsprocessen, diskuterar detta dokument tvärbindningen av cellulosaeter med olika typer av tvärbindningsmedel, vilket ger referens för tvärbindningsmodifieringen av cellulosaeter .

1. Struktur och tvärbindningsprincip för cellulosaeter

Cellulosaeterär ett slags cellulosaderivat, som syntetiseras genom etersubstitutionsreaktion av tre alkoholhydroxylgrupper på naturliga cellulosamolekyler och halogenerad alkan eller epoxidalkan. På grund av skillnaden mellan substituenter är strukturen och egenskaperna hos cellulosaeter olika. Tvärbindningsreaktionen av cellulosaeter innefattar huvudsakligen företring eller förestring av -OH (OH på glukosenhetsringen eller -OH på substituenten eller karboxyl på substituenten) och tvärbindningsmedlet med binära eller multipla funktionella grupper, så att två eller flera cellulosaetermolekyler är sammanlänkade för att bilda en flerdimensionell rumslig nätverksstruktur. Det är tvärbunden cellulosaeter.
I allmänhet kan cellulosaeter och tvärbindningsmedel av vattenlösning innehållande mer -OH såsom HEC, HPMC, HEMC, MC och CMC företras eller förestras tvärbundna. Eftersom CMC innehåller karboxylsyrajoner kan de funktionella grupperna i tvärbindningsmedlet förestras tvärbundna med karboxylsyrajoner.
Efter reaktionen av -OH eller -COO- i cellulosaetermolekyl med tvärbindningsmedel, på grund av minskningen av innehållet av vattenlösliga grupper och bildandet av en flerdimensionell nätverksstruktur i lösning, dess löslighet, reologi och mekaniska egenskaper kommer att ändras. Genom att använda olika tvärbindningsmedel för att reagera med cellulosaeter kommer appliceringsprestandan för cellulosaeter att förbättras. Cellulosaeter lämplig för industriell tillämpning framställdes.

2. Typer av tvärbindningsmedel

2.1 Aldehyd-tvärbindningsmedel
Aldehydtvärbindningsmedel avser organiska föreningar som innehåller aldehydgruppen (-CHO), som är kemiskt aktiva och kan reagera med hydroxyl, ammoniak, amid och andra föreningar. Aldehydtvärbindningsmedel som används för cellulosa och dess derivat inkluderar formaldehyd, glyoxal, glutaraldehyd, glyceraldehyd, etc. Aldehydgruppen kan lätt reagera med två -OH för att bilda acetaler under svagt sura betingelser, och reaktionen är reversibel. De vanliga cellulosaetrarna modifierade av aldehyd-tvärbindningsmedel är HEC, HPMC, HEMC, MC, CMC och andra vattenhaltiga cellulosaetrar.
En enda aldehydgrupp är tvärbunden med två hydroxylgrupper på cellulosaetermolekylkedjan, och cellulosaetermolekylerna är sammankopplade genom bildandet av acetaler, bildar en nätverksrymdstruktur, för att ändra dess löslighet. På grund av den fria -OH-reaktionen mellan aldehydtvärbindningsmedel och cellulosaeter reduceras mängden molekylära hydrofila grupper, vilket resulterar i dålig vattenlöslighet hos produkten. Genom att kontrollera mängden tvärbindningsmedel kan därför måttlig tvärbindning av cellulosaeter fördröja hydratiseringstiden och förhindra att produkten löses upp för snabbt i vattenlösning, vilket resulterar i lokal agglomeration.
Effekten av aldehydtvärbindande cellulosaeter beror i allmänhet på mängden aldehyd, pH, tvärbindningsreaktionens enhetlighet, tvärbindningstid och temperatur. För hög eller för låg tvärbindningstemperatur och pH kommer att orsaka irreversibel tvärbindning på grund av hemiacetalen till acetal, vilket leder till att cellulosaeter är helt olöslig i vatten. Mängden aldehyd och likformigheten i tvärbindningsreaktionen påverkar direkt tvärbindningsgraden hos cellulosaeter.
