Apžvalga
Celiuliozė yra natūralus polimeras, sudarytas iš bevandenių β-gliukozės vienetų, ir kiekviename baziniame žiede yra trys hidroksilo grupės.Chemiškai modifikuojant celiuliozę galima pagaminti įvairius celiuliozės darinius, vienas iš jų – celiuliozės eteris.Celiuliozės eteris yra polimerinis junginys, kurio eterinė struktūra gaunama iš celiuliozės, įskaitant metilceliuliozę, etilceliuliozę, hidroksietilceliuliozę, hidroksipropilceliuliozę, karboksimetilceliuliozę ir kt.Šie dariniai paprastai gaminami šarminei celiuliozei reaguojant su monochloralkanu, etileno oksidu, propileno oksidu arba monochloracto rūgštimi.Gautas celiuliozės eteris pasižymi puikiu tirpumu vandenyje, tirštėjimu ir plėvelės formavimo savybėmis, plačiai naudojamas tokiose pramonės šakose kaip statyba, farmacija, maistas ir kosmetika.Celiuliozės eteris yra atsinaujinanti, biologiškai skaidoma ir netoksiška medžiaga, todėl ji yra populiari alternatyva sintetiniams polimerams.
Našumas ir savybės
1. Išvaizdos ypatybės
Celiuliozės eteris yra balti, bekvapiai pluoštiniai milteliai, kurie lengvai sugeria drėgmę ir, ištirpę vandenyje, sudaro stabilų, klampų, skaidrų koloidą.
2. Plėvelės susidarymas ir sukibimas
Cheminis celiuliozės modifikavimas, kad būtų pagamintas celiuliozės eteris, labai paveikia jos savybes, įskaitant jos tirpumą, gebėjimą formuoti plėvelę, sukibimo stiprumą ir atsparumą druskai.Dėl šių savybių celiuliozės eteris yra labai pageidautinas polimeras, pasižymintis puikiu mechaniniu stiprumu, lankstumu, atsparumu karščiui ir atsparumu šalčiui.Be to, jis gerai suderinamas su įvairiomis dervomis ir plastifikatoriais, todėl tinkamas naudoti plastikų, plėvelių, lakų, klijų, latekso ir vaistų dangų gamyboje.Dėl savo universalių savybių celiuliozės eteris tapo svarbia medžiaga gamybinėje pramonėje, užtikrinančia geresnes eksploatacines savybes, stabilumą ir ilgaamžiškumą įvairiems gaminiams.Dėl to jis turi platų pritaikymo spektrą įvairiose srityse, įskaitant farmacijos, dangų, tekstilės, statybos ir maisto pramonę.
3. Tirpumas
Celiuliozės eterių, tokių kaip metilceliuliozė, metilhidroksietilceliuliozė, hidroksietilceliuliozė ir natrio karboksimetilhidroksietilceliuliozė, tirpumas skiriasi priklausomai nuo temperatūros ir naudojamo tirpiklio.Metilceliuliozė ir metilhidroksietilceliuliozė tirpsta šaltame vandenyje ir kai kuriuose organiniuose tirpikliuose, tačiau kaitinant nusėda, o metilceliuliozė nusėda 45–60 °C temperatūroje, o mišri eterizuota metilhidroksietilceliuliozė – 65–80 °C temperatūroje.Tačiau nukritus temperatūrai nuosėdos gali vėl ištirpti.Kita vertus, hidroksietilceliuliozė ir natrio karboksimetilhidroksietilceliuliozė yra tirpūs vandenyje bet kurioje temperatūroje, bet netirpūs organiniuose tirpikliuose.Šie celiuliozės eteriai pasižymi skirtingomis tirpumo ir nusodinimo savybėmis, todėl yra tinkami įvairioms pramonės šakoms, pavyzdžiui, plastikų, plėvelių, dangų ir klijų.
4. Sustorėjimas
Kai celiuliozės eteris ištirpsta vandenyje, susidaro koloidinis tirpalas, kurio klampumą įtakoja celiuliozės eterio polimerizacijos laipsnis.Tirpale yra hidratuotų makromolekulių, kurios pasižymi ne niutono elgesiu, ty srauto elgsena keičiasi veikiant šlyties jėgai.Dėl stambiamolekulinės struktūros tirpalo klampumas greitai didėja koncentruojantis, bet greitai mažėja didėjant temperatūrai.Celiuliozės eterio tirpalų klampumą taip pat įtakoja pH, jonų stiprumas ir kitų cheminių medžiagų buvimas.Dėl šių unikalių celiuliozės eterio savybių jis gali būti naudojamas įvairiose srityse, pavyzdžiui, klijai, dangos, kosmetika ir maisto produktai.
Taikymas
1. Naftos pramonė
Natrio karboksimetilceliuliozė (NaCMC) yra celiuliozės eteris, plačiai naudojamas aliejaus gavybos procese.Dėl puikių klampumą didinančių ir skysčių praradimą mažinančių savybių jis yra populiarus gręžimo skysčių, cementavimo skysčių ir ardymo skysčių pasirinkimas.Visų pirma, ji parodė daug žadančių rezultatų gerinant naftos išgavimą.NaCMC gali atsispirti įvairiai tirpiųjų druskų taršai ir padidinti naftos išgavimą, nes sumažina vandens nuostolius, o dėl atsparumo druskai ir klampumo didinimo savybių jis idealiai tinka ruošiant gręžimo skysčius gėlam vandeniui, jūros vandeniui ir sočiam sūriam vandeniui.
Natrio karboksimetilhidroksipropilceliuliozė (NaCMHPC) ir natrio karboksimetilhidroksietilceliuliozė (NaCMHEC) yra du celiuliozės eterio dariniai, pasižymintys dideliu suspensijos greičiu, geromis antikalcinėmis savybėmis ir geromis klampumą didinančiomis savybėmis, todėl jie yra puikūs gręžimo purvo apdorojimo agentai ir medžiagos. užbaigimo skysčių ruošimas.Jie pasižymi puikiomis klampumo didinimo ir skysčių praradimo mažinimo savybėmis, palyginti su hidroksietilceliulioze, o dėl jų gebėjimo sudaryti įvairaus tankio gręžimo skysčius pagal kalcio chlorido svorį, jie yra universalus priedas naftos gavybai padidinti.
Hidroksietilceliuliozė (HEC) yra dar vienas celiuliozės darinys, naudojamas kaip purvo tirštiklis ir stabilizatorius gręžimo, užbaigimo ir cementavimo procese.Palyginti su natrio karboksimetilceliulioze ir guaro derva, HEC turi stiprią smėlio suspensiją, didelę druskos talpą, gerą atsparumą karščiui, mažą atsparumą maišymui, mažiau skysčių nuostolių ir gelio lūžimo bloką.HEC buvo plačiai naudojamas dėl savo gero tirštinimo efekto, mažo likučio ir kitų savybių.Apskritai, celiuliozės eteriai, tokie kaip NaCMC, NaCMHPC, NaCMHEC ir HEC, atlieka svarbų vaidmenį naftos gavybos procese ir parodė didelį potencialą gerinant naftos išgavimą.
2. Statybos ir dažų pramonė
Natrio karboksimetilceliuliozė yra universalus statybinių medžiagų priedas, kuris gali būti naudojamas kaip lėtintuvas, vandenį sulaikantis agentas, tirštiklis ir rišiklis statybiniam mūrui ir tinkavimo skiediniui.Jis taip pat gali būti naudojamas kaip dispergentas, vandenį sulaikanti medžiaga ir tirštiklis tinkui, skiediniui ir gruntą išlyginančioms medžiagoms.Specialus mūro ir tinkavimo skiedinio priedas, pagamintas iš karboksimetilceliuliozės, gali pagerinti apdirbamumą, vandens sulaikymą ir atsparumą įtrūkimams, išvengiant įtrūkimų ir tuštumų bloko sienelėje.Be to, iš metilceliuliozės galima gaminti aplinką tausojančias statybinių paviršių apdailos medžiagas aukštos kokybės sienų ir akmens plytelių paviršiams, taip pat kolonų ir paminklų paviršių apdailai.
