Ülevaade
Tselluloos on looduslik polümeer, mis koosneb veevabast β-glükoosi ühikutest ja selle igas alustsüklis on kolm hüdroksüülrühma.Tselluloosi keemiliselt modifitseerides saab toota mitmesuguseid tselluloosi derivaate ja üks neist on tsellulooseeter.Tsellulooseeter on polümeerühend, mille eetristruktuur on tuletatud tselluloosist, sealhulgas metüültselluloosist, etüültselluloosist, hüdroksüetüültselluloosist, hüdroksüpropüültselluloosist, karboksümetüültselluloosist ja teistest.Neid derivaate toodetakse tavaliselt leelistselluloosi reageerimisel monokloroalkaani, etüleenoksiidi, propüleenoksiidi või monokloroäädikhappega.Saadud tsellulooseetris on suurepärane lahustuvus vees, paksenemisvõime ja kilet moodustavad omadused ning seda kasutatakse laialdaselt sellistes tööstusharudes nagu ehitus, farmaatsia, toit ja kosmeetika.Tsellulooseeter on taastuv, biolagunev ja mittetoksiline materjal, mistõttu on see populaarne alternatiiv sünteetilistele polümeeridele.
Jõudlus ja funktsioonid
1. Välimuse omadused
Tsellulooseeter on valge lõhnatu kiuline pulber, mis imab kergesti niiskust ja moodustab vees lahustatuna stabiilse, viskoosse läbipaistva kolloidi.
2. Kile teke ja adhesioon
Tselluloosi keemiline modifitseerimine tsellulooseetri tootmiseks mõjutab oluliselt selle omadusi, sealhulgas lahustuvust, kilet moodustavat võimet, sideme tugevust ja soolakindlust.Need omadused muudavad tsellulooseetri väga soovitavaks polümeeriks, millel on suurepärane mehaaniline tugevus, paindlikkus, kuumakindlus ja külmakindlus.Lisaks sobib see hästi erinevate vaikude ja plastifikaatoritega, mistõttu sobib see kasutamiseks plastide, kilede, lakkide, liimide, lateksi ja ravimkattematerjalide tootmisel.Tänu oma mitmekülgsetele omadustele on tsellulooseeter muutunud töötlevas tööstuses oluliseks materjaliks, mis tagab paljudele toodetele parema jõudluse, stabiilsuse ja vastupidavuse.Selle tulemusena on sellel lai valik rakendusi erinevates valdkondades, sealhulgas farmaatsia-, pinnakatte-, tekstiili-, ehitus- ja toiduainetööstuses.
3. Lahustuvus
Tsellulooseetrite, nagu metüültselluloos, metüülhüdroksüetüültselluloos, hüdroksüetüültselluloos ja naatriumkarboksümetüülhüdroksüetüültselluloos, lahustuvus varieerub sõltuvalt temperatuurist ja kasutatud lahustist.Metüültselluloos ja metüülhüdroksüetüültselluloos lahustuvad külmas vees ja mõnes orgaanilises lahustis, kuid kuumutamisel sadestuvad, metüültselluloos sadestub temperatuuril 45–60 °C ja eeterdatud metüülhüdroksüetüültselluloosi segu temperatuuril 65–80 °C.Sade võib aga temperatuuri langetamisel uuesti lahustuda.Teisest küljest on hüdroksüetüültselluloos ja naatriumkarboksümetüülhüdroksüetüültselluloos vees lahustuvad igal temperatuuril, kuid orgaanilistes lahustites lahustumatud.Nendel tsellulooseetritel on erinevad lahustuvus- ja sadestamisomadused, mis muudavad need sobivaks mitmesugustes rakendustes sellistes tööstusharudes nagu plastid, kiled, katted ja liimid.
4. Paksendamine
Kui tsellulooseeter lahustub vees, moodustab see kolloidse lahuse, mille viskoossust mõjutab tsellulooseetri polümerisatsiooniaste.Lahus sisaldab hüdraatunud makromolekule, millel on mitte-Newtoni käitumine, st voolu käitumine muutub koos rakendatud nihkejõuga.Tänu makromolekulaarsele struktuurile suureneb lahuse viskoossus kiiresti kontsentratsiooniga, kuid väheneb kiiresti temperatuuri tõustes.Tsellulooseetri lahuste viskoossust mõjutavad ka pH, ioontugevus ja muude kemikaalide olemasolu.Need tsellulooseetri ainulaadsed omadused muudavad selle kasulikuks mitmesugustes rakendustes, nagu liimid, katted, kosmeetika ja toiduained.
Rakendus
1. Naftatööstus
Naatriumkarboksümetüültselluloos (NaCMC) on tsellulooseeter, millel on lai valik rakendusi õli ekstraheerimise protsessis.Selle suurepärased viskoossust suurendavad ja vedelikukadu vähendavad omadused muudavad selle puurimisvedelike, tsementeerimisvedelike ja purustamisvedelike jaoks populaarseks valikuks.Eelkõige on see näidanud paljulubavaid tulemusi nafta taaskasutamise parandamisel.NaCMC talub erinevat lahustuvate soolade reostust ja suurendab õli taastumist, vähendades veekadusid ning selle soolakindlus ja viskoossust suurendav võime muudavad selle ideaalseks puurimisvedelike ettevalmistamiseks magevee, merevee ja küllastunud soolase vee jaoks.
Naatriumkarboksümetüülhüdroksüpropüültselluloos (NaCMHPC) ja naatriumkarboksümetüülhüdroksüetüültselluloos (NaCMHEC) on kaks tsellulooseetri derivaati, millel on kõrge suspensiooni kiirus, hea kaltsiumivastane toime ja hea viskoossust suurendav võime, mistõttu on need suurepärased valikud puurmuda töötlemiseks kasutatavate ainete ja materjalidena. lõpetamisvedelike valmistamine.Võrreldes hüdroksüetüültselluloosiga on neil suurepärane viskoossust suurendav võime ja vedelikukadu vähendavad omadused ning nende võime formuleerida kaltsiumkloriidi kaalu all erineva tihedusega puurimisvedelikeks muudab need mitmekülgseks lisandiks õlitootmise suurendamiseks.
