Nalulusaw sa tubig cellulose eter derivatives

Ang mekanismo ng crosslinking, landas at mga katangian ng iba't ibang uri ng mga ahente ng crosslinking at nalulusaw sa tubig na cellulose eter ay ipinakilala. Sa pamamagitan ng crosslinking modification, ang lagkit, rheological properties, solubility at mechanical properties ng water-soluble cellulose ether ay maaaring lubos na mapabuti, upang mapahusay ang pagganap ng aplikasyon nito. Ayon sa kemikal na istraktura at mga katangian ng iba't ibang mga crosslinker, ang mga uri ng cellulose ether crosslinking modification reactions ay na-summarize, at ang mga direksyon ng pag-unlad ng iba't ibang crosslinker sa iba't ibang larangan ng aplikasyon ng cellulose ether ay na-summarize. Dahil sa mahusay na pagganap ng nalulusaw sa tubig na cellulose ether na binago ng crosslinking at ilang mga pag-aaral sa loob at labas ng bansa, ang hinaharap na crosslinking modification ng cellulose ether ay may malawak na mga prospect para sa pag-unlad. Ito ay para sa sanggunian ng mga may-katuturang mananaliksik at mga negosyo sa produksyon.
Mga pangunahing salita: pagbabago ng crosslinking; Cellulose eter; Kemikal na istraktura; Solubility; Pagganap ng aplikasyon

Cellulose eter dahil sa mahusay na pagganap nito, bilang pampalapot, ahente ng pagpapanatili ng tubig, pandikit, panali at dispersant, proteksiyon na colloid, stabilizer, ahente ng suspensyon, emulsifier at ahente ng pagbuo ng pelikula, na malawakang ginagamit sa patong, konstruksyon, petrolyo, pang-araw-araw na kemikal, pagkain at medisina at iba pang industriya. Pangunahing kasama ng cellulose ether ang methyl cellulose,hydroxyethyl cellulose,carboxymethyl cellulose, ethyl cellulose, hydroxypropyl methyl cellulose, hydroxyethyl methyl cellulose at iba pang mga uri ng mixed eter. Ang selulusa eter ay gawa sa cotton fiber o wood fiber sa pamamagitan ng alkalization, etherification, washing centrifugation, drying, paggiling proseso na inihanda, ang paggamit ng mga ahente ng etherification sa pangkalahatan ay gumagamit ng halogenated alkane o epoxy alkane.
Gayunpaman, sa proseso ng aplikasyon ng water-soluble cellulose eter, ang posibilidad ay makakatagpo ng espesyal na kapaligiran, tulad ng mataas at mababang temperatura, acid-base na kapaligiran, kumplikadong ionic na kapaligiran, ang mga kapaligiran na ito ay magiging sanhi ng pampalapot, solubility, pagpapanatili ng tubig, pagdirikit, malagkit, matatag na suspensyon at emulsification ng nalulusaw sa tubig cellulose eter ay lubhang apektado, at kahit na humantong sa kumpletong pagkawala ng pag-andar nito.
Upang mapabuti ang pagganap ng application ng selulusa eter, ito ay kinakailangan upang magsagawa ng crosslinking paggamot, gamit ang iba't ibang mga ahente ng crosslinking, ang pagganap ng produkto ay naiiba. Batay sa pag-aaral ng iba't ibang uri ng mga ahente ng crosslinking at ang kanilang mga pamamaraan ng crosslinking, na sinamahan ng teknolohiya ng crosslinking sa proseso ng produksyon ng industriya, tinatalakay ng papel na ito ang crosslinking ng cellulose ether na may iba't ibang uri ng mga crosslinking agent, na nagbibigay ng sanggunian para sa pagbabago ng crosslinking ng cellulose ether .

1. Structure at crosslinking prinsipyo ng cellulose eter

Cellulose eteray isang uri ng cellulose derivatives, na na-synthesize sa pamamagitan ng eter substitution reaction ng tatlong alcohol hydroxyl groups sa natural cellulose molecules at halogenated alkane o epoxide alkane. Dahil sa pagkakaiba ng mga substituent, ang istraktura at mga katangian ng cellulose eter ay naiiba. Pangunahing kinasasangkutan ng crosslinking reaction ng cellulose ether ang etherification o esterification ng -OH (OH sa glucose unit ring o ang -OH sa substituent o ang carboxyl sa substituent) at ang crosslinking agent na may binary o multiple functional groups, upang dalawa o higit pang mga molekula ng cellulose eter ay pinagsama-sama upang bumuo ng isang multidimensional na spatial na istraktura ng network. Iyan ay crosslinked cellulose ether.
