I derivati di cellulosa sò pruduciuti da esterificazione o eterificazione di gruppi idrossilici in polimeri di cellulosa cù reagenti chimichi.Sicondu e caratteristiche strutturali di i prudutti di reazzione, i derivati di cellulosa ponu esse divisi in trè categurie: eteri di cellulosa, esteri di cellulosa è eteri di cellulosa.L'esteri di cellulosa chì sò veramente utilizati in u cummerciu sò: nitrate di cellulosa, acetate di cellulosa, butirratu di acetate di cellulosa è xanthate di cellulosa.Eteri di cellulosa include: metil cellulosa, carboxymethyl cellulosa, etil cellulosa, hydroxyethyl cellulosa, cyanoethyl cellulosa, hydroxypropyl cellulose è hydroxypropyl metil cellulosa.Inoltre, ci sò derivati misti di etere di ester.
Pruprietà è usi Attraversu a selezzione di reagenti sustitutivi è u disignu di u prucessu, u pruduttu pò esse dissolutu in acqua, solu suluzione alcalina diluita o solvente organico, o avè proprietà termoplastiche, è pò esse usatu per fabricà fibre chimiche, filmi, basi di film, plastica, insulating. materiali, rivestimenti, slurry, dispersante polimericu, additivi alimentarii è prudutti chimichi di ogni ghjornu.E proprietà di i derivati di cellulosa sò ligati à a natura di i sustituenti, u gradu DS di i trè gruppi idrossilici nantu à u gruppu di glucose chì hè sustituitu, è a distribuzione di i sustituenti longu a catena macromolecular.A causa di l'aleatoriu di a reazione, eccettu per u pruduttu sustituitu uniformemente quandu tutti i trè gruppi idrossilici sò sustituiti (DS hè 3), in altri casi (reazzione omogenea o reazione eterogenea), sò ottenuti i seguenti trè pusizioni di sustituzione diverse: Prodotti misti cù gruppi glucosyl non sostituiti: ① monosustituitu (DS hè 1, C, C o C position hè sustituitu, formula strutturale vede cellulosa);② disubstituted (DS hè 2, C, C, C, C O C, C pusizioni sò sustituitu);③ sustituzione cumpleta (DS hè 3).Dunque, e pruprietà di u stessu derivatu di cellulosa cù u stessu valore di sustituzzioni pò ancu esse assai diffirenti.Per esempiu, u diacetate di cellulosa direttamente esterificatu à un DS di 2 hè insolubile in acetone, ma u diacetate di cellulosa ottenutu da a saponificazione di triacetate di cellulosa cumplettamente esterificata pò esse dissolutu cumpletamente in acetone.Questa heterogeneità di sustituzzioni hè ligata à e liggi basi di l'ester di cellulosa è e reazzioni di eterificazione.
A lege basica di l'esterificazione di a cellulosa è a reazione di eterificazione in a molècula di cellulosa, i pusizioni di i trè gruppi hydroxyl in u gruppu di glucose sò diffirenti, è l'influenza di i sustituenti adiacenti è l'impedimentu stericu sò ancu diffirenti.L'acidità relativa è u gradu di dissociazione di i trè gruppi idrossilici sò: C>C>C.Quandu a reazione di eterificazione hè realizata in un mediu alcalino, u gruppu C hydroxyl reagisce prima, dopu u C hydroxyl, è infine u C primary hydroxyl.Quandu a reazzione di esterificazione hè realizata in un mediu acidicu, a difficultà di a reazzione di ogni gruppu hydroxyl hè oppostu à l'ordine di a reazione di eterificazione.Quandu reagisce cù un reattivu di sustituzzioni voluminosa, l'effettu di l'impedimentu stericu hà una influenza impurtante, è u gruppu C hydroxyl cù un effettu di impedimentu stericu più chjucu hè più faciule per reagisce cà i gruppi C è C hydroxyl.
