Eter selulosaadalah sejenis derivatif selulosa yang diubah suai berdasarkan selulosa semula jadi, yang terbentuk dengan memperkenalkan kumpulan berfungsi yang berbeza melalui tindak balas pengeteran. Sebagai sejenis bahan polimer dengan prestasi cemerlang dan aplikasi yang luas, eter selulosa mempunyai aplikasi penting dalam pembinaan, perubatan, makanan, kosmetik, petroleum, pembuatan kertas, tekstil dan bidang lain kerana keterlarutan yang baik, sifat membentuk filem, lekatan, sifat menebal, pengekalan air dan biokompatibiliti. Berikut ialah gambaran keseluruhan struktur, klasifikasi, prestasi, kaedah penyediaan dan aplikasinya.
1. Struktur dan klasifikasi
Selulosa ialah polimer semula jadi yang struktur asasnya terdiri daripada unit glukosa yang disambungkan oleh ikatan β-1,4-glikosidik dan mempunyai sejumlah besar kumpulan hidroksil. Kumpulan hidroksil ini terdedah kepada tindak balas eterifikasi, dan substituen yang berbeza (seperti metil, hidroksipropil, karboksimetil, dll.) diperkenalkan di bawah keadaan beralkali untuk membentuk eter selulosa.
Mengikut substituen yang berbeza, eter selulosa boleh dibahagikan kepada kategori berikut:
Eter selulosa anionik: seperti natrium karboksimetil selulosa (CMC-Na), yang digunakan secara meluas dalam makanan, perubatan dan penggerudian minyak.
Eter selulosa bukan ionik: seperti metil selulosa (MC), hidroksipropil metil selulosa (HPMC), hidroksietil selulosa (HEC), dan lain-lain, digunakan terutamanya dalam pembinaan, perubatan, bahan kimia harian dan industri lain.
Eter selulosa kationik: seperti selulosa trimetil ammonium klorida, digunakan dalam bahan tambahan pembuatan kertas dan rawatan air dan bidang lain.
2. Ciri-ciri prestasi
Oleh kerana substituen yang berbeza, eter selulosa menunjukkan sifat unik mereka sendiri, tetapi secara amnya mempunyai kelebihan berikut:
Keterlarutan yang baik: Kebanyakan eter selulosa boleh dilarutkan dalam air atau pelarut organik untuk membentuk koloid atau larutan yang stabil.
Penebalan dan pengekalan air yang sangat baik: boleh meningkatkan kelikatan larutan dengan ketara, menghalang pemeruapan air, dan boleh meningkatkan pengekalan air dalam bahan seperti mortar bangunan.
Sifat pembentuk filem: boleh membentuk filem yang telus dan keras, sesuai untuk salutan dadah, salutan, dsb.
Pengemulsi dan penyebaran: menstabilkan fasa tersebar dalam sistem emulsi dan meningkatkan kestabilan emulsi.
Biokompatibiliti dan tidak toksik: sesuai untuk bidang perubatan dan makanan.
3. Kaedah penyediaan
Penyediaan selulosa eter umumnya menggunakan langkah-langkah berikut:
Pengaktifan selulosa: bertindak balas selulosa semula jadi dengan natrium hidroksida untuk menghasilkan selulosa alkali.
Tindak balas pengeteran: di bawah keadaan tindak balas tertentu, selulosa alkali dan agen pengeteran (seperti natrium kloroasetat, metil klorida, propilena oksida, dll.) dieterkan untuk memperkenalkan substituen yang berbeza.
Peneutralan dan pencucian: meneutralkan produk sampingan yang dihasilkan oleh tindak balas dan basuh untuk menghilangkan kekotoran.
Pengeringan dan penghancuran: akhirnya dapatkan serbuk eter selulosa siap.
Proses tindak balas perlu mengawal ketat suhu, nilai pH dan masa tindak balas untuk memastikan tahap penggantian (DS) dan keseragaman produk.
4. Kawasan aplikasi utama
Bahan binaan:Hydroxypropyl methylcellulose (HPMC)digunakan secara meluas dalam mortar simen, serbuk dempul, pelekat jubin, dan lain-lain, dan memainkan peranan pengekalan air, penebalan, anti-kendur, dll.
Industri farmaseutikal:Hydroxypropyl cