Преглед
Целулозата е естествен полимер, съставен от безводни β-глюкозни единици и има три хидроксилни групи на всеки основен пръстен.Чрез химическо модифициране на целулозата могат да се произвеждат различни целулозни производни и един от тях е целулозен етер.Целулозният етер е полимерно съединение с етерна структура, получено от целулоза, включително метил целулоза, етил целулоза, хидроксиетил целулоза, хидроксипропил целулоза, карбоксиметил целулоза и други.Тези производни обикновено се произвеждат чрез взаимодействие на алкална целулоза с монохлороалкан, етилен оксид, пропилей оксид или монохлороцетна киселина.Полученият целулозен етер има отлична водоразтворимост, сгъстяваща способност и филмообразуващи свойства и се използва широко в индустрии като строителството, фармацевтиката, храните и козметиката.Целулозният етер е възобновяем, биоразградим и нетоксичен материал, което го прави популярна алтернатива на синтетичните полимери.
Производителност и функции
1. Характеристики на външния вид
Целулозният етер е бял влакнест прах без мирис, който лесно абсорбира влагата и образува стабилен, вискозен, прозрачен колоид, когато се разтвори във вода.
2. Образуване на филм и адхезия
Химическата модификация на целулозата за получаване на целулозен етер значително влияе върху нейните свойства, включително нейната разтворимост, способност за образуване на филм, сила на свързване и устойчивост на сол.Тези характеристики правят целулозния етер силно желан полимер с отлична механична якост, гъвкавост, устойчивост на топлина и устойчивост на студ.В допълнение, той показва добра съвместимост с различни смоли и пластификатори, което го прави подходящ за използване в производството на пластмаси, филми, лакове, лепила, латекс и материали за лекарствени покрития.Благодарение на многостранните си свойства, целулозен етер се превърна във важен материал в производствената индустрия, осигурявайки подобрена производителност, стабилност и издръжливост на широка гама от продукти.В резултат на това има широк спектър от приложения в различни области, включително фармацевтични продукти, покрития, текстил, строителство и хранително-вкусова промишленост, наред с други.
3. Разтворимост
Разтворимостта на целулозни етери като метилцелулоза, метил хидроксиетил целулоза, хидроксиетил целулоза и натриева карбоксиметил хидроксиетил целулоза варира в зависимост от температурата и използвания разтворител.Метилцелулозата и метилхидроксиетилцелулозата са разтворими в студена вода и някои органични разтворители, но се утаяват при нагряване, като метилцелулозата се утаява при 45-60°C и смесената етерифицирана метилхидроксиетилцелулоза при 65-80°C.Въпреки това, утайките могат да се разтворят отново, когато температурата се понижи.От друга страна, хидроксиетил целулозата и натриевата карбоксиметил хидроксиетил целулоза са водоразтворими при всяка температура, но неразтворими в органични разтворители.Тези целулозни етери имат различни свойства на разтворимост и утаяване, които ги правят подходящи за различни приложения в индустрии като пластмаси, филми, покрития и лепила.
4. Удебеляване
Когато целулозен етер се разтваря във вода, той образува колоиден разтвор, чийто вискозитет се влияе от степента на полимеризация на целулозния етер.Разтворът съдържа хидратирани макромолекули, които показват ненютоново поведение, т.е. поведението на потока се променя с приложената сила на срязване.Поради макромолекулната структура, вискозитетът на разтвора нараства бързо с концентрация, но намалява бързо с повишаване на температурата.Вискозитетът на разтворите на целулозен етер също се влияе от pH, йонната сила и присъствието на други химикали.Тези уникални свойства на целулозния етер го правят полезен в различни приложения като лепила, покрития, козметика и хранителни продукти.
Приложение
1. Петролна промишленост
Натриевата карбоксиметил целулоза (NaCMC) е целулозен етер с широк спектър от приложения в процеса на екстракция на масло.Неговите отлични свойства за увеличаване на вискозитета и намаляване на загубата на течности го правят популярен избор при сондажни течности, циментиращи течности и течности за разбиване.По-специално, той показа обещаващи резултати за подобряване на добива на петрол.NaCMC може да устои на различни замърсявания с разтворими соли и да увеличи добива на нефт чрез намаляване на загубата на вода, а устойчивостта му на сол и способността му за увеличаване на вискозитета го правят идеален за приготвяне на сондажни течности за прясна вода, морска вода и наситена солена вода.
Натриева карбоксиметил хидроксипропил целулоза (NaCMHPC) и натриева карбоксиметил хидроксиетил целулоза (NaCMHEC) са две производни на целулозен етер с висока скорост на суспензия, добро анти-калциево действие и добра способност за увеличаване на вискозитета, което ги прави отличен избор като агенти за обработка на сондажна кал и материали за подготовка на течности за завършване.Те проявяват превъзходна способност за увеличаване на вискозитета и свойства за намаляване на загубата на течност в сравнение с хидроксиетилцелулозата, а способността им да бъдат формулирани в сондажни течности с различни плътности под тежестта на калциев хлорид ги прави универсална добавка за увеличаване на производството на нефт.