Sa pangkalahatan, ang cellulose ether at crosslinking agent ng aqueous solution na naglalaman ng higit pang -OH gaya ng HEC, HPMC, HEMC, MC at CMC ay maaaring i-etherified o esterified crosslinked. Dahil ang CMC ay naglalaman ng mga carboxylic acid ions, ang mga functional na grupo sa crosslinking agent ay maaaring esterified crosslinked na may carboxylic acid ions.
Pagkatapos ng reaksyon ng -OH o -COO- sa cellulose ether molecule na may crosslinking agent, dahil sa pagbawas ng nilalaman ng mga grupong nalulusaw sa tubig at ang pagbuo ng isang multi-dimensional na istraktura ng network sa solusyon, ang solubility, rheology at mekanikal na katangian nito. ay mababago. Sa pamamagitan ng paggamit ng iba't ibang ahente ng crosslinking upang tumugon sa cellulose ether, mapapabuti ang pagganap ng aplikasyon ng cellulose ether. Ang cellulose eter na angkop para sa pang-industriya na aplikasyon ay inihanda.

2. Mga uri ng crosslinking agent

2.1 Aldehydes crosslinking agent
Ang mga ahente ng crosslinking ng aldehyde ay tumutukoy sa mga organikong compound na naglalaman ng aldehyde group (-CHO), na aktibo sa kemikal at maaaring tumugon sa hydroxyl, ammonia, amide at iba pang mga compound. Ang mga ahente ng crosslinking ng aldehyde na ginagamit para sa cellulose at mga derivatives nito ay kinabibilangan ng formaldehyde, glyoxal, glutaraldehyde, glyceraldehyde, atbp. Ang grupong aldehyde ay madaling tumutugon sa dalawang -OH upang bumuo ng mga acetals sa ilalim ng mahinang acidic na mga kondisyon, at ang reaksyon ay nababaligtad. Ang mga karaniwang cellulose ether na binago ng mga aldehydes crosslinking agent ay HEC, HPMC, HEMC, MC, CMC at iba pang may tubig na cellulose ethers.
Ang isang solong pangkat ng aldehyde ay naka-crosslink sa dalawang pangkat ng hydroxyl sa cellulose eter molecular chain, at ang mga molekula ng cellulose eter ay konektado sa pamamagitan ng pagbuo ng mga acetals, na bumubuo ng isang istraktura ng espasyo ng network, upang baguhin ang solubility nito. Dahil sa libreng -OH na reaksyon sa pagitan ng aldehyde crosslinking agent at cellulose ether, ang dami ng molecular hydrophilic group ay nabawasan, na nagreresulta sa mahinang water solubility ng produkto. Samakatuwid, sa pamamagitan ng pagkontrol sa dami ng crosslinking agent, ang katamtamang crosslinking ng cellulose ether ay maaaring maantala ang oras ng hydration at maiwasan ang produkto na matunaw nang masyadong mabilis sa may tubig na solusyon, na nagreresulta sa lokal na pagsasama-sama.
Ang epekto ng aldehyde crosslinking cellulose ether sa pangkalahatan ay depende sa dami ng aldehyde, pH, pagkakapareho ng crosslinking reaction, crosslinking time, at temperatura. Masyadong mataas o masyadong mababa ang temperatura ng crosslinking at pH ay magdudulot ng hindi maibabalik na crosslinking dahil sa hemiacetal sa acetal, na hahantong sa cellulose eter na ganap na hindi matutunaw sa tubig. Ang dami ng aldehyde at ang pagkakapareho ng crosslinking reaction ay direktang nakakaapekto sa crosslinking degree ng cellulose ether.
Ang formaldehyde ay hindi gaanong ginagamit para sa pag-crosslink ng cellulose eter dahil sa mataas na toxicity nito at mataas na volatility. Noong nakaraan, mas ginagamit ang formaldehyde sa larangan ng mga coatings, adhesives, textiles, at ngayon ay unti-unti na itong pinapalitan ng low-toxicity non-formaldehyde crosslinking agents. Ang crosslinking effect ng glutaraldehyde ay mas mahusay kaysa sa glyoxal, ngunit ito ay may malakas na masangsang na amoy, at ang presyo ng glutaraldehyde ay medyo mataas. Sa pangkalahatang pagsasaalang-alang, sa industriya, ang glyoxal ay karaniwang ginagamit upang i-cross-link ang water-soluble cellulose ether upang mapabuti ang solubility ng mga produkto. Sa pangkalahatan sa temperatura ng kuwarto, pH 5 ~ 7 mahina acidic kondisyon ay maaaring natupad crosslinking reaksyon. Pagkatapos ng crosslinking, ang oras ng hydration at kumpletong oras ng hydration ng cellulose eter ay magiging mas mahaba, at ang agglomeration phenomenon ay hihina. Kung ikukumpara sa mga di-crosslinking na mga produkto, ang solubility ng cellulose ether ay mas mahusay, at walang mga undissolved na produkto sa solusyon, na nakakatulong sa pang-industriyang aplikasyon. Nang si Zhang Shuangjian ay naghanda ng hydroxypropyl methyl cellulose, ang crosslinking agent na glyoxal ay na-spray bago matuyo upang makuha ang instant hydroxypropyl methyl cellulose na may dispersion na 100%, na hindi magkakadikit kapag natutunaw at nagkaroon ng mabilis na dispersion at dissolution, na nalutas ang bundling sa praktikal na paraan. aplikasyon at pinalawak ang larangan ng aplikasyon.
