Эфір цэлюлозы (CE) - клас вытворных, атрыманых шляхам хімічнай мадыфікацыі цэлюлозы. Цэлюлоза з'яўляецца асноўным кампанентам клеткавых сценак раслін, а простыя эфіры цэлюлозы ўяўляюць сабой шэраг палімераў, якія ўтвараюцца шляхам этэрыфікацыі некаторых гідраксільных груп (–OH) у цэлюлозе. Яны шырока выкарыстоўваюцца ў многіх галінах, такіх як будаўнічыя матэрыялы, медыцына, прадукты харчавання, касметыка і г.д., і шырока выкарыстоўваюцца ў розных галінах прамысловасці дзякуючы сваім унікальным фізічным і хімічным уласцівасцям і ўніверсальнасці.
1. Класіфікацыя простых эфіраў цэлюлозы
Эфіры цэлюлозы можна падзяліць на розныя тыпы ў залежнасці ад тыпаў намеснікаў у хімічнай структуры. Самая распаўсюджаная класіфікацыя заснавана на розніцы ў намесніках. Агульныя эфіры цэлюлозы наступныя:
Метылцэлюлоза (MC)
Метылцэлюлоза ўтвараецца шляхам замены гідраксільнай часткі малекулы цэлюлозы метылам (–CH₃). Ён валодае добрымі згушчальнымі, пленкообразующими і склейваючымі ўласцівасцямі і шырока выкарыстоўваецца ў будаўнічых матэрыялах, пакрыццях, фармацэўтычнай і харчовай прамысловасці.
Гідраксіпрапілметылцэлюлоза (ГПМЦ)
Гідраксіпрапілметылцэлюлоза - звычайны эфір цэлюлозы, які шырока выкарыстоўваецца ў будаўнічых матэрыялах, медыцыне, штодзённых хімікатах і харчовых прадуктах дзякуючы лепшай растваральнасці ў вадзе і хімічнай стабільнасці. HPMC - гэта неіённы эфір цэлюлозы з уласцівасцямі ўтрымання вады, згушчэння і стабільнасці.
Карбоксиметилцеллюлоза (CMC)
Карбаксіметылавая цэлюлоза - гэта аніённы эфір цэлюлозы, які ўтвараецца шляхам увядзення карбоксиметильных (–CH₂COOH) груп у малекулы цэлюлозы. КМЦ мае выдатную растваральнасць у вадзе і часта выкарыстоўваецца ў якасці загушчальніка, стабілізатара і суспензіі. Ён гуляе важную ролю ў ежы, медыцыне і касметыцы.
Этылавая цэлюлоза (EC)
Этылцэлюлоза атрымліваецца шляхам замены гідраксільнай групы ў цэлюлозе на этыл (–CH₂CH3). Ён валодае добрай гідрафобнасцю і часта выкарыстоўваецца ў якасці плёнкавага пакрыцця і матэрыялу з кантраляваным вызваленнем у фармацэўтычнай прамысловасці.
2. Фізічныя і хімічныя ўласцівасці эфіраў цэлюлозы
Фізічныя і хімічныя ўласцівасці эфіраў цэлюлозы цесна звязаны з такімі фактарамі, як тып эфіру цэлюлозы, тып замяшчальніка і ступень замяшчэння. Яго асноўныя ўласцівасці ўключаюць у сябе наступнае:
Растваральнасць у вадзе і растваральнасць
Большасць простых эфіраў цэлюлозы добра раствараюцца ў вадзе і могуць растварацца ў халоднай або гарачай вадзе з адукацыяй празрыстага калоіднага раствора. Напрыклад, HPMC, CMC і г.д. можна хутка растварыць у вадзе з адукацыяй высокавязкага раствора, які шырока выкарыстоўваецца ў сцэнарыях прымянення з такімі функцыянальнымі патрабаваннямі, як згушчэнне, суспензія і адукацыя плёнкі.
Загушчальныя і пленкообразующие ўласцівасці
Эфіры цэлюлозы валодаюць выдатнымі загушчальнымі ўласцівасцямі і могуць эфектыўна павялічваць глейкасць водных раствораў. Напрыклад, даданне HPMC да будаўнічых матэрыялаў можа палепшыць пластычнасць і працаздольнасць раствора і ўзмацніць яго ўласцівасці супраць прасядання. У той жа час эфіры цэлюлозы валодаюць добрымі пленкообразующими ўласцівасцямі і могуць утвараць аднастайную ахоўную плёнку на паверхні прадметаў, таму яны шырока выкарыстоўваюцца ў пакрыццях і лекавых пакрыццях.
Затрымка вады і стабільнасць
Эфіры цэлюлозы таксама валодаюць добрай здольнасцю ўтрымліваць ваду, асабліва ў галіне будаўнічых матэрыялаў. Эфіры цэлюлозы часта выкарыстоўваюцца для паляпшэння водаўтрымання цэментавага раствора, памяншэння з'яўлення ўсаджвальных расколін у растворы і падаўжэння тэрміну службы раствора. У харчовай сферы CMC таксама выкарыстоўваецца ў якасці ўвільгатняльніка для затрымкі высыхання ежы.
Хімічная ўстойлівасць
Эфіры цэлюлозы дэманструюць добрую хімічную стабільнасць у растворах кіслот, шчолачаў і электралітаў і могуць захоўваць сваю структуру і функцыі ў розных складаных хімічных асяроддзях. Гэта дазваляе выкарыстоўваць іх у розных галінах прамысловасці без умяшання іншых хімічных рэчываў.