Formaldehyd används mindre för tvärbindning av cellulosaeter på grund av dess höga toxicitet och höga flyktighet. Tidigare användes formaldehyd mer inom området för beläggningar, lim, textilier, och nu ersätts det gradvis med lågtoxicitet, icke-formaldehyd tvärbindningsmedel. Tvärbindningseffekten av glutaraldehyd är bättre än den för glyoxal, men den har en stark stickande lukt och priset på glutaraldehyd är relativt högt. Generellt sett används glyoxal i industrin vanligen för att tvärbinda vattenlöslig cellulosaeter för att förbättra produkternas löslighet. I allmänhet vid rumstemperatur, pH 5 ~ 7 svaga sura betingelser kan utföras tvärbindningsreaktion. Efter tvärbindning kommer hydratiseringstiden och fullständig hydratiseringstid för cellulosaeter att bli längre, och agglomerationsfenomenet kommer att försvagas. Jämfört med icke-tvärbindande produkter är cellulosaeterns löslighet bättre, och det kommer inte att finnas några olösta produkter i lösningen, vilket är gynnsamt för industriell tillämpning. När Zhang Shuangjian framställde hydroxipropylmetylcellulosa sprayades tvärbindningsmedlet glyoxal före torkning för att erhålla föreliggande hydroxipropylmetylcellulosa med en dispersion på 100 %, som inte klibbar ihop vid upplösning och hade snabb dispergering och upplösning, vilket löste buntningen i praktiken ansökan och utökade ansökningsfältet.
I det alkaliska tillståndet kommer den reversibla processen att bilda acetal att brytas, hydratiseringstiden för produkten kommer att förkortas och cellulosaeterns upplösningsegenskaper utan tvärbindning kommer att återställas. Under framställning och framställning av cellulosaeter utförs tvärbindningsreaktionen av aldehyder vanligtvis efter etereringsreaktionsprocessen, antingen i tvättprocessens flytande fas eller i fast fas efter centrifugering. I tvättprocessen är i allmänhet tvärbindningsreaktionens enhetlighet god, men tvärbindningseffekten är dålig. På grund av teknisk utrustnings begränsningar är emellertid tvärbindningslikformigheten i fast fas dålig, men tvärbindningseffekten är relativt bättre och mängden tvärbindningsmedel som används är relativt liten.
Aldehyder tvärbindningsmedel modifierade vattenlöslig cellulosaeter, förutom att förbättra dess löslighet, finns det också rapporter som kan användas för att förbättra dess mekaniska egenskaper, viskositetsstabilitet och andra egenskaper. Till exempel använde Peng Zhang glyoxal för att tvärbinda med HEC, och undersökte inverkan av tvärbindningsmedelskoncentration, tvärbindnings-pH och tvärbindningstemperatur på våtstyrkan hos HEC. Resultaten visar att under det optimala tvärbindningsförhållandet ökas våtstyrkan hos HEC-fiber efter tvärbindning med 41,5 % och dess prestanda förbättras avsevärt. Zhang Jin använde vattenlösligt fenolharts, glutaraldehyd och trikloracetaldehyd för att tvärbinda CMC. Genom att jämföra egenskaperna hade lösningen av vattenlösligt fenolharts tvärbunden CMC den minsta viskositetsminskningen efter högtemperaturbehandling, det vill säga den bästa temperaturbeständigheten.
2.2 Karboxylsyratvärbindningsmedel
Karboxylsyratvärbindningsmedel avser polykarboxylsyraföreningar, huvudsakligen inklusive bärnstenssyra, äppelsyra, vinsyra, citronsyra och andra binära eller polykarboxylsyror. Karboxylsyratvärbindare användes först vid tvärbindning av tygfibrer för att förbättra deras jämnhet. Tvärbindningsmekanismen är som följer: karboxylgruppen reagerar med hydroxylgruppen i cellulosamolekylen för att producera förestrad tvärbunden cellulosaeter. Welch och Yang et al. var de första att studera tvärbindningsmekanismen för karboxylsyratvärbindare. Tvärbindningsprocessen var enligt följande: under vissa förhållanden dehydratiserades de två intilliggande karboxylsyragrupperna i karboxylsyratvärbindare först för att bilda cyklisk anhydrid, och anhydriden reagerade med OH i cellulosamolekyler för att bilda tvärbunden cellulosaeter med en rumslig nätverksstruktur.
Karboxylsyratvärbindningsmedel reagerar i allmänhet med cellulosaeter innehållande hydroxylsubstituenter. Eftersom karboxylsyratvärbindningsmedel är vattenlösliga och icke-toxiska, har de använts i stor utsträckning i studier av trä, stärkelse, kitosan och cellulosa de senaste åren
Derivat och andra naturliga polymerer förestring tvärbindande modifiering, för att förbättra prestandan för dess tillämpningsområde.
Hu Hanchang et al. använde natriumhypofosfitkatalysator för att adoptera fyra polykarboxylsyror med olika molekylstrukturer: propantrikarboxylsyra (PCA), 1,2,3, 4-butantetrakarboxylsyra (BTCA), cis-CPTA, cis-CHHA (Cis-ChHA) användes för att avsluta bomullstyger. Resultaten visade att den cirkulära strukturen hos polykarboxylsyraavslutande bomullstyg har bättre veckåterställningsprestanda. Cykliska polykarboxylsyramolekyler är potentiellt effektiva tvärbindningsmedel på grund av deras större styvhet och bättre tvärbindningseffekt än kedjekarboxylsyramolekyler.
Wang Jiwei et al. använde den blandade syran av citronsyra och ättiksyraanhydrid för att göra förestring och tvärbindningsmodifiering av stärkelse. Genom att testa egenskaperna för vattenupplösning och pastatransparens drog de slutsatsen att förestrad tvärbunden stärkelse hade bättre frys-upptiningsstabilitet, lägre pastatransparens och bättre termisk viskositetsstabilitet än stärkelse.
Karboxylsyragrupper kan förbättra sin löslighet, biologiska nedbrytbarhet och mekaniska egenskaper efter förestring av tvärbindningsreaktion med aktiv -OH i olika polymerer, och karboxylsyraföreningar har icke-toxiska eller lågtoxiska egenskaper, vilket har breda utsikter för tvärbindningsmodifiering av vatten- löslig cellulosaeter inom livsmedelskvalitet, farmaceutisk kvalitet och beläggningsområden.
2.3 Tvärbindningsmedel av epoxiförening
Epoxitvärbindningsmedel innehåller två eller flera epoxigrupper, eller epoxiföreningar som innehåller aktiva funktionella grupper. Under inverkan av katalysatorer reagerar epoxigrupper och funktionella grupper med -OH i organiska föreningar för att generera makromolekyler med nätverksstruktur. Därför kan den användas för tvärbindning av cellulosaeter.
Viskositeten och de mekaniska egenskaperna hos cellulosaeter kan förbättras genom tvärbindning med epoxi. Epoxider användes först för att behandla tygfibrer och visade god efterbehandlingseffekt. Det finns emellertid få rapporter om tvärbindningsmodifiering av cellulosaeter med epoxider. Hu Cheng et al utvecklade en ny multifunktionell tvärbindare av epoxiförening: EPTA, som förbättrade den våta elastiska återhämtningsvinkeln för äkta sidentyger från 200º före behandling till 280º. Dessutom ökade den positiva laddningen av tvärbindaren avsevärt färgningshastigheten och absorptionshastigheten för äkta sidentyger till sura färgämnen. Epoxiföreningens tvärbindningsmedel som används av Chen Xiaohui et al. : polyetylenglykoldiglycidyleter (PGDE) är tvärbunden med gelatin. Efter tvärbindning har gelatinhydrogel utmärkt elastisk återhämtning, med den högsta elastiska återhämtningsgraden upp till 98,03%. Baserat på studierna om tvärbindningsmodifiering av naturliga polymerer såsom tyg och gelatin med centrala oxider i litteraturen, har tvärbindningsmodifieringen av cellulosaeter med epoxider också en lovande utsikt.
