คุณสมบัติทางเคมีของเอทิลเซลลูโลสมีอะไรบ้าง?

เอทิลเซลลูโลสเป็นอนุพันธ์ของเซลลูโลสซึ่งเป็นโพลีเมอร์ธรรมชาติที่ประกอบด้วยหน่วยกลูโคส มันถูกสังเคราะห์โดยการทำปฏิกิริยาเซลลูโลสกับเอทิลคลอไรด์หรือเอทิลีนออกไซด์ ทำให้เกิดโมเลกุลเซลลูโลสทดแทนบางส่วน เอทิลเซลลูโลสมีคุณสมบัติทางเคมีหลายอย่างที่ทำให้มีประโยชน์ในการใช้งานทางอุตสาหกรรมและเภสัชกรรมที่หลากหลาย

โครงสร้างโมเลกุล:

เอทิลเซลลูโลสยังคงรักษาโครงสร้างพื้นฐานของเซลลูโลส ซึ่งประกอบด้วยหน่วยกลูโคสที่ทำซ้ำซึ่งเชื่อมโยงกันด้วยพันธะ β-1,4-ไกลโคซิดิก

การทดแทนเอทิลเกิดขึ้นเป็นหลักบนหมู่ไฮดรอกซิลของแกนหลักเซลลูโลส ส่งผลให้เกิดระดับการทดแทน (DS) ที่แตกต่างกันซึ่งบ่งบอกถึงจำนวนเฉลี่ยของกลุ่มเอทิลต่อหน่วยกลูโคส

ระดับของการทดแทนส่งผลต่อคุณสมบัติของเอทิลเซลลูโลส รวมถึงการละลาย ความหนืด และความสามารถในการสร้างฟิล์ม

ความสามารถในการละลาย:

เนื่องจากธรรมชาติของกลุ่มเอทิลที่ไม่ชอบน้ำ เอทิลเซลลูโลสจึงไม่ละลายในน้ำ

มีความสามารถในการละลายได้ในตัวทำละลายอินทรีย์หลายชนิด รวมถึงแอลกอฮอล์ คีโตน เอสเทอร์ และไฮโดรคาร์บอนที่มีคลอรีน

ความสามารถในการละลายเพิ่มขึ้นเมื่อน้ำหนักโมเลกุลลดลงและระดับเอทอกซิเลชันเพิ่มขึ้น

คุณสมบัติการขึ้นรูปฟิล์ม:

เอทิลเซลลูโลสขึ้นชื่อในด้านความสามารถในการสร้างฟิล์ม ทำให้มีคุณค่าในการผลิตสารเคลือบ ฟิล์ม และสูตรทางเภสัชกรรมที่มีการปลดปล่อยสารควบคุม

ความสามารถของเอทิลเซลลูโลสในการละลายในตัวทำละลายอินทรีย์หลายชนิดส่งเสริมการสร้างฟิล์ม โดยที่ตัวทำละลายจะระเหยออกไปจนเหลือฟิล์มที่สม่ำเสมอ

ปฏิกิริยา:

เอทิลเซลลูโลสมีปฏิกิริยาค่อนข้างต่ำภายใต้สภาวะปกติ อย่างไรก็ตาม สามารถดัดแปลงทางเคมีได้โดยผ่านปฏิกิริยา เช่น อีริฟิเคชัน เอสเทอริฟิเคชัน และการเชื่อมโยงข้าม

ปฏิกิริยาอีเธอริฟิเคชั่นเกี่ยวข้องกับการแนะนำองค์ประกอบทดแทนเพิ่มเติมบนแกนหลักเซลลูโลส ดังนั้นจึงเปลี่ยนคุณสมบัติ

เอสเทอริฟิเคชันสามารถเกิดขึ้นได้จากการทำปฏิกิริยาเอทิลเซลลูโลสกับกรดคาร์บอกซิลิกหรือกรดคลอไรด์ ทำให้เกิดเซลลูโลสเอสเทอร์ที่มีการเปลี่ยนแปลงความสามารถในการละลายและคุณสมบัติอื่นๆ

สามารถเริ่มต้นปฏิกิริยาการเชื่อมโยงข้ามได้เพื่อปรับปรุงความแข็งแรงเชิงกลและความคงตัวทางความร้อนของเยื่อเอทิลเซลลูโลส