3. Kasdieninė chemijos pramonė
Natrio karboksimetilceliuliozė yra universalus stabilizuojantis klampumas, kurį galima naudoti įvairiuose gaminiuose.Pastos gaminiuose, kurių sudėtyje yra kietų miltelių žaliavų, ji atlieka svarbų vaidmenį stabilizuojant dispersiją ir suspensiją.Skystai arba emulsinei kosmetikai jis veikia kaip tirštiklis, dispersija ir homogenizatorius.Šis celiuliozės darinys taip pat gali veikti kaip emulsijos stabilizatorius, tepalų ir šampūnų tirštiklis ir stabilizatorius, dantų pastos klijų stabilizatorius ir ploviklio tirštiklis bei dėmių šalinimo priemonė.Natrio karboksimetilhidroksipropilceliuliozė, celiuliozės eterio rūšis, yra plačiai naudojama kaip dantų pastos stabilizatorius dėl tiksotropinių savybių, kurios padeda išlaikyti dantų pastos formuojamumą ir konsistenciją.Šis darinys taip pat yra atsparus druskai ir rūgštims, todėl yra veiksmingas ploviklių ir dėmių šalinimo priemonių tirštiklis.Natrio karboksimetilceliuliozė dažniausiai naudojama kaip nešvarumų dispergentas, tirštiklis ir dispergentas gaminant skalbimo miltelius ir skystus ploviklius.
4. Medicina ir maisto pramonė
Farmacijos pramonėje Yibang hidroksipropilkarboksimetilceliuliozė (HPMC) plačiai naudojama kaip vaisto pagalbinė medžiaga geriamiesiems kontroliuojamo atpalaidavimo ir ilgalaikio atpalaidavimo preparatams.Jis veikia kaip išskyrimą stabdanti medžiaga, reguliuojanti vaistų išsiskyrimą, ir kaip dangos medžiaga, lėtinanti vaistų išsiskyrimą.Metilkarboksimetilceliuliozė ir etilkarboksimetilceliuliozė dažniausiai naudojamos tabletėms ir kapsulėms gaminti arba cukrumi dengtoms tabletėms padengti.Maisto pramonėje aukščiausios kokybės celiuliozės eteriai yra veiksmingi tirštikliai, stabilizatoriai, pagalbinės medžiagos, vandenį sulaikančios medžiagos ir mechaninės putos įvairiuose maisto produktuose.Metilceliuliozė ir hidroksipropilmetilceliuliozė laikomos metaboliškai inertiškomis ir yra saugios vartoti.Labai grynos karboksimetilceliuliozės galima dėti į maisto produktus, įskaitant pieną ir grietinėlę, pagardus, uogienes, želė, konservus, stalo sirupą ir gėrimus.Be to, karboksimetilceliuliozė gali būti naudojama vežant ir sandėliuojant šviežius vaisius kaip plastikinė plėvelė, užtikrinanti gerą šviežumo išlaikymo efektą, mažesnę taršą, be žalos ir lengvą mechanizuotą gamybą.
5. Optinės ir elektrinės funkcinės medžiagos
Didelio grynumo celiuliozės eteris, pasižymintis geru atsparumu rūgštims ir druskoms, veikia kaip elektrolitų tirštinimo stabilizatorius, užtikrinantis stabilias koloidines šarminių ir cinko-mangano baterijų savybes.Kai kurie celiuliozės eteriai turi termotropinį skystąjį kristališkumą, pavyzdžiui, hidroksipropilceliuliozės acetatas, kuris sudaro cholesterinius skystuosius kristalus žemesnėje nei 164 °C temperatūroje.
Pagrindinė nuoroda
● Cheminių medžiagų žodynas.
● Celiuliozės eterio charakteristikos, paruošimas ir pramoninis pritaikymas.
● Celiuliozės eterio rinkos status quo ir plėtros tendencijos.