Epiklorhydrin (även känd som epiklorhydrin) är ett vanligt använt tvärbindningsmedel för behandling av naturliga polymermaterial innehållande -OH, -NH2 och andra aktiva grupper. Efter epiklorhydrintvärbindning kommer materialets viskositet, syra- och alkalibeständighet, temperaturbeständighet, saltbeständighet, skjuvbeständighet och mekaniska egenskaper att förbättras. Därför har tillämpningen av epiklorhydrin i cellulosaeter-tvärbindning stor forskningsmässig betydelse. Till exempel gjorde Su Maoyao ett mycket adsorberande material genom att använda epiklorohydrintvärbunden CMC. Han diskuterade inverkan av materialstruktur, grad av substitution och grad av tvärbindning på adsorptionsegenskaperna och fann att vattenretentionsvärdet (WRV) och saltlösningsretentionsvärdet (SRV) för produkten gjord med cirka 3 % tvärbindningsmedel ökade med 26 gånger respektive 17 gånger. När Ding Changguang et al. framställd extremt viskös karboximetylcellulosa, tillsattes epiklorhydrin efter företring för tvärbindning. Som jämförelse var viskositeten för den tvärbundna produkten upp till 51 % högre än den för den icke tvärbundna produkten.
2.4 Borsyratvärbindningsmedel
Bortvärbindningsmedel inkluderar huvudsakligen borsyra, borax, borat, organoborat och andra boratinnehållande tvärbindningsmedel. Tvärbindningsmekanismen tros allmänt vara att borsyra (H3BO3) eller borat (B4O72-) bildar tetrahydroxiboratjon (B(OH)4-) i lösningen och sedan dehydratiseras med -Oh i föreningen. Bilda en tvärbunden förening med en nätverksstruktur.
Borsyratvärbindare används i stor utsträckning som hjälpmedel inom medicin, glas, keramik, petroleum och andra områden. Den mekaniska hållfastheten hos materialet som behandlats med borsyratvärbindningsmedel kommer att förbättras, och det kan användas för tvärbindning av cellulosaeter för att förbättra dess prestanda.
På 1960-talet var oorganiskt bor (borax, borsyra och natriumtetraborat, etc.) det huvudsakliga tvärbindningsmedlet som användes vid vattenbaserad sprickvätskeutveckling av olje- och gasfält. Borax var det tidigaste tvärbindningsmedlet som användes. På grund av bristerna hos oorganiskt bor, såsom kort tvärbindningstid och dålig temperaturbeständighet, har utvecklingen av organobortvärbindningsmedel blivit en forskningshotspot. Forskningen av organobor började på 1990-talet. På grund av dess egenskaper av hög temperaturbeständighet, lätt att bryta lim, kontrollerbar fördröjd tvärbindning, etc., har organobor uppnått god appliceringseffekt vid frakturering av olje- och gasfält. Liu Ji et al. utvecklat ett polymertvärbindningsmedel innehållande fenylborsyragrupp, tvärbindningsmedlet blandat med akrylsyra och polyolpolymer med succinimidestergruppreaktion, det resulterande biologiska limmet har utmärkt omfattande prestanda, kan visa god vidhäftning och mekaniska egenskaper i en fuktig miljö, och kan vara enklare vidhäftning. Yang Yang et al. producerade ett högtemperaturbeständigt zirkoniumbor-tvärbindningsmedel, som användes för att tvärbinda guanidingelbasvätskan från fraktureringsvätskan och förbättrade avsevärt temperaturen och skjuvhållfastheten hos fraktureringsvätskan efter tvärbindningsbehandling. Modifieringen av karboximetylcellulosaeter med borsyratvärbindningsmedel i petroleumborrvätska har rapporterats. På grund av sin speciella struktur kan den användas inom medicin och konstruktion
Tvärbindning av cellulosaeter inom konstruktion, beläggning och andra områden.