Sa alkaline na kondisyon, ang nababaligtad na proseso ng pagbuo ng acetal ay masisira, ang hydration time ng produkto ay paikliin, at ang mga katangian ng dissolution ng cellulose eter na walang crosslinking ay maibabalik. Sa panahon ng paghahanda at paggawa ng cellulose eter, ang crosslinking na reaksyon ng aldehydes ay karaniwang isinasagawa pagkatapos ng proseso ng reaksyon ng etheration, alinman sa likidong yugto ng proseso ng paghuhugas o sa solidong bahagi pagkatapos ng centrifugation. Sa pangkalahatan, sa proseso ng paghuhugas, ang pagkakapareho ng reaksyon ng crosslinking ay mabuti, ngunit ang epekto ng crosslinking ay hindi maganda. Gayunpaman, dahil sa mga limitasyon ng kagamitan sa engineering, ang pagkakapareho ng cross-linking sa solid phase ay mahirap, ngunit ang cross-linking effect ay medyo mas mahusay at ang halaga ng crosslinking agent na ginamit ay medyo maliit.
Binago ng mga ahente ng crosslinking ng Aldehydes ang nalulusaw sa tubig na cellulose eter, bilang karagdagan sa pagpapabuti ng solubility nito, mayroon ding mga ulat na maaaring magamit upang mapabuti ang mga mekanikal na katangian nito, katatagan ng lagkit at iba pang mga katangian. Halimbawa, ginamit ni Peng Zhang ang glyoxal upang mag-crosslink sa HEC, at ginalugad ang impluwensya ng konsentrasyon ng crosslinking agent, crosslinking pH at crosslinking na temperatura sa wet strength ng HEC. Ang mga resulta ay nagpapakita na sa ilalim ng pinakamainam na kondisyon ng crosslinking, ang basang lakas ng HEC fiber pagkatapos ng crosslinking ay nadagdagan ng 41.5%, at ang pagganap nito ay makabuluhang napabuti. Gumamit si Zhang Jin ng nalulusaw sa tubig na phenolic resin, glutaraldehyde at trichloroacetaldehyde upang i-crosslink ang CMC. Sa pamamagitan ng paghahambing ng mga katangian, ang solusyon ng nalulusaw sa tubig na phenolic resin na naka-crosslink na CMC ay may hindi bababa sa pagbawas ng lagkit pagkatapos ng paggamot sa mataas na temperatura, iyon ay, ang pinakamahusay na pagtutol sa temperatura.
2.2 Mga ahente ng crosslinking ng carboxylic acid
Ang mga ahente ng crosslinking ng carboxylic acid ay tumutukoy sa mga polycarboxylic acid compound, pangunahin na kabilang ang succinic acid, malic acid, tartaric acid, citric acid at iba pang binary o polycarboxylic acid. Ang mga carboxylic acid crosslinker ay unang ginamit sa pag-crosslink ng mga hibla ng tela upang mapabuti ang kanilang kinis. Ang mekanismo ng crosslinking ay ang mga sumusunod: ang pangkat ng carboxyl ay tumutugon sa hydroxyl group ng cellulose molecule upang makagawa ng esterified crosslinked cellulose ether. Welch at Yang et al. ay ang unang nag-aral ng mekanismo ng crosslinking ng mga carboxylic acid crosslinker. Ang proseso ng crosslinking ay ang mga sumusunod: sa ilalim ng ilang mga kundisyon, ang dalawang katabing grupo ng carboxylic acid sa mga carboxylic acid crosslinker ay unang na-dehydrate upang bumuo ng cyclic anhydride, at ang anhydride ay tumugon sa OH sa mga cellulose molecule upang bumuo ng crosslinked cellulose ether na may isang network spatial structure.
Ang mga carboxylic acid crosslinking agent ay karaniwang tumutugon sa cellulose eter na naglalaman ng mga hydroxyl substituents. Dahil ang mga ahente ng crosslinking ng carboxylic acid ay nalulusaw sa tubig at hindi nakakalason, malawakang ginagamit ang mga ito sa pag-aaral ng kahoy, starch, chitosan at cellulose sa mga nakaraang taon.
