เซลลูโลสอีเทอร์เป็นคลาสของโพลีเมอร์ที่ละลายน้ำได้ซึ่งได้มาจากเซลลูโลสซึ่งเป็นองค์ประกอบโครงสร้างหลักของผนังเซลล์พืช เซลลูโลสอีเทอร์มีคุณสมบัติพิเศษหลายประการ รวมถึงการกักเก็บน้ำได้สูง การทำให้หนาขึ้น การยึดเกาะ และความสามารถในการสร้างฟิล์ม คุณสมบัติเหล่านี้ทำให้เซลลูโลสอีเทอร์เป็นส่วนประกอบสำคัญในผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรม ยา และผลิตภัณฑ์ดูแลส่วนบุคคลหลายชนิด

คุณสมบัติที่สำคัญประการหนึ่งของเซลลูโลสอีเทอร์คือความหนืด ซึ่งหมายถึงความต้านทานของของไหลต่อการไหล ความหนืดเป็นตัวแปรสำคัญที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพและการใช้เซลลูโลสอีเทอร์ในผลิตภัณฑ์ต่างๆ ในบทความนี้ เราจะพูดถึงความหนืดของเซลลูโลสอีเทอร์ รวมถึงการวัด ปัจจัยที่มีผลกระทบ และการใช้งานในอุตสาหกรรมต่างๆ

การวัดความหนืดของเซลลูโลสอีเทอร์

โดยทั่วไปความหนืดของเซลลูโลสอีเทอร์จะวัดโดยใช้เครื่องวัดความหนืด ซึ่งเป็นเครื่องมือที่ใช้วัดอัตราการไหลของของไหลภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วงหรือแรงที่ใช้ เครื่องวัดความหนืดมีหลายประเภท รวมถึงเครื่องวัดความหนืดแบบหมุน เครื่องวัดความหนืดแบบคาปิลลารี และแบบออสซิลเลชัน ซึ่งแต่ละประเภทมีข้อดีและข้อจำกัดของตัวเอง

เครื่องวัดความหนืดแบบหมุนเป็นเครื่องมือที่ใช้กันมากที่สุดในการวัดความหนืดของเซลลูโลสอีเทอร์ เครื่องมือเหล่านี้จะวัดแรงบิดที่จำเป็นในการหมุนสปินเดิลหรือโรเตอร์ที่จมอยู่ในของเหลวด้วยความเร็วคงที่ ความหนืดจะถูกคำนวณตามความสัมพันธ์ระหว่างแรงบิดและความเร็วในการหมุน

ในทางกลับกัน เครื่องวัดความหนืดของเส้นเลือดฝอยจะวัดเวลาที่ต้องใช้เพื่อให้ของเหลวที่มีปริมาตรคงที่ไหลผ่านท่อของเส้นเลือดฝอยแคบๆ ภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วงหรือการไล่ระดับความดัน จากนั้นคำนวณความหนืดตามกฎของปัวซอยล์ ซึ่งสัมพันธ์กับอัตราการไหลกับความหนืด เส้นผ่านศูนย์กลางของท่อ และการไล่ระดับความดัน

เครื่องวัดความหนืดแบบสั่นซึ่งวัดการเสียรูปและการคืนสภาพของของเหลวภายใต้ความเค้นเฉือนแบบไซน์ซอยด์ ถูกนำมาใช้เพื่อวัดความหนืดเชิงซ้อนของเซลลูโลสอีเทอร์ ซึ่งเป็นความหนืดที่ขึ้นกับความถี่

ปัจจัยที่มีผลต่อความหนืดของเซลลูโลสอีเทอร์

ความหนืดของเซลลูโลสอีเทอร์ได้รับอิทธิพลจากปัจจัยหลายประการ รวมถึงน้ำหนักโมเลกุล ระดับการทดแทน ความเข้มข้น อุณหภูมิ และอัตราเฉือน

น้ำหนักโมเลกุล: ความหนืดของเซลลูโลสอีเทอร์จะเพิ่มขึ้นตามน้ำหนักโมเลกุลที่เพิ่มขึ้น เนื่องจากโพลีเมอร์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงกว่าจะมีสายโซ่ที่ยาวกว่าซึ่งพันกัน ส่งผลให้มีความต้านทานต่อการไหลเพิ่มขึ้น

ระดับของการทดแทน: ระดับของการทดแทน (DS) ของเซลลูโลสอีเทอร์ ซึ่งหมายถึงจำนวนหมู่ไฮดรอกซิลที่ถูกแทนที่ต่อหน่วยกลูโคสในสายโซ่เซลลูโลสก็ส่งผลต่อความหนืดเช่นกัน เมื่อ DS เพิ่มขึ้น ความหนืดของเซลลูโลสอีเทอร์จะเพิ่มขึ้นเนื่องจากการพันกันของสายโซ่และปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุลเพิ่มขึ้น

ความเข้มข้น: ความหนืดของเซลลูโลสอีเทอร์จะเพิ่มขึ้นตามความเข้มข้นที่เพิ่มขึ้น เนื่องจากความเข้มข้นที่สูงขึ้นทำให้เกิดการพันกันของสายโซ่และปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุลเพิ่มขึ้น

อุณหภูมิ: ความหนืดของเซลลูโลสอีเทอร์จะลดลงตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น เนื่องจากอุณหภูมิที่สูงขึ้นส่งผลให้การเคลื่อนที่ของโมเลกุลเพิ่มขึ้นและปฏิกิริยาระหว่างโมเลกุลลดลง

อัตราเฉือน: ความหนืดของเซลลูโลสอีเทอร์ยังขึ้นอยู่กับอัตราเฉือนที่ใช้ เนื่องจากอัตราเฉือนที่สูงขึ้นทำให้การจัดแนวโซ่เพิ่มขึ้นและลดความต้านทานต่อการไหล

การใช้เซลลูโลสอีเทอร์ในอุตสาหกรรมต่างๆ

เซลลูโลสอีเทอร์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ เนื่องจากมีคุณสมบัติเฉพาะตัว รวมถึงความหนืดด้วย การใช้งานหลักบางประการของเซลลูโลสอีเทอร์ในอุตสาหกรรมต่างๆ มีอธิบายไว้ด้านล่าง

โครงสร้าง: เซลลูโลสอีเทอร์ถูกใช้เป็นสารเพิ่มความหนา สารกักเก็บน้ำ และสารยึดเกาะในผลิตภัณฑ์ก่อสร้าง เช่น ซีเมนต์ ปูน และยิปซั่ม ช่วยปรับปรุงความสามารถในการใช้งานได้ ความสม่ำเสมอ และการยึดเกาะของผลิตภัณฑ์เหล่านี้ นำไปสู่ประสิทธิภาพและความทนทานที่ดีขึ้น

ยา: เซลลูโลสอีเทอร์ถูกใช้เป็นสารเพิ่มปริมาณในสูตรยา เช่น ยาเม็ด แคปซูล และครีม ช่วยเพิ่มความสามารถในการไหล ความสามารถในการอัด และความหนืดของสูตร ส่งผลให้การนำส่งยาดีขึ้นและมีความคงตัว