Pregled
Celuloza je prirodni polimer sastavljen od bezvodnih jedinica β-glukoze i ima tri hidroksilne skupine na svakom baznom prstenu.Kemijskim modificiranjem celuloze mogu se dobiti razni derivati celuloze, a jedan od njih je celulozni eter.Celulozni eter je polimerni spoj sa strukturom etera izveden iz celuloze, uključujući metil celulozu, etil celulozu, hidroksietil celulozu, hidroksipropil celulozu, karboksimetil celulozu i druge.Ovi se derivati obično proizvode reakcijom alkalne celuloze s monokloroalkanom, etilen oksidom, propilen oksidom ili monokloroctenom kiselinom.Dobiveni celulozni eter ima izvrsnu topljivost u vodi, sposobnost zgušnjavanja i svojstva stvaranja filma, a naširoko se koristi u industrijama kao što su građevinarstvo, farmaceutska, prehrambena i kozmetička industrija.Celulozni eter je obnovljiv, biorazgradiv i netoksičan materijal, što ga čini popularnom alternativom sintetskim polimerima.
Izvedba i značajke
1. Značajke izgleda
Celulozni eter je bijeli vlaknasti prah bez mirisa koji lako upija vlagu i tvori stabilan, viskozan, proziran koloid kada se otopi u vodi.
2. Stvaranje filma i prianjanje
Kemijska modifikacija celuloze za proizvodnju celuloznog etera značajno utječe na njezina svojstva, uključujući topljivost, sposobnost stvaranja filma, snagu veze i otpornost na sol.Ove karakteristike čine celulozni eter vrlo poželjnim polimerom s izvrsnom mehaničkom čvrstoćom, fleksibilnošću, otpornošću na toplinu i hladnoću.Osim toga, pokazuje dobru kompatibilnost s različitim smolama i plastifikatorima, što ga čini prikladnim za upotrebu u proizvodnji plastike, filmova, lakova, ljepila, lateksa i materijala za premazivanje lijekova.Zbog svojih svestranih svojstava, celulozni eter postao je važan materijal u proizvodnoj industriji, pružajući poboljšanu izvedbu, stabilnost i trajnost širokom rasponu proizvoda.Kao rezultat toga, ima širok raspon primjena u raznim područjima, uključujući farmaceutske proizvode, premaze, tekstil, građevinarstvo i prehrambenu industriju, među ostalima.
3. Topljivost
Topivost celuloznih etera kao što su metilceluloza, metil hidroksietil celuloza, hidroksietil celuloza i natrijeva karboksimetil hidroksietil celuloza varira ovisno o temperaturi i korištenom otapalu.Metilceluloza i metil hidroksietil celuloza topljive su u hladnoj vodi i nekim organskim otapalima, ali se talože kada se zagrijavaju, pri čemu se metilceluloza taloži na 45-60°C, a miješana eterificirana metil hidroksietil celuloza na 65-80°C.Međutim, talog se može ponovno otopiti kada se temperatura snizi.S druge strane, hidroksietil celuloza i natrijeva karboksimetil hidroksietil celuloza su topljive u vodi na bilo kojoj temperaturi, ali netopljive u organskim otapalima.Ovi celulozni eteri imaju različita svojstva topljivosti i taloženja što ih čini prikladnima za različite primjene u industrijama kao što su plastika, filmovi, premazi i ljepila.
4. Zadebljanje
Kada se celulozni eter otopi u vodi, nastaje koloidna otopina na čiju viskoznost utječe stupanj polimerizacije celuloznog etera.Otopina sadrži hidratizirane makromolekule koje pokazuju ne-Newtonovsko ponašanje, tj. ponašanje protoka se mijenja s primijenjenom silom smicanja.Zbog makromolekularne strukture, viskoznost otopine brzo raste s koncentracijom, ali brzo opada s porastom temperature.Na viskoznost otopina celuloznog etera također utječu pH, ionska jakost i prisutnost drugih kemikalija.Ova jedinstvena svojstva celuloznog etera čine ga korisnim u raznim primjenama kao što su ljepila, premazi, kozmetika i prehrambeni proizvodi.
Primjena
1. Naftna industrija
Natrijeva karboksimetil celuloza (NaCMC) je celulozni eter sa širokim rasponom primjene u procesu ekstrakcije ulja.Njegova odlična svojstva povećanja viskoznosti i smanjenja gubitka tekućine čine ga popularnim izborom u tekućinama za bušenje, tekućinama za cementiranje i tekućinama za lomljenje.Konkretno, pokazao je obećavajuće rezultate u poboljšanju iscrpka nafte.NaCMC se može oduprijeti različitim onečišćenjima topivim solima i povećati iscrpak nafte smanjenjem gubitka vode, a njegova otpornost na sol i sposobnost povećanja viskoznosti čine ga idealnim za pripremu tekućina za bušenje slatke vode, morske vode i zasićene slane vode.
Natrijeva karboksimetil hidroksipropil celuloza (NaCMHPC) i natrijeva karboksimetil hidroksietil celuloza (NaCMHEC) dva su derivata celuloznog etera s visokom stopom razmuljivanja, dobrom učinkom protiv kalcija i dobrom sposobnošću povećanja viskoznosti, što ih čini odličnim izborom kao sredstvima za obradu isplake i materijalima za pripremanje tekućina za završetak.Oni pokazuju superiornu sposobnost povećanja viskoznosti i svojstva smanjenja gubitka tekućine u usporedbi s hidroksietil celulozom, a njihova sposobnost da se formuliraju u tekućine za bušenje različitih gustoća pod težinom kalcijevog klorida čini ih svestranim aditivom za povećanje proizvodnje nafte.