Derivatives at iba pang natural na polymer esterification crosslinking modification, upang mapabuti ang pagganap ng field ng aplikasyon nito.
Hu Hanchang et al. gumamit ng sodium hypophosphite catalyst para magpatibay ng apat na polycarboxylic acid na may iba't ibang molekular na istruktura: Ginamit ang propane tricarboxylic acid (PCA), 1,2,3, 4-butane tetracarboxylic acid (BTCA), cis-CPTA, cis-CHHA (Cis-ChHA). upang tapusin ang mga tela ng cotton. Ang mga resulta ay nagpakita na ang pabilog na istraktura ng polycarboxylic acid finishing cotton fabric ay may mas mahusay na crease recovery performance. Ang mga molekula ng cyclic polycarboxylic acid ay potensyal na epektibong mga ahente ng crosslinking dahil sa kanilang mas malaking tigas at mas mahusay na epekto ng crosslinking kaysa sa mga molekula ng chain na carboxylic acid.
Wang Jiwei et al. ginamit ang pinaghalong acid ng citric acid at acetic anhydride upang gumawa ng esterification at crosslinking modification ng starch. Sa pamamagitan ng pagsubok sa mga katangian ng water resolution at paste transparency, napagpasyahan nila na ang esterified crosslinked starch ay may mas mahusay na freeze-thaw stability, mas mababang paste transparency at mas mahusay na lagkit na thermal stability kaysa sa starch.
Ang mga grupo ng carboxylic acid ay maaaring mapabuti ang kanilang solubility, biodegradability at mekanikal na mga katangian pagkatapos ng esterification crosslinking reaction na may aktibong -OH sa iba't ibang polymers, at ang mga carboxylic acid compound ay may hindi nakakalason o mababang nakakalason na mga katangian, na may malawak na mga prospect para sa crosslinking modification ng tubig- natutunaw na cellulose eter sa food grade, pharmaceutical grade at coating field.
2.3 Epoxy compound crosslinking agent
Ang epoxy crosslinking agent ay naglalaman ng dalawa o higit pang epoxy group, o epoxy compound na naglalaman ng mga aktibong functional group. Sa ilalim ng pagkilos ng mga catalyst, ang mga epoxy group at functional na grupo ay tumutugon sa -OH sa mga organic compound upang makabuo ng mga macromolecule na may istraktura ng network. Samakatuwid, maaari itong magamit para sa crosslinking ng cellulose eter.
Ang lagkit at mekanikal na katangian ng cellulose eter ay maaaring mapabuti sa pamamagitan ng epoxy crosslinking. Ang mga epoxide ay unang ginamit upang gamutin ang mga hibla ng tela at nagpakita ng magandang epekto sa pagtatapos. Gayunpaman, may ilang mga ulat sa cross-linking na pagbabago ng cellulose ether ng mga epoxide. Si Hu Cheng et al ay bumuo ng isang bagong multifunctional epoxy compound crosslinker: EPTA, na nagpabuti sa wet elastic recovery Anggulo ng mga tunay na tela ng sutla mula 200º bago ang paggamot hanggang 280º. Bukod dito, ang positibong singil ng crosslinker ay makabuluhang nadagdagan ang rate ng pagtitina at rate ng pagsipsip ng mga tunay na tela ng sutla sa mga acid dyes. Ang epoxy compound crosslinking agent na ginagamit ni Chen Xiaohui et al. : polyethylene glycol diglycidyl ether (PGDE) ay naka-crosslink sa gelatin. Pagkatapos ng crosslinking, ang gelatin hydrogel ay may mahusay na elastic recovery performance, na may pinakamataas na elastic recovery rate hanggang 98.03%. Batay sa mga pag-aaral sa cross-linking modification ng mga natural na polimer tulad ng tela at gelatin ng mga central oxide sa panitikan, ang cross-linking modification ng cellulose ether na may epoxides ay mayroon ding promising prospect.
