Ефір целюлози — це клас водорозчинних полімерів, отриманих із целюлози, яка є основним структурним компонентом клітинних стінок рослин. Ефір целюлози має багато унікальних властивостей, включаючи високу здатність утримувати воду, згущувати, зв’язувати та плівкоутворювати. Ці властивості роблять ефір целюлози важливим інгредієнтом багатьох промислових, фармацевтичних та засобів особистої гігієни.

Однією з ключових властивостей ефіру целюлози є його в’язкість, що означає опір рідини течії. В'язкість є важливим параметром, який впливає на продуктивність і застосування ефіру целюлози в різних продуктах. У цій статті ми обговоримо в’язкість ефіру целюлози, включаючи її вимірювання, фактори, що впливають на неї, і її застосування в різних галузях промисловості.

Вимірювання в'язкості ефіру целюлози

В'язкість ефіру целюлози зазвичай вимірюють за допомогою віскозиметра, який є приладом, який вимірює швидкість потоку рідини під дією сили тяжіння або прикладеної сили. Існує декілька типів віскозиметрів, включаючи ротаційні, капілярні та коливальні віскозиметри, кожен із яких має свої переваги та обмеження.

Ротаційні віскозиметри є найбільш часто використовуваними приладами для вимірювання в'язкості ефіру целюлози. Ці прилади вимірюють крутний момент, необхідний для обертання шпинделя або ротора, зануреного в рідину, з постійною швидкістю. Потім розраховується в'язкість на основі співвідношення між крутним моментом і швидкістю обертання.

З іншого боку, капілярні віскозиметри вимірюють час, необхідний для протікання фіксованого об’єму рідини через вузьку капілярну трубку під дією сили тяжіння або градієнта тиску. Потім розраховується в’язкість на основі закону Пуазейля, який пов’язує швидкість потоку з в’язкістю, діаметром трубки та градієнтом тиску.

Коливальні віскозиметри, які вимірюють деформацію та відновлення рідини під дією синусоїдальної напруги зсуву, використовуються для вимірювання комплексної в’язкості ефіру целюлози, яка є частотно-залежною в’язкістю.

Фактори, що впливають на в'язкість ефіру целюлози

На в'язкість ефіру целюлози впливає кілька факторів, включаючи його молекулярну масу, ступінь заміщення, концентрацію, температуру та швидкість зсуву.

Молекулярна маса: в’язкість ефіру целюлози зростає зі збільшенням молекулярної маси, оскільки полімери з більшою молекулярною масою мають довші ланцюги, які сплутуються один з одним, що призводить до збільшення опору текучості.

Ступінь заміщення: Ступінь заміщення (DS) ефіру целюлози, який відноситься до кількості заміщених гідроксильних груп на одиницю глюкози в целюлозному ланцюзі, також впливає на його в'язкість. Зі збільшенням DS збільшується в’язкість ефіру целюлози через посилене заплутаність ланцюга та міжмолекулярні взаємодії.

Концентрація: в’язкість ефіру целюлози зростає зі збільшенням концентрації, оскільки більш високі концентрації призводять до збільшення заплутаності ланцюга та міжмолекулярних взаємодій.

Температура: в’язкість ефіру целюлози зменшується з підвищенням температури, оскільки більш високі температури призводять до збільшення молекулярного руху та зменшення міжмолекулярних взаємодій.

Швидкість зсуву: в’язкість ефіру целюлози також залежить від застосованої швидкості зсуву, оскільки вищі швидкості зсуву призводять до збільшення вирівнювання ланцюга та зниження опору течії.

Застосування ефіру целюлози в різних галузях промисловості

Ефір целюлози широко використовується в різних галузях промисловості завдяки своїм унікальним властивостям, в тому числі в'язкості. Деякі з ключових застосувань ефіру целюлози в різних галузях промисловості обговорюються нижче.

Будівництво: ефір целюлози використовується як загусник, водоутримувач і сполучна речовина в будівельних продуктах, таких як цемент, розчин і гіпс. Це покращує працездатність, консистенцію та адгезію цих продуктів, що призводить до покращення продуктивності та довговічності.

Фармацевтика: ефір целюлози використовується як допоміжна речовина у фармацевтичних композиціях, таких як таблетки, капсули та креми. Це покращує текучість, стисливість і в’язкість композицій, що призводить до покращеної доставки та стабільності ліків.