Хидроксиетилцелулозата (HEC) е друго производно на целулозата, използвано като сгъстител и стабилизиращ агент в процеса на сондиране, завършване и циментиране.В сравнение с натриева карбоксиметил целулоза и гума гуар, HEC има силна пясъчна суспензия, висок капацитет на соли, добра устойчивост на топлина, ниска устойчивост на смесване, по-малка загуба на течност и блок за разрушаване на гела.HEC е широко използван поради добрия си сгъстяващ ефект, ниски остатъци и други свойства.Като цяло целулозните етери като NaCMC, NaCMHPC, NaCMHEC и HEC играят критична роля в процеса на извличане на масло и са показали значителен потенциал за подобряване на възстановяването на масло.
2. Строителна и бояджийска промишленост
Натриевата карбоксиметил целулоза е универсална добавка за строителни материали, която може да се използва като забавител, водозадържащ агент, сгъстител и свързващо вещество за зидария и мазилка.Може да се използва и като дисперсант, водозадържащ агент и сгъстител за мазилки, хоросани и материали за изравняване на терена.Специална добавка за зидария и мазилка, направена от карбоксиметилцелулоза, може да подобри обработваемостта, задържането на вода и устойчивостта на пукнатини, избягвайки напукване и кухини в блоковата стена.В допълнение, метилцелулозата може да се използва за направата на екологично чисти материали за декорация на строителни повърхности за висококачествени повърхности на стени и каменни плочки, както и за повърхностна декорация на колони и паметници.
3. Ежедневна химическа промишленост
Натриевата карбоксиметил целулоза е универсален стабилизиращ вискозификатор, който може да се използва в различни продукти.В пастообразни продукти, съдържащи твърди прахообразни суровини, той играе критична роля в стабилизирането на дисперсията и суспензията.За течна или емулсионна козметика той функционира като сгъстяващ, диспергиращ и хомогенизиращ агент.Това производно на целулозата може също да действа като стабилизатор на емулсия, сгъстител и стабилизатор на мазила и шампоани, стабилизатор на лепило за паста за зъби и сгъстител на детергент и агент против петна.Натриевата карбоксиметил хидроксипропил целулоза, вид целулозен етер, се използва широко като стабилизатор на паста за зъби поради нейните тиксотропни свойства, което спомага за поддържане на оформяемостта и консистенцията на пастата за зъби.Това производно също е устойчиво на сол и киселина, което го прави ефективен сгъстител в детергенти и агенти против петна.Натриевата карбоксиметил целулоза обикновено се използва като диспергатор на мръсотия, сгъстител и диспергатор при производството на прах за пране и течни детергенти.
4. Медицина и хранително-вкусова промишленост
Във фармацевтичната индустрия Yibang хидроксипропил карбоксиметилцелулоза (НРМС) се използва широко като лекарствен ексципиент за препарати с контролирано освобождаване и продължително освобождаване на лекарства през устата.Той действа като забавящ освобождаването материал за регулиране на освобождаването на лекарства и като покриващ материал за забавяне на освобождаването на формулировките.Метил карбоксиметил целулоза и етил карбоксиметил целулоза обикновено се използват за производство на таблетки и капсули или за покриване на покрити със захар таблетки.В хранително-вкусовата промишленост висококачествените целулозни етери са ефективни сгъстители, стабилизатори, ексципиенти, агенти за задържане на вода и агенти за механично разпенване в различни храни.Метилцелулозата и хидроксипропилметилцелулозата се считат за метаболитно инертни и са безопасни за консумация.Карбоксиметилцелулозата с висока чистота може да се добавя към хранителни продукти, включително мляко и сметана, подправки, конфитюри, желета, консерви, трапезни сиропи и напитки.Освен това карбоксиметилцелулозата може да се използва при транспортиране и съхранение на пресни плодове като пластмасова обвивка, осигуряваща добър ефект на запазване на свежестта, по-малко замърсяване, без повреди и лесно механизирано производство.
5. Оптични и електрически функционални материали
Целулозният етер с висока чистота и добра устойчивост на киселини и соли действа като стабилизатор за сгъстяване на електролита, осигурявайки стабилни колоидни свойства за алкални и цинково-манганови батерии.Някои целулозни етери показват термотропна течна кристалност, като хидроксипропилцелулозен ацетат, който образува холестерични течни кристали под 164°C.
Основна справка
● Речник на химичните вещества.
● Характеристики, получаване и промишлено приложение на целулозен етер.
● Статукво и тенденция на развитие на пазара на целулозен етер.