Ang epichlorohydrin (kilala rin bilang epichlorohydrin) ay isang karaniwang ginagamit na ahente ng crosslinking para sa paggamot ng mga natural na polymer na materyales na naglalaman ng -OH, -NH2 at iba pang aktibong grupo. Pagkatapos ng epichlorohydrin crosslinking, ang lagkit, acid at alkali resistance, temperature resistance, salt resistance, shear resistance at mekanikal na katangian ng materyal ay mapapabuti. Samakatuwid, ang aplikasyon ng epichlorohydrin sa cellulose ether crosslinking ay may malaking kahalagahan sa pananaliksik. Halimbawa, gumawa si Su Maoyao ng isang mataas na adsorbent na materyal sa pamamagitan ng paggamit ng epiclorohydrin crosslinked CMC. Tinalakay niya ang impluwensya ng materyal na istraktura, antas ng pagpapalit at antas ng crosslinking sa mga katangian ng adsorption, at natagpuan na ang halaga ng pagpapanatili ng tubig (WRV) at halaga ng pagpapanatili ng brine (SRV) ng produktong ginawa gamit ang humigit-kumulang 3% na ahente ng crosslinking ay tumaas ng 26 beses at 17 beses, ayon sa pagkakabanggit. Nang si Ding Changguang et al. naghanda ng sobrang malapot na carboxymethyl cellulose, idinagdag ang epichlorohydrin pagkatapos ng etherification para sa crosslinking. Sa paghahambing, ang lagkit ng naka-crosslink na produkto ay hanggang 51% na mas mataas kaysa sa hindi naka-crosslink na produkto.
2.4 Mga ahente ng crosslinking ng boric acid
Pangunahing kinabibilangan ng boric crosslinking agent ang boric acid, borax, borate, organoborate at iba pang borate-containing crosslinking agent. Ang mekanismo ng crosslinking ay karaniwang pinaniniwalaan na ang boric acid (H3BO3) o borate (B4O72-) ay bumubuo ng tetrahydroxy borate ion (B(OH)4-) sa solusyon, at pagkatapos ay na-dehydrate kasama ang -Oh sa compound. Bumuo ng isang crosslinked compound na may istraktura ng network.
Ang mga crosslinker ng boric acid ay malawakang ginagamit bilang mga auxiliary sa medisina, salamin, keramika, petrolyo at iba pang larangan. Ang mekanikal na lakas ng materyal na ginagamot sa boric acid crosslinking agent ay mapapabuti, at maaari itong magamit para sa crosslinking ng cellulose eter, upang mapabuti ang pagganap nito.
Noong 1960s, ang inorganic na boron (borax, boric acid at sodium tetraborate, atbp.) ay ang pangunahing ahente ng crosslinking na ginagamit sa water-based fracturing fluid development ng oil at gas field. Ang Borax ay ang pinakaunang ahente ng crosslinking na ginamit. Dahil sa mga pagkukulang ng inorganic boron, tulad ng maikling crosslinking time at mahinang temperatura resistance, ang pagbuo ng organoboron crosslinking agent ay naging isang research hotspot. Ang pananaliksik ng organoboron ay nagsimula noong 1990s. Dahil sa mga katangian nito ng mataas na temperatura na pagtutol, madaling masira ang pandikit, nakokontrol na naantalang crosslinking, atbp., ang organoboron ay nakamit ang magandang epekto ng aplikasyon sa oil at gas field fracturing. Liu Ji et al. bumuo ng isang polymer crosslinking agent na naglalaman ng phenylboric acid group, ang crosslinking agent na may halong acrylic acid at polyol polymer na may succinimide ester group reaction, ang resultang biological adhesive ay may mahusay na komprehensibong pagganap, maaaring magpakita ng mahusay na pagdirikit at mekanikal na mga katangian sa isang mahalumigmig na kapaligiran, at maaaring maging mas simpleng pagdirikit. Yang Yang et al. gumawa ng isang mataas na temperatura na lumalaban sa zirconium boron crosslinking agent, na ginamit upang i-cross-link ang guanidine gel base fluid ng fracturing fluid, at lubos na napabuti ang temperatura at shear resistance ng fracturing fluid pagkatapos ng cross-linking treatment. Ang pagbabago ng carboxymethyl cellulose ether ng boric acid crosslinking agent sa petroleum drilling fluid ay naiulat. Dahil sa espesyal na istraktura nito, maaari itong magamit sa gamot at konstruksyon
Crosslinking ng cellulose eter sa construction, coating at iba pang larangan.
2.5 Phosphide crosslinking agent
Ang mga ahente ng pag-crosslink ng phosphotes ay pangunahing kinabibilangan ng phosphorus trichloroxy (phosphoacyl chloride), sodium trimetaphosphate, sodium tripolyphosphate, atbp. Ang mekanismo ng crosslinking ay ang PO bond o P-Cl bond ay esterified kasama ng molekular -OH sa may tubig na solusyon upang makagawa ng diphosphate, na bumubuo ng isang istraktura ng network .