Hüdroksüetüültselluloos (HEC) on teine tselluloosi derivaat, mida kasutatakse muda paksendava ja stabiliseeriva ainena puurimis-, lõpetamis- ja tsementeerimisprotsessis.Võrreldes naatriumkarboksümetüültselluloosi ja guarkummiga on HEC-l tugev liivasuspensioon, suur soolamaht, hea kuumakindlus, madal segunemiskindlus, väiksem vedelikukadu ja geeli purunemisplokk.HEC-d on laialdaselt kasutatud selle hea paksendava toime, vähese jäägi ja muude omaduste tõttu.Üldiselt mängivad tselluloosi eetrid nagu NaCMC, NaCMHPC, NaCMHEC ja HEC õli ekstraheerimise protsessis olulist rolli ning on näidanud märkimisväärset potentsiaali õli taaskasutamise parandamisel.
2. Ehitus- ja värvitööstus
Naatriumkarboksümetüültselluloos on mitmekülgne ehitusmaterjali lisand, mida saab kasutada aeglustajana, vett kinnipidava ainena, paksendajana ja sideainena ehitusmüüris ja krohvimördis.Seda saab kasutada ka krohvi, mördi ja maatasandusmaterjalide dispergeeriva, vettpidava ainena ja paksendajana.Karboksümetüültselluloosist valmistatud spetsiaalne müüri- ja krohvimördisegu võib parandada töödeldavust, veepidavust ja pragunemiskindlust, vältides pragude ja tühimike tekkimist plokkseinas.Lisaks saab metüültselluloosist valmistada keskkonnasõbralikke ehituspindade kaunistusmaterjale kvaliteetsetele seina- ja kiviplaatpindadele, samuti sammaste ja monumentide pinnaviimistluseks.
3. Igapäevane keemiatööstus
Naatriumkarboksümetüültselluloos on mitmekülgne stabiliseeriv viskoossusaine, mida saab kasutada mitmesugustes toodetes.Tahket pulbrilist toorainet sisaldavates pastatoodetes on sellel oluline roll dispersiooni ja suspensiooni stabiliseerimisel.Vedela või emulsioonkosmeetika puhul toimib see paksendava, dispergeeriva ja homogeniseeriva ainena.See tselluloosi derivaat võib toimida ka emulsiooni stabilisaatorina, salvide ja šampoonide paksendaja ja stabilisaatorina, hambapasta liimi stabilisaatorina ning pesuaine paksendajana ja plekkide vastase ainena.Naatriumkarboksümetüülhüdroksüpropüültselluloosi, tsellulooseetri tüüpi, kasutatakse laialdaselt hambapasta stabilisaatorina selle tiksotroopsete omaduste tõttu, mis aitab säilitada hambapasta vormitavust ja konsistentsi.See derivaat on vastupidav ka soolale ja happele, muutes selle tõhusaks paksendajaks pesuvahendites ja plekivastastes ainetes.Naatriumkarboksümetüültselluloosi kasutatakse pesupulbri ja vedelate pesuvahendite tootmisel tavaliselt mustuse dispergeeriva, paksendaja ja dispergeeriva ainena.
4. Meditsiin ja toiduainetööstus
Farmaatsiatööstuses kasutatakse Yibangi hüdroksüpropüülkarboksümetüültselluloosi (HPMC) laialdaselt ravimi abiainena suukaudsete ravimite kontrollitud vabanemisega ja püsivalt vabastavate preparaatide jaoks.See toimib vabanemist aeglustava materjalina, mis reguleerib ravimite vabanemist, ja kattematerjalina, mis aeglustab preparaatide vabanemist.Metüülkarboksümetüültselluloosi ja etüülkarboksümetüültselluloosi kasutatakse tavaliselt tablettide ja kapslite valmistamiseks või suhkruga kaetud tablettide katmiseks.Toiduainetööstuses on esmaklassilised tsellulooseetrid tõhusad paksendajad, stabilisaatorid, abiained, vettpidavad ained ja mehaanilised vahutajad erinevates toiduainetes.Metüültselluloosi ja hüdroksüpropüülmetüültselluloosi peetakse metaboolselt inertseks ja need on tarbimiseks ohutud.Kõrge puhtusastmega karboksümetüültselluloosi võib lisada toiduainetele, sh piim ja koor, maitseained, moosid, tarretis, konservid, lauasiirup ja jookid.Lisaks saab karboksümetüültselluloosi kasutada värskete puuviljade transportimisel ja ladustamisel kilepakena, mis tagab hea värske säilivuse, vähem reostust, kahjustusteta ja lihtsat mehhaniseeritud tootmist.
5. Optilised ja elektrilised funktsionaalsed materjalid
Kõrge puhtusastmega tsellulooseeter, millel on hea happe- ja soolakindlus, toimib elektrolüütide paksenemise stabilisaatorina, tagades leelis- ja tsink-mangaanpatareidele stabiilsed kolloidsed omadused.Mõned tsellulooseetrid näitavad termotroopset vedelkristallilisust, näiteks hüdroksüpropüültselluloosatsetaat, mis moodustab temperatuuril alla 164 °C kolesteerilisi vedelkristalle.
Peamine viide
● Keemiliste ainete sõnastik.
● Tsellulooseetri omadused, valmistamine ja tööstuslik kasutamine.
● Tselluloosi eetri turu staatus ja arengusuund.