Hidroksietil celuloza (HEC) još je jedan derivat celuloze koji se koristi kao sredstvo za zgušnjavanje isplake i stabilizaciju u procesu bušenja, završetka i cementiranja.U usporedbi s natrijevom karboksimetil celulozom i guar gumom, HEC ima jaku suspenziju pijeska, visok kapacitet soli, dobru otpornost na toplinu, nisku otpornost na miješanje, manji gubitak tekućine i blokadu lomljenja gela.HEC je naširoko korišten zbog dobrog učinka zgušnjavanja, niskog ostatka i drugih svojstava.Sve u svemu, celulozni eteri poput NaCMC, NaCMHPC, NaCMHEC i HEC igraju ključnu ulogu u procesu ekstrakcije nafte i pokazali su značajan potencijal u poboljšanju iscrpka nafte.
2. Građevinarstvo i industrija boja
Natrijeva karboksimetil celuloza svestrani je aditiv građevinskog materijala koji se može koristiti kao usporivač, sredstvo za zadržavanje vode, zgušnjivač i vezivo za mort za zidanje i žbukanje.Također se može koristiti kao disperzant, sredstvo za zadržavanje vode i zgušnjivač za žbuku, mort i materijale za izravnavanje tla.Poseban dodatak mortu za zidanje i žbukanje od karboksimetil celuloze može poboljšati obradivost, zadržavanje vode i otpornost na pukotine, izbjegavajući pukotine i šupljine u zidu od blokova.Osim toga, metil celuloza se može koristiti za izradu ekološki prihvatljivih materijala za ukrašavanje građevinskih površina za visokokvalitetne površine zidova i kamenih pločica, kao i za površinsko ukrašavanje stupova i spomenika.
3. Dnevna kemijska industrija
Natrijeva karboksimetil celuloza svestrani je stabilizirajući viskozifikator koji se može koristiti u raznim proizvodima.U pastastim proizvodima koji sadrže krute praškaste sirovine, igra ključnu ulogu u disperziji i stabilizaciji suspenzije.Za tekuću ili emulzijsku kozmetiku, djeluje kao sredstvo za zgušnjavanje, raspršivanje i homogeniziranje.Ovaj derivat celuloze također može djelovati kao stabilizator emulzije, zgušnjivač i stabilizator masti i šampona, stabilizator ljepila za pastu za zube i zgušnjivač deterdženta i sredstvo protiv mrlja.Natrijeva karboksimetil hidroksipropil celuloza, vrsta celuloznog etera, naširoko se koristi kao stabilizator paste za zube zbog svojih tiksotropnih svojstava, što pomaže u održavanju sposobnosti oblikovanja i konzistencije zubne paste.Ovaj derivat također je otporan na sol i kiseline, što ga čini učinkovitim zgušnjivačem u deterdžentima i sredstvima protiv mrlja.Natrijeva karboksimetil celuloza obično se koristi kao sredstvo za raspršivanje prljavštine, zgušnjivač i sredstvo za raspršivanje u proizvodnji praška za pranje i tekućih deterdženata.
4. Medicina i prehrambena industrija
U farmaceutskoj industriji, Yibang hidroksipropil karboksimetilceluloza (HPMC) naširoko se koristi kao pomoćna tvar lijeka za oralne pripravke s kontroliranim otpuštanjem i produljenim otpuštanjem.Djeluje kao materijal za usporavanje otpuštanja za reguliranje otpuštanja lijekova i kao materijal za oblaganje koji odgađa otpuštanje formulacija.Metil karboksimetil celuloza i etil karboksimetil celuloza obično se koriste za izradu tableta i kapsula ili za oblaganje tableta obloženih šećerom.U prehrambenoj industriji, prvoklasni celulozni eteri učinkoviti su zgušnjivači, stabilizatori, pomoćne tvari, sredstva za zadržavanje vode i mehanička sredstva za stvaranje pjene u raznim namirnicama.Metilceluloza i hidroksipropilmetilceluloza smatraju se metabolički inertnima i sigurne su za konzumaciju.Karboksimetilceluloza visoke čistoće može se dodati prehrambenim proizvodima, uključujući mlijeko i vrhnje, začine, džemove, želee, konzerviranu hranu, stolni sirup i pića.Osim toga, karboksimetil celuloza se može koristiti u transportu i skladištenju svježeg voća kao plastični omot, osiguravajući dobar učinak očuvanja svježeg voća, manje zagađenja, bez oštećenja i laku mehaniziranu proizvodnju.
5. Optički i električni funkcionalni materijali
Celulozni eter visoke čistoće s dobrom otpornošću na kiseline i soli djeluje kao stabilizator zgušnjavanja elektrolita, osiguravajući stabilna koloidna svojstva za alkalne i cink-manganske baterije.Neki celulozni eteri pokazuju termotropnu tekuću kristalnost, kao što je hidroksipropil celulozni acetat, koji stvara kolesterične tekuće kristale ispod 164°C.
Glavna referenca
● Rječnik kemijskih tvari.
● Značajke, dobivanje i industrijska primjena celuloznog etera.
● Status quo i trend razvoja tržišta celuloznog etera.