2.5 Fosfidtvärbindningsmedel
Fosfat-tvärbindningsmedel inkluderar huvudsakligen fosfortrikloroxi (fosfoacylklorid), natriumtrimetafosfat, natriumtripolyfosfat, etc. Tvärbindningsmekanismen är att PO-bindningen eller P-Cl-bindningen förestras med den molekylära -OH i vattenlösning för att producera difosfat, vilket bildar en nätverksstruktur .
Fosfidtvärbindningsmedel på grund av ogiftig eller låg toxicitet, används i stor utsträckning i livsmedel, medicin polymermaterial tvärbindningsmodifiering, såsom stärkelse, kitosan och annan naturlig polymer tvärbindningsbehandling. Resultaten visar att gelatinerings- och svällningsegenskaperna hos stärkelse kan ändras avsevärt genom att tillsätta en liten mängd fosfidtvärbindningsmedel. Efter tvärbindning av stärkelse ökar gelatineringstemperaturen, pastans stabilitet förbättras, syrabeständigheten är bättre än den ursprungliga stärkelsen och filmstyrkan ökar.
Det finns också många studier om kitosantvärbindning med fosfidtvärbindningsmedel, vilket kan förbättra dess mekaniska styrka, kemiska stabilitet och andra egenskaper. För närvarande finns det inga rapporter om användningen av fosfidtvärbindningsmedel för cellulosaeter-tvärbindningsbehandling. Eftersom cellulosaeter och stärkelse, kitosan och andra naturliga polymerer innehåller mer aktiv -OH, och fosfidtvärbindningsmedel har icke-toxiska eller fysiologiska egenskaper med låg toxicitet, har dess tillämpning i cellulosaetertvärbindningsforskning också potentiella utsikter. Såsom CMC som används i livsmedel, tandkräm klass fält med fosfidtvärbindningsmedel modifiering, kan förbättra dess förtjockning, reologiska egenskaper. MC, HPMC och HEC som används inom medicinområdet kan förbättras med fosfidtvärbindningsmedel.
2.6 Andra tvärbindningsmedel
Ovanstående aldehyder, epoxider och cellulosaeter-tvärbindning hör till företringstvärbindning, karboxylsyra, borsyra och fosfidtvärbindning hör till förestringstvärbindning. Dessutom inkluderar de tvärbindningsmedlen som används för cellulosaeter-tvärbindning även isocyanatföreningar, kvävehydroximetylföreningar, sulfhydrylföreningar, metalltvärbindningsmedel, kiselorganiska tvärbindningsmedel etc. De gemensamma kännetecknen för dess molekylstruktur är att molekylen innehåller flera funktionella grupper som är lätt att reagera med -OH och kan bilda en flerdimensionell nätverksstruktur efter tvärbindning. Egenskaperna hos tvärbindningsprodukter är relaterade till typen av tvärbindningsmedel, tvärbindningsgrad och tvärbindningsförhållanden.
Badit · Pabin · Condu et al. använde toluendiisocyanat (TDI) för att tvärbinda metylcellulosa. Efter tvärbindning ökade glasövergångstemperaturen (Tg) med ökningen av procentandelen TDI, och stabiliteten hos dess vattenlösning förbättrades. TDI används också ofta för tvärbindningsmodifiering inom lim, beläggningar och andra områden. Efter modifiering kommer filmens vidhäftningsegenskaper, temperaturbeständighet och vattenbeständighet att förbättras. Därför kan TDI förbättra prestandan hos cellulosaeter som används i konstruktion, beläggningar och lim genom tvärbindningsmodifiering.
Disulfidtvärbindningsteknologi används i stor utsträckning vid modifiering av medicinska material och har ett visst forskningsvärde för tvärbindning av cellulosaeterprodukter inom medicinområdet. Shu Shujun et al. kopplade β-cyklodextrin med kiseldioxidmikrosfärer, tvärbundna merkaptoylerade kitosan och glukan genom gradientskalskikt och avlägsnade kiseldioxidmikrosfärer för att erhålla disulfid-tvärbundna nanokapsar, som visade god stabilitet i simulerat fysiologiskt pH.