A cellulosa hè un polimeru naturali cristalinu.A maiò parte di e reazzioni di l'esterificazione è l'eterificazione sò reazzioni eterogenei quandu a cellulosa ferma solida.U statu di diffusione di i reagenti di reazzione in a fibra di cellulosa hè chjamatu raggiunibilità.L'arrangiamentu intermolecular di a regione cristallina hè strettamente disposta, è u reattivu pò esse diffusa solu à a superficia cristallina.L'arrangementu intermolecular in a regione amorfa hè soltu, è ci sò più gruppi idrossilici liberi chì sò faciuli di cuntattu cù reagenti, cù alta accessibilità è reazione faciule.In generale, e materie prime cù una cristallinità alta è una grande dimensione di cristalli ùn sò micca cusì faciuli di reagisce cum'è e materie prime cù una cristallinità bassa è una grande dimensione di cristalli.Ma questu ùn hè micca sanu sanu, per esempiu, a freccia di acetilazione di fibri di viscosa secca cù una cristalinità più bassa è una cristalinità più chjuca hè significativamente più bassu di quella di a fibra di cuttuni cù una cristalinità più alta è una cristalinità più grande.Questu hè chì certi punti di ligame di l'idrogenu sò generati trà polimeri adiacenti durante u prucessu di secca, chì impedisce a diffusione di reagenti.Se l'umidità in a materia prima di cellulosa umida hè rimpiazzata da un solvente urganicu più grande (cum'è l'acidu acìticu, benzene, pyridine) è poi seccu, a so reattività serà assai migliurata, perchè l'asciugatura ùn pò micca caccià cumplitamenti u solvente, è alcuni U più grande. molécule sò intrappulati in i "buchi" di a materia prima di cellulosa, furmendu a cellulosa chjamata cuntenuta.A distanza chì hè stata allargata da gonfiore ùn hè micca faciule di ricuperà, chì hè favurèvule à a diffusione di reagenti, è prumove a rata di reazzione è l'uniformità di a reazzione.Per questu mutivu, in u prucessu di pruduzzione di diversi derivati di cellulosa, ci deve esse un trattamentu di gonfiore currispundente.Di solitu l'acqua, l'acidu o una certa cuncintrazione di suluzione alcalina hè usata cum'è agenti di gonfiore.Inoltre, a difficultà di a reazzione chimica di a polpa dissolvente cù i stessi indicatori fisichi è chimichi hè spessu assai diffirenti, chì hè causatu da i fatturi morfologichi di varii tipi di piante o cellule cù diverse funzioni biochimiche è strutturali in a stessa pianta.di.U muru primariu di a capa esterna di fibra vegetale impedisce a penetrazione di i reagenti è ritarda e reazzione chimica, per quessa, hè di solitu necessariu di utilizà e cundizioni currispondenti in u prucessu di pulping per distrughje u muru primariu per ottene a polpa dissolvente cù una reattività megliu.Per esempiu, a polpa di bagasse hè una materia prima cù poca reattività in a produzzione di polpa di viscosa.Quandu si preparanu viscosa (soluzione alkalina di xanthate di cellulosa), più disulfuru di carbonu hè cunsumatu da a polpa di linter di cuttuni è a polpa di lignu.A rata di filtrazione hè più bassu di quella di viscosa preparata cù altre polpe.Questu hè chì u muru primariu di e cellule di fibra di canna di zuccaru ùn hè micca statu danatu bè durante a pulpazione è a preparazione di cellulosa alcalina per metudi cunvinziunali, risultatu in difficultà in a reazzione gialla.
Fibre di polpa di bagasse alcaline pre-idrolizzate] è Figura 2 [fibre di polpa di bagassa dopu l'impregnazione alcalina] sò l'imaghjini di scansione di u microscopiu elettronicu di a superficia di fibre di polpa di bagassa dopu à u prucessu alkaline pre-idrolizatu è l'impregnazione alkaline cunvinziunali rispettivamente, l'anzianu pò ancu esse vistu. fossa chjaru;in l'ultimi, ancu s'è i fossi spariscianu per via di l'inflazione di a suluzione alkalina, u muru primariu copre sempre tutta a fibra.Se u prucessu di "seconda impregnazione" (impregnazione ordinaria seguita da una seconda impregnazione cù una suluzione alkalina diluita cù un grande effettu di gonfiore) o dip-grinding (impregnazione cumunu cumminata cù grinding meccanicu), a reazione amarilla pò prucede bè, a filtrazione di viscosa. hè significativamente migliuratu.Questu hè chì i dui metudi di sopra ponu sbuchjarà u muru primariu, espunendu a capa interna di a reazzione relativamente faciule, chì conduce à a penetrazione di reagenti è migliurà a prestazione di reazzione (Fig. 3 [impregnazione secundaria di fibra di polpa di bagasse). ], Fig. Grinding Bagasse Pulp Fibers]).
Nta l'ultimi anni, sò emersi sistemi di solventi non-aqueous chì ponu dissolve direttamente a cellulosa.Cum'è dimethylformamide è NO, dimethyl sulfoxide è paraformaldehyde, è altri solventi mischiati, etc., permettenu à a cellulosa di passà una reazione omogenea.Tuttavia, alcune di e lege sopra citate di reazzioni fora di fase ùn sò più applicate.Per esempiu, quandu si preparanu diacetate di cellulosa solubile in acetone, ùn hè micca necessariu di passà l'idrolisi di triacetate di cellulosa, ma pò esse direttamente esterificatu finu à chì u DS hè 2.
Tempu di Postu: Feb-27-2023