Phosphide crosslinking ahente dahil sa non-nakakalason o mababang toxicity, malawakang ginagamit sa pagkain, gamot polymer materyal crosslinking pagbabago, tulad ng almirol, chitosan at iba pang natural na polymer crosslinking paggamot. Ang mga resulta ay nagpapakita na ang gelatinization at pamamaga ng mga katangian ng almirol ay maaaring makabuluhang mabago sa pamamagitan ng pagdaragdag ng isang maliit na halaga ng phosphide crosslinking agent. Pagkatapos ng starch crosslinking, ang gelatinization temperature ay tumataas, ang paste stability ay nagpapabuti, ang acid resistance ay mas mahusay kaysa sa orihinal na starch, at ang film strength ay tumataas.
Mayroon ding maraming pag-aaral sa chitosan crosslinking na may phosphide crosslinking agent, na maaaring mapabuti ang mekanikal na lakas, katatagan ng kemikal at iba pang mga katangian nito. Sa kasalukuyan, walang mga ulat sa paggamit ng phosphide crosslinking agent para sa cellulose ether crosslinking treatment. Dahil ang cellulose eter at starch, chitosan at iba pang natural na polymer ay naglalaman ng mas aktibong -OH, at ang phosphide crosslinking agent ay may non-toxic o low toxicity na physiological properties, ang application nito sa cellulose ether crosslinking research ay mayroon ding mga potensyal na prospect. Tulad ng CMC na ginagamit sa pagkain, toothpaste grade field na may phosphide crosslinking ahente pagbabago, ay maaaring mapabuti ang pampalapot, rheological katangian. Ang MC, HPMC at HEC na ginagamit sa larangan ng medisina ay maaaring mapabuti ng phosphide crosslinking agent.
2.6 Iba pang mga ahente ng crosslinking
Ang nasa itaas na aldehydes, epoxides at cellulose ether crosslinking ay nabibilang sa etherification crosslinking, carboxylic acid, boric acid at phosphide crosslinking agent ay nabibilang sa esterification crosslinking. Bilang karagdagan, ang mga crosslinking agent na ginagamit para sa cellulose ether crosslinking ay kinabibilangan din ng isocyanate compounds, nitrogen hydroxymethyl compounds, sulfhydryl compounds, metal crosslinking agents, organosilicon crosslinking agents, atbp. Ang mga karaniwang katangian ng molecular structure nito ay ang molekula ay naglalaman ng maraming functional group na madaling mag-react sa -OH, at maaaring bumuo ng multi-dimensional na istraktura ng network pagkatapos ng crosslinking. Ang mga katangian ng mga crosslinking na produkto ay nauugnay sa uri ng crosslinking agent, crosslinking degree at crosslinking na kondisyon.
Badit · Pabin · Condu et al. gumamit ng toluene diisocyanate (TDI) upang i-crosslink ang methyl cellulose. Pagkatapos ng crosslinking, tumaas ang glass transition temperature (Tg) sa pagtaas ng porsyento ng TDI, at bumuti ang katatagan ng aqueous solution nito. Karaniwang ginagamit din ang TDI para sa pagbabago ng crosslinking sa mga adhesive, coatings at iba pang field. Pagkatapos ng pagbabago, ang adhesive property, temperature resistance at water resistance ng pelikula ay mapapabuti. Samakatuwid, ang TDI ay maaaring mapabuti ang pagganap ng cellulose eter na ginagamit sa konstruksiyon, coatings at adhesives sa pamamagitan ng crosslinking modification.
Ang teknolohiya ng disulfide crosslinking ay malawakang ginagamit sa pagbabago ng mga medikal na materyales at may tiyak na halaga ng pananaliksik para sa crosslinking ng mga produktong cellulose eter sa larangan ng medisina. Shu Shujun et al. isinama ang β-cyclodextrin na may mga silica microsphere, naka-crosslink na mercaptoylated na chitosan at glucan sa pamamagitan ng gradient shell layer, at inalis ang mga silica microsphere upang makakuha ng disulfide crosslinked nanocapses, na nagpakita ng magandang katatagan sa simulate na physiological pH.
Ang mga ahente ng crosslinking ng metal ay higit sa lahat ay hindi organiko at organikong mga compound ng mataas na mga ion ng metal tulad ng Zr(IV), Al(III), Ti(IV), Cr(III) at Fe(III). Ang mga high metal ions ay polymerized upang bumuo ng multi-nuclear hydroxyl bridge ions sa pamamagitan ng hydration, hydrolysis at hydroxyl bridge. Karaniwang pinaniniwalaan na ang cross-linking ng mga high-valence metal ions ay higit sa lahat sa pamamagitan ng multi-nucleated hydroxyl bridging ions, na madaling pagsamahin sa mga carboxylic acid group upang bumuo ng multi-dimensional spatial structure polymers. Xu Kai et al. pinag-aralan ang mga rheological na katangian ng Zr(IV), Al(III), Ti(IV), Cr(III) at Fe(III) series na may mataas na presyo na metal cross-linked carboxymethyl hydroxypropyl cellulose (CMHPC) at ang thermal stability, filtration loss , nasuspinde na kapasidad ng buhangin, nalalabi na nakakabasag ng kola at pagiging tugma ng asin pagkatapos ng aplikasyon. Ang mga resulta ay nagpakita na, Ang metal crosslinker ay may mga katangian na kinakailangan para sa cementing agent ng oil well fracturing fluid.

3. Pagpapabuti ng pagganap at teknikal na pag-unlad ng cellulose ether sa pamamagitan ng crosslinking modification

3.1 Pintura at konstruksyon
Ang selulusa eter higit sa lahat HEC, HPMC, HEMC at MC ay mas ginagamit sa larangan ng konstruksiyon, patong, ang ganitong uri ng selulusa eter ay dapat magkaroon ng mahusay na paglaban sa tubig, pampalapot, paglaban sa asin at temperatura, paglaban sa paggugupit, kadalasang ginagamit sa semento mortar, latex na pintura , ceramic tile adhesive, panlabas na pintura sa dingding, lacquer at iba pa. Dahil sa gusali, ang mga kinakailangan sa larangan ng patong ng mga materyales ay dapat magkaroon ng mahusay na mekanikal na lakas at katatagan, sa pangkalahatan ay pumili ng uri ng etherification crosslinking agent sa selulusa eter crosslinking pagbabago, tulad ng paggamit ng epoxy halogenated alkane, boric acid crosslinking agent para sa crosslinking nito, maaaring mapabuti ang produkto lagkit, paglaban sa asin at temperatura, paglaban sa paggugupit at mga mekanikal na katangian.
3.2 Mga larangan ng medisina, pagkain at pang-araw-araw na kemikal
Ang MC, HPMC at CMC sa water-soluble cellulose ether ay kadalasang ginagamit sa pharmaceutical coating materials, pharmaceutical slow-release additives at liquid pharmaceutical thickener at emulsion stabilizer. Ang CMC ay maaari ding gamitin bilang emulsifier at pampalapot sa yogurt, mga produkto ng pagawaan ng gatas at toothpaste. Ang HEC at MC ay ginagamit sa pang-araw-araw na larangan ng kemikal upang lumapot, magkalat at mag-homogenize. Dahil ang larangan ng medisina, pagkain at pang-araw-araw na kemikal na grado ay nangangailangan ng mga materyales na ligtas at hindi nakakalason, samakatuwid, para sa ganitong uri ng selulusa eter ay maaaring gamitin phosphoric acid, carboxylic acid crosslinking agent, sulfhydryl crosslinking agent, atbp, pagkatapos ng crosslinking pagbabago, maaari mapabuti ang lagkit ng produkto, biological stability at iba pang mga katangian.
Ang HEC ay bihirang ginagamit sa larangan ng medisina at pagkain, ngunit dahil ang HEC ay isang non-ionic cellulose ether na may malakas na solubility, mayroon itong natatanging mga pakinabang sa MC, HPMC at CMC. Sa hinaharap, ito ay i-crosslink ng mga ligtas at hindi nakakalason na crosslinking agent, na magkakaroon ng malaking potensyal sa pag-unlad sa larangan ng medisina at pagkain.
3.3 Pagbabarena ng langis at mga lugar ng produksyon
CMC at carboxylated cellulose eter ay karaniwang ginagamit bilang pang-industriya pagbabarena putik paggamot ahente, likido pagkawala ahente, pampalapot ahente upang gamitin. Bilang isang non-ionic cellulose ether, ang HEC ay malawakang ginagamit sa larangan ng pagbabarena ng langis dahil sa magandang epekto ng pampalapot nito, malakas na kapasidad ng pagsususpinde ng buhangin at katatagan, paglaban sa init, mataas na nilalaman ng asin, mababang resistensya ng pipeline, mas kaunting pagkawala ng likido, mabilis na goma paglabag at mababang nalalabi. Sa kasalukuyan, higit pang pananaliksik ay ang paggamit ng boric acid crosslinking agent at metal crosslinking agent upang baguhin ang CMC na ginagamit sa oil drilling field, non-ionic cellulose ether crosslinking modification modification ulat ng pananaliksik, ngunit ang hydrophobic modification ng non-ionic cellulose ether, na nagpapakita ng makabuluhang lagkit, temperatura at paglaban ng asin at katatagan ng paggugupit, mahusay na pagpapakalat at paglaban sa biological hydrolysis. Matapos ma-crosslink ng boric acid, metal, epoxide, epoxy halogenated alkanes at iba pang mga crosslinking agent, ang cellulose eter na ginagamit sa oil drilling at produksyon ay nagpabuti ng pampalapot, asin at paglaban sa temperatura, katatagan at iba pa, na may mahusay na pag-asam ng aplikasyon sa kinabukasan.