Metalltvärbindningsmedel är huvudsakligen oorganiska och organiska föreningar av höga metalljoner såsom Zr(IV), Al(III), Ti(IV), Cr(III) och Fe(III). Högmetalljoner polymeriseras för att bilda multinukleära hydroxylbryggjoner genom hydratisering, hydrolys och hydroxylbrygga. Det antas allmänt att tvärbindningen av högvalens metalljoner huvudsakligen sker genom flerkärniga hydroxylöverbryggande joner, som är lätta att kombinera med karboxylsyragrupper för att bilda flerdimensionella rumsliga strukturpolymerer. Xu Kai et al. studerade de reologiska egenskaperna hos Zr(IV), Al(III), Ti(IV), Cr(III) och Fe(III) serier högprismetalltvärbunden karboximetylhydroxipropylcellulosa (CMHPC) och den termiska stabiliteten, filtreringsförlusten , suspenderad sandkapacitet, limbrytande rester och saltkompatibilitet efter applicering. Resultaten visade att metalltvärbindaren har de egenskaper som krävs för cementeringsmedlet i oljebrunnsspräckningsvätska.

3. Prestandaförbättring och teknisk utveckling av cellulosaeter genom tvärbindningsmodifiering

3.1 Färg och konstruktion
Cellulosaeter främst HEC, HPMC, HEMC och MC används mer inom konstruktion, beläggning, denna typ av cellulosaeter måste ha god vattenbeständighet, förtjockning, salt- och temperaturbeständighet, skjuvbeständighet, används ofta i cementbruk, latexfärg , keramiskt kakellim, ytterväggsfärg, lack och så vidare. På grund av byggnaden måste beläggningsfältets krav på material ha god mekanisk hållfasthet och stabilitet, välj i allmänhet tvärbindningsmedel av företringstyp till cellulosaeter tvärbindande modifiering, såsom användning av epoxihalogenerad alkan, borsyratvärbindningsmedel för dess tvärbindning, kan förbättra produkten viskositet, salt- och temperaturbeständighet, skjuvbeständighet och mekaniska egenskaper.
3.2 Områden för medicin, mat och dagliga kemikalier
MC, HPMC och CMC i vattenlöslig cellulosaeter används ofta i farmaceutiska beläggningsmaterial, farmaceutiska tillsatser med långsam frisättning och flytande farmaceutiska förtjockningsmedel och emulsionsstabilisator. CMC kan även användas som emulgeringsmedel och förtjockningsmedel i yoghurt, mejeriprodukter och tandkräm. HEC och MC används i det dagliga kemiska området för att tjockna, dispergera och homogenisera. Eftersom området för medicin, livsmedel och daglig kemisk kvalitet behöver material som är säkra och giftfria, därför kan för denna typ av cellulosaeter användas fosforsyra, karboxylsyratvärbindningsmedel, sulfhydryltvärbindningsmedel etc., efter tvärbindningsmodifiering, kan förbättra produktens viskositet, biologisk stabilitet och andra egenskaper.
HEC används sällan inom medicin och livsmedel, men eftersom HEC är en nonjonisk cellulosaeter med stark löslighet har den sina unika fördelar jämfört med MC, HPMC och CMC. I framtiden kommer det att tvärbindas av säkra och giftfria tvärbindningsmedel, som kommer att ha stor utvecklingspotential inom medicin och livsmedel.
3.3 Oljeborrnings- och produktionsområden
CMC och karboxylerad cellulosaeter används ofta som industriellt borrslambehandlingsmedel, vätskeförlustmedel, förtjockningsmedel att använda. Som en icke-jonisk cellulosaeter används HEC också i stor utsträckning inom oljeborrning på grund av dess goda förtjockningseffekt, starka sandsuspensionskapacitet och stabilitet, värmebeständighet, hög salthalt, låg rörledningsmotstånd, mindre vätskeförlust, snabbt gummi brott och låg resthalt. För närvarande är mer forskning användningen av borsyratvärbindningsmedel och metalltvärbindningsmedel för att modifiera CMC som används i oljeborrningsfält, nonjonisk cellulosaeter tvärbindningsmodifieringsforskning rapporterar mindre, men den hydrofoba modifieringen av nonjonisk cellulosaeter, visar betydande viskositet, temperatur och saltbeständighet och skjuvstabilitet, god dispersion och beständighet mot biologisk hydrolys. Efter att ha tvärbundits med borsyra, metall, epoxid, epoxihalogenerade alkaner och andra tvärbindningsmedel, har cellulosaeter som används vid oljeborrning och produktion förbättrat dess förtjocknings-, salt- och temperaturbeständighet, stabilitet och så vidare, vilket har stora möjligheter till användning i framtida.