ประสิทธิภาพการระบายความร้อน:

เอทิลเซลลูโลสมีความคงตัวทางความร้อนภายในช่วงอุณหภูมิที่กำหนด ซึ่งเกินกว่าที่การสลายตัวจะเกิดขึ้น

โดยทั่วไปการย่อยสลายด้วยความร้อนจะเริ่มประมาณ 200-250°C ขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ เช่น ระดับของการทดแทน และการมีอยู่ของพลาสติไซเซอร์หรือสารเติมแต่ง

การวิเคราะห์การสูญเสียน้ำหนักโดยอาศัยความร้อน (TGA) และดิฟเฟอเรนเชียลสแกนนิงแคลอริเมทรี (DSC) เป็นเทคนิคที่ใช้กันทั่วไปเพื่อระบุคุณลักษณะลักษณะทางความร้อนของเอทิลเซลลูโลสและส่วนผสมของเอทิลเซลลูโลส

ความเข้ากันได้:

เอทิลเซลลูโลสเข้ากันได้กับโพลีเมอร์ พลาสติไซเซอร์ และสารเติมแต่งอื่นๆ หลายชนิด ทำให้เหมาะสำหรับการผสมกับวัสดุอื่นๆ เพื่อให้ได้คุณสมบัติที่ต้องการ

สารเติมแต่งทั่วไป ได้แก่ สารเติมแต่งพลาสติก เช่น โพลีเอทิลีนไกลคอล (PEG) และไตรเอทิลซิเตรต ซึ่งเพิ่มความยืดหยุ่นและคุณสมบัติในการขึ้นรูปฟิล์ม

ความเข้ากันได้กับส่วนผสมออกฤทธิ์ทางเภสัชกรรม (API) เป็นสิ่งสำคัญในการกำหนดรูปแบบขนาดยาทางเภสัชกรรม เช่น ยาเม็ดที่ออกฤทธิ์นานและแผ่นแปะผิวหนัง

ประสิทธิภาพของสิ่งกีดขวาง:

ฟิล์มเอทิลเซลลูโลสมีคุณสมบัติกั้นที่ดีเยี่ยมต่อความชื้น ก๊าซ และไอระเหยอินทรีย์

คุณสมบัติกั้นเหล่านี้ทำให้เอทิลเซลลูโลสเหมาะสำหรับการใช้งานบรรจุภัณฑ์ที่การป้องกันจากปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการรักษาความสมบูรณ์ของผลิตภัณฑ์และอายุการเก็บรักษา

คุณสมบัติทางรีโอโลยี:

ความหนืดของสารละลายเอทิลเซลลูโลสขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ เช่น ความเข้มข้นของโพลีเมอร์ ระดับของการทดแทน และชนิดของตัวทำละลาย

สารละลายเอทิลเซลลูโลสมักแสดงพฤติกรรมเทียม ซึ่งหมายความว่าความหนืดจะลดลงตามอัตราเฉือนที่เพิ่มขึ้น

การศึกษาทางรีโอโลยีเป็นสิ่งสำคัญในการทำความเข้าใจลักษณะการไหลของสารละลายเอทิลเซลลูโลสระหว่างการแปรรูปและการเคลือบ

เอทิลเซลลูโลสเป็นโพลีเมอร์อเนกประสงค์ที่มีคุณสมบัติทางเคมีหลากหลาย ซึ่งมีส่วนช่วยในการใช้งานทางอุตสาหกรรมและเภสัชกรรมที่หลากหลาย ความสามารถในการละลาย ความสามารถในการขึ้นรูปฟิล์ม ปฏิกิริยา ความเสถียรทางความร้อน ความเข้ากันได้ คุณสมบัติการกั้น และรีโอโลจี ทำให้มันเป็นวัสดุที่มีคุณค่าสำหรับการเคลือบ ฟิล์ม สูตรควบคุมการปลดปล่อย และสารละลายบรรจุภัณฑ์ การวิจัยและพัฒนาเพิ่มเติมในด้านอนุพันธ์ของเซลลูโลสยังคงขยายการใช้งานและศักยภาพของเอทิลเซลลูโลสในด้านต่างๆ