3.4 Iba pang mga Larangan
Cellulose eter dahil sa pampalapot, emulsification, film forming, colloidal protection, moisture retention, adhesion, anti-sensitivity at iba pang mahusay na mga katangian, mas malawak na ginagamit, bilang karagdagan sa mga field sa itaas, ginagamit din sa papermaking, ceramics, textile printing at pagtitina, reaksyon ng polimerisasyon at iba pang larangan. Ayon sa mga kinakailangan ng mga materyal na katangian sa iba't ibang larangan, ang iba't ibang mga ahente ng crosslinking ay maaaring gamitin para sa pagbabago ng crosslinking upang matugunan ang mga kinakailangan sa aplikasyon. Sa pangkalahatan, ang crosslinked cellulose ether ay maaaring nahahati sa dalawang kategorya: etherified crosslinked cellulose ether at esterified crosslinked cellulose ether. Ang mga aldehydes, epoxide at iba pang mga crosslinker ay tumutugon sa -Oh sa cellulose ether upang bumuo ng ether-oxygen bond (-O-), na kabilang sa mga etherification crosslinker. Ang carboxylic acid, phosphide, boric acid at iba pang mga crosslinking agent ay tumutugon sa -OH sa cellulose ether upang bumuo ng mga ester bond, na kabilang sa esterification crosslinking agent. Ang carboxyl group sa CMC ay tumutugon sa -OH sa crosslinking agent upang makabuo ng esterified crosslinked cellulose ether. Sa kasalukuyan, kakaunti ang mga pananaliksik sa ganitong uri ng pagbabago sa crosslinking, at may puwang pa rin para sa pag-unlad sa hinaharap. Dahil ang katatagan ng eter bond ay mas mahusay kaysa sa ester bond, ang eter type na crosslinked cellulose ether ay may mas malakas na katatagan at mekanikal na katangian. Ayon sa iba't ibang mga patlang ng aplikasyon, ang naaangkop na ahente ng crosslinking ay maaaring mapili para sa pagbabago ng cellulose eter crosslinking, upang makakuha ng mga produkto na nakakatugon sa mga pangangailangan ng aplikasyon.

4. Konklusyon

Sa kasalukuyan, ang industriya ay gumagamit ng glyoxal upang i-crosslink ang cellulose eter, upang maantala ang oras ng paglusaw, upang malutas ang problema ng caking ng produkto sa panahon ng paglusaw. Ang Glyoxal crosslinked cellulose eter ay maaari lamang baguhin ang solubility nito, ngunit walang malinaw na pagpapabuti sa iba pang mga katangian. Sa kasalukuyan, ang paggamit ng iba pang mga ahente ng crosslinking maliban sa glyoxal para sa cellulose ether crosslinking ay bihirang pinag-aralan. Dahil ang cellulose eter ay malawakang ginagamit sa pagbabarena ng langis, konstruksiyon, patong, pagkain, gamot at iba pang mga industriya, ang solubility, rheology, mekanikal na mga katangian ay may mahalagang papel sa aplikasyon nito. Sa pamamagitan ng pagbabago ng crosslinking, mapapabuti nito ang pagganap ng aplikasyon nito sa iba't ibang larangan, upang matugunan ang mga pangangailangan ng aplikasyon. Halimbawa, ang carboxylic acid, phosphoric acid, boric acid crosslinking agent para sa cellulose eter esterification ay maaaring mapabuti ang pagganap ng aplikasyon nito sa larangan ng pagkain at gamot. Gayunpaman, ang aldehydes ay hindi maaaring gamitin sa industriya ng pagkain at gamot dahil sa kanilang physiological toxicity. Ang mga ahente ng boric acid at metal na crosslinking ay nakakatulong upang mapabuti ang performance ng oil at gas fracturing fluid pagkatapos ng crosslinking cellulose ether na ginagamit sa oil drilling. Ang iba pang mga ahente ng pag-crosslink ng alkyl, tulad ng epichlorohydrin, ay maaaring mapabuti ang lagkit, rheological na katangian at mekanikal na katangian ng cellulose eter. Sa patuloy na pag-unlad ng agham at teknolohiya, ang mga kinakailangan ng iba't ibang mga industriya para sa mga materyal na katangian ay patuloy na nagpapabuti. Upang matugunan ang mga kinakailangan sa pagganap ng cellulose ether sa iba't ibang larangan ng aplikasyon, ang hinaharap na pananaliksik sa cellulose ether crosslinking ay may malawak na prospect para sa pag-unlad.