3.4 Andra fält
Cellulosaeter på grund av förtjockning, emulgering, filmbildning, kolloidalt skydd, fukthållning, vidhäftning, antikänslighet och andra utmärkta egenskaper, mer allmänt använt, förutom ovanstående områden, även används inom papperstillverkning, keramik, textiltryck och färgning, polymerisationsreaktion och andra områden. Enligt kraven på materialegenskaper inom olika områden kan olika tvärbindningsmedel användas för tvärbindningsmodifiering för att möta applikationskraven. I allmänhet kan tvärbunden cellulosaeter delas in i två kategorier: företrad tvärbunden cellulosaeter och förestrad tvärbunden cellulosaeter. Aldehyder, epoxider och andra tvärbindare reagerar med -Oh på cellulosaeter för att bilda eter-syrebindning (-O-), som tillhör företringstvärbindare. Karboxylsyra, fosfid, borsyra och andra tvärbindningsmedel reagerar med -OH på cellulosaeter för att bilda esterbindningar, som hör till förestringstvärbindningsmedel. Karboxylgruppen i CMC reagerar med -OH i tvärbindningsmedlet för att producera förestrad tvärbunden cellulosaeter. För närvarande finns det få undersökningar om denna typ av tvärbindningsmodifiering, och det finns fortfarande utrymme för utveckling i framtiden. Eftersom stabiliteten för eterbindning är bättre än den för esterbindning, har tvärbunden cellulosaeter av etertyp starkare stabilitet och mekaniska egenskaper. Beroende på de olika applikationsområdena kan lämpligt tvärbindningsmedel väljas för cellulosaetertvärbindningsmodifiering, för att erhålla produkter som uppfyller applikationsbehoven.

4. Slutsats

För närvarande använder industrin glyoxal för att tvärbinda cellulosaeter, för att fördröja upplösningstiden, för att lösa problemet med produktkakning under upplösning. Glyoxal tvärbunden cellulosaeter kan bara ändra sin löslighet, men har ingen uppenbar förbättring av andra egenskaper. För närvarande studeras sällan användningen av andra tvärbindningsmedel än glyoxal för tvärbindning av cellulosaeter. Eftersom cellulosaeter används i stor utsträckning inom oljeborrning, konstruktion, beläggning, livsmedel, medicin och andra industrier, spelar dess löslighet, reologi, mekaniska egenskaper en avgörande roll i dess tillämpning. Genom tvärbindningsmodifiering kan den förbättra sin applikationsprestanda inom olika områden för att möta applikationsbehoven. Till exempel kan karboxylsyra, fosforsyra, borsyratvärbindningsmedel för cellulosaeterförestring förbättra dess appliceringsprestanda inom området för livsmedel och medicin. Men aldehyder kan inte användas i livsmedels- och medicinindustrin på grund av deras fysiologiska toxicitet. Borsyra och metalltvärbindningsmedel är användbara för att förbättra prestandan hos olje- och gasspräckningsvätska efter tvärbindning av cellulosaeter som används vid oljeborrning. Andra alkyltvärbindningsmedel, såsom epiklorhydrin, kan förbättra viskositeten, de reologiska egenskaperna och de mekaniska egenskaperna hos cellulosaeter. Med den kontinuerliga utvecklingen av vetenskap och teknik förbättras olika industriers krav på materialegenskaper ständigt. För att möta prestandakraven för cellulosaeter inom olika applikationsområden har den framtida forskningen om cellulosaetertvärbindning breda utvecklingsmöjligheter.