Поліаніонна целюлоза (PAC) — це хімічно модифікована похідна целюлози, яка є природним полісахаридом, що міститься в клітинних стінках рослин. PAC широко використовується в різних галузях промисловості, включаючи видобуток нафти, харчову промисловість, фармацевтичну та косметичну промисловість, завдяки своїм унікальним хімічним властивостям. Його хімічний склад, структура та властивості роблять його важливою добавкою в багатьох сферах застосування.
Структура целюлози:
Целюлоза — лінійний полісахарид, що складається з повторюваних одиниць молекул β-D-глюкози, з’єднаних β(1→4) глікозидними зв’язками. Кожна одиниця глюкози містить три гідроксильні (-OH) групи, які є вирішальними для хімічної модифікації.
Хімічна модифікація:
Поліаніонну целюлозу отримують шляхом хімічної модифікації целюлози. Процес модифікації включає введення аніонних груп на целюлозну основу, що надає їй специфічних властивостей. Загальні методи модифікації целюлози включають реакції етерифікації та етерифікації.
Аніонні групи:
Аніонні групи, додані до целюлози під час модифікації, надають поліаніонних властивостей отриманому полімеру. Ці групи можуть включати карбоксилатні (-COO⁻), сульфатні (-OSO₃⁻) або фосфатні (-OPO3⁻) групи. Вибір аніонної групи залежить від бажаних властивостей і передбачуваних застосувань поліаніонної целюлози.
Хімічний склад PAC:
Хімічний склад поліаніонної целюлози змінюється залежно від конкретного методу синтезу та передбачуваного застосування. Однак, загалом, PAC складається в основному з целюлозної основи з приєднаними до неї аніонними групами. Ступінь заміщення (DS), який відноситься до середньої кількості аніонних груп на одиницю глюкози, може змінюватися і значною мірою впливає на властивості PAC.
Приклад хімічної структури:
Приклад хімічної структури поліаніонної целюлози з карбоксилатними групами такий:
Структура поліаніонної целюлози
У цій структурі сині кружечки позначають одиниці глюкози целюлозної основи, а червоні кружечки позначають карбоксилатні аніонні групи (-COO⁻), приєднані до деяких одиниць глюкози.
Властивості:
Поліаніонна целюлоза демонструє кілька бажаних властивостей, зокрема:
Реологічна модифікація: може контролювати в’язкість і втрату рідини в різних сферах застосування, таких як бурові рідини в нафтовій промисловості.
Утримання води: PAC може поглинати та утримувати воду, що робить його корисним у продуктах, які потребують контролю вологості, таких як харчові продукти або фармацевтичні препарати.
Стабільність: покращує стабільність і продуктивність у різних композиціях, запобігаючи поділу фаз або агрегації.
Біологічна сумісність: у багатьох сферах застосування PAC є біосумісним і нетоксичним, що робить його придатним для використання у фармацевтичних і харчових продуктах.
Застосування:
Поліаніонна целюлоза знаходить застосування в різних галузях промисловості:
Нафтові бурові рідини: PAC є ключовою добавкою до бурових розчинів для контролю в’язкості, втрати рідини та інгібування сланцю.
Переробка харчових продуктів: використовується як загусник, стабілізатор або агент, що утримує воду, у харчових продуктах, таких як соуси, заправки та напої.
Фармацевтика: PAC служить сполучною речовиною, дезінтегрантом або модифікатором в’язкості в таблетованих формах, суспензіях і місцевих кремах.
Косметика: використовується в продуктах особистої гігієни, таких як креми, лосьйони та шампуні, для забезпечення контролю в’язкості та стабільності.
Виробництво:
Процес виробництва поліаніонної целюлози включає кілька етапів:
Джерело целюлози: целюлозу зазвичай отримують з деревної маси або бавовняного лінту.
Хімічна модифікація: Целюлоза піддається реакціям етерифікації або естерифікації для введення аніонних груп на одиниці глюкози.
Очищення: модифікована целюлоза очищається для видалення домішок і побічних продуктів.
Сушіння та пакування: очищена поліаніонна целюлоза висушується та упаковується для розповсюдження в різні галузі промисловості.
поліаніонна целюлоза - це хімічно модифікована похідна целюлози з аніонними групами, приєднаними до целюлозної основи. Його хімічний склад, включаючи тип і щільність аніонних груп, визначає його властивості та придатність для різних застосувань у таких галузях, як буріння нафти, харчова промисловість, фармацевтика та косметика. Завдяки точному контролю синтезу та формулювання поліаніонна целюлоза продовжує залишатися незамінною добавкою до багатьох продуктів і процесів у всьому світі.
Час публікації: 11 квітня 2024 р