3. Працэс атрымання эфіру цэлюлозы
Вытворчасць эфіру цэлюлозы ў асноўным рыхтуецца рэакцыяй этэрыфікацыі натуральнай цэлюлозы. Асноўныя этапы працэсу ўключаюць апрацоўку алкализации цэлюлозы, рэакцыю этерификации, ачыстку і г.д.
Лячэнне алкализацией
Па-першае, натуральная цэлюлоза (такая як бавоўна, драўніна і г.д.) падщелачваецца для пераўтварэння гідраксільнай часткі цэлюлозы ў высокаактыўныя солі спірту.
Рэакцыя этерификации
Цэлюлоза пасля подщелачивания ўступае ў рэакцыю з эфірным агентам (такім як метылхларыд, аксід прапілену і г.д.), утвараючы эфір цэлюлозы. У залежнасці ад умоў рэакцыі можна атрымаць розныя віды простых эфіраў цэлюлозы.
Ачыстка і сушка
Эфір цэлюлозы, які ўтвараецца ў выніку рэакцыі, чысцяць, промывают і сушаць з атрыманнем парашка або грануляванага прадукту. Чысціню і фізічныя ўласцівасці канчатковага прадукту можна кантраляваць з дапамогай наступнай тэхналогіі апрацоўкі.
4. Галіны прымянення эфіру цэлюлозы
Дзякуючы унікальным фізіка-хімічным уласцівасцям эфіры цэлюлозы, яны шырока выкарыстоўваюцца ў многіх галінах прамысловасці. Асноўныя вобласці прымянення наступныя:
Будаўнічыя матэрыялы
У галіне будаўнічых матэрыялаў простыя эфіры цэлюлозы ў асноўным выкарыстоўваюцца ў якасці загушчальнікаў і ўтрымліваючых ваду агентаў для цэментавых раствораў і прадуктаў на аснове гіпсу. Эфіры цэлюлозы, такія як HPMC і MC, могуць палепшыць будаўнічыя характарыстыкі раствора, паменшыць страты вады і, такім чынам, павысіць адгезію і ўстойлівасць да расколін.
Лекі
У фармацэўтычнай прамысловасці простыя эфіры цэлюлозы шырока выкарыстоўваюцца ў якасці пакрыццяў для лекаў, клеяў для таблетак і матэрыялаў з кантраляваным вызваленнем. Напрыклад, HPMC часта выкарыстоўваецца для падрыхтоўкі плёнкавых пакрыццяў лекаў і мае добры эфект кантраляванага вызвалення.
харчаванне
КМЦ часта выкарыстоўваецца ў якасці загушчальніка, эмульгатора і стабілізатара ў харчовай прамысловасці. Ён шырока выкарыстоўваецца ў напоях, малочных прадуктах і хлебабулачных вырабах і можа палепшыць густ і ўвільгатняюць ўласцівасці ежы.
Касметыка і штодзённая хімія
Эфіры цэлюлозы выкарыстоўваюцца ў якасці загушчальнікаў, эмульгатараў і стабілізатараў у касметыцы і штодзённых хімікатах, якія могуць забяспечыць добрую кансістэнцыю і тэкстуру. Напрыклад, HPMC часта выкарыстоўваецца ў такіх прадуктах, як зубная паста і шампунь, каб надаць ім адчуванне вязкасці і стабільны эфект суспензіі.
Пакрыцці
У прамысловасці пакрыццяў простыя эфіры цэлюлозы выкарыстоўваюцца ў якасці загушчальнікаў, пленкообразователей і суспензій, якія могуць палепшыць канструктыўныя характарыстыкі пакрыццяў, палепшыць выраўноўванне і забяспечыць добрую якасць лакафарбавай плёнкі.
5. Будучае развіццё эфіраў цэлюлозы
З ростам попыту на ахову навакольнага асяроддзя эфір цэлюлозы, як вытворная прыродных аднаўляльных рэсурсаў, мае шырокія перспектывы развіцця. Яго біяраскладальнасць, аднаўляльнасць і ўніверсальнасць дазваляюць чакаць, што ў будучыні ён будзе больш шырока выкарыстоўвацца ў галіне экалагічна чыстых матэрыялаў, матэрыялаў, якія раскладаюцца, і разумных матэрыялаў. Акрамя таго, эфір цэлюлозы таксама мае патэнцыял для далейшых даследаванняў і распрацовак у такіх галінах з высокай дабаўленай вартасцю, як біямедыцынская інжынерыя і сучасныя матэрыялы.
З'яўляючыся важным хімічным прадуктам, эфір цэлюлозы мае шырокі спектр прымянення. З яго выдатным згушчэннем, утрыманнем вады, плёнкавасцю і добрай хімічнай стабільнасцю ён гуляе незаменную ролю ў многіх галінах, такіх як будаўніцтва, медыцына і ежа. У будучыні, з бесперапынным развіццём тэхналогій і прасоўваннем канцэпцый аховы навакольнага асяроддзя, перспектывы прымянення эфіру цэлюлозы будуць шырэйшымі і ўнясуць большы ўклад у садзейнічанне ўстойліваму развіццю розных галін прамысловасці.
Час публікацыі: 24 верасня 2024 г