Целулозни етерисе вид на модифицирани деривати на целулоза базирани на природна целулоза, кои се формираат со воведување на различни функционални групи преку реакции на етерификација. Како вид на полимерен материјал со одлични перформанси и широка примена, целулозните етери имаат важна примена во градежништвото, медицината, храната, козметиката, нафтата, производството на хартија, текстилот и други области поради нивната добра растворливост, својства за формирање филм, адхезија, својства на згуснување, задржување на вода и биокомпатибилност. Следново е преглед на неговата структура, класификација, перформанси, метод на подготовка и примена.
1. Структура и класификација
Целулозата е природен полимер чија основна структура е составена од глукозни единици поврзани со β-1,4-гликозидни врски и има голем број хидроксилни групи. Овие хидроксилни групи се склони кон реакции на етерификација, а различни супституенти (како што се метил, хидроксипропил, карбоксиметил итн.) се воведуваат под алкални услови за да се формираат целулозни етери.
Според различните супституенти, целулозните етери може да се поделат главно во следниве категории:
Анјонски целулозни етери: како што е натриум карбоксиметил целулоза (CMC-Na), која е широко користена во храната, медицината и дупчењето на нафта.
Нејонски целулозни етери: како што се метил целулоза (MC), хидроксипропил метил целулоза (HPMC), хидроксиетил целулоза (HEC) итн., главно се користат во градежништвото, медицината, секојдневните хемикалии и други индустрии.
Катјонски целулозни етери: како што се триметил амониум хлорид целулоза, што се користи во адитиви за производство на хартија и третман на вода и други области.
2. Карактеристики на перформансите
Поради различните супституенти, целулозните етери покажуваат свои уникатни својства, но генерално имаат следниве предности:
Добра растворливост: Повеќето целулозни етери можат да се растворат во вода или органски растворувачи за да формираат стабилни колоиди или раствори.
Одлично згуснување и задржување на вода: може значително да ја зголеми вискозноста на растворот, да спречи испарување на водата и може да го подобри задржувањето на водата во материјали како што е градежниот малтер.
Својство на формирање филм: може да формира транспарентен и цврст филм, погоден за премачкување на лекови, премачкување итн.
Емулгификација и дисперзија: стабилизирање на дисперзираната фаза во емулзискиот систем и подобрување на стабилноста на емулзијата.
Биокомпатибилност и нетоксичност: погодна за областите на медицината и храната.
3. Метод на подготовка
Подготовката на целулозен етер генерално ги опфаќа следниве чекори:
Активирање на целулоза: реакција на природна целулоза со натриум хидроксид за да се создаде алкална целулоза.
Реакција на етерификација: под специфични услови на реакција, алкална целулоза и етерификувачки агенс (како што се натриум хлорацетат, метил хлорид, пропилен оксид, итн.) се етеризираат за да се воведат различни супституенти.
Неутрализација и миење: неутрализирање на нуспроизводите генерирани од реакцијата и миење за отстранување на нечистотиите.
Сушење и дробење: конечно се добива готовиот прашок од целулозен етер.
Процесот на реакција треба строго да ја контролира температурата, pH вредноста и времето на реакција за да се обезбеди степенот на супституција (DS) и униформноста на производот.
4. Главни области на примена
Градежни материјали:Хидроксипропил метилцелулоза (HPMC)е широко користен во цементен малтер, кит во прав, лепило за плочки итн., и игра улога на задржување на вода, згуснување, анти-опуштање итн.
Фармацевтска индустрија:Хидроксипропил целулоза (HPC), хидроксиетил целулоза (HEC), итн. се користат за подготовка на облоги за таблети, супстрати за таблети со продолжено ослободување итн., со добри својства на формирање филм и ефекти на продолжено ослободување.
Прехранбена индустрија:Карбоксиметил целулоза (CMC)Се користи како згуснувач, стабилизатор и емулгатор, како што се сладолед, сосови, пијалоци итн.
Дневна хемиска индустрија: се користи во шампони, детергенти, производи за нега на кожата итн., за подобрување на вискозитетот и стабилноста на производот.
Дупчење на нафта: CMC и HEC може да се користат како адитиви за течности за дупчење за да се зголеми вискозноста и подмачкувањето на течностите за дупчење и да се подобри оперативната ефикасност.
Производство на хартија и текстил: играат улога на засилување, димензионирање, отпорност на масло и против обраснување, и ги подобруваат физичките својства на производите.
5. Развојни перспективи и предизвици
Со длабинските истражувања за зелената хемија, обновливите ресурси и разградливите материјали, целулозните етери добиваат сè поголемо внимание поради нивните природни извори и еколошката припадност. Идните истражувачки насоки главно вклучуваат:
Развијте високо-ефикасни, функционализирани целулозни етери, како што се интелигентни одзивни и биоактивни материјали.
Подобрување на екологијата и автоматизацијата на процесот на подготовка и намалување на потрошувачката на енергија во производството и загадувањето.
Проширување на апликациите во нова енергија, еколошки материјали, биомедицина и други области.
Сепак, целулозниот етер сè уште се соочува со проблеми како што се високата цена, тешкотиите во контролирањето на степенот на супституција и разликите од серија до серија во процесот на синтеза, кои треба континуирано да се оптимизираат преку технолошки иновации.
Како мултифункционален природен полимерен дериват, целулозниот етер има предности и во заштитата на животната средина и во перформансите, и е неопходен додаток во многу индустриски производи. Со акцент на одржлив развој и зелени материјали, неговото истражување и примена сè уште имаат широк простор за развој. Во иднина, преку интеграција на интердисциплинарни дисциплини и воведување на нови технологии, се очекува целулозниот етер да игра важна улога во поскапи области.
Време на објавување: 20 мај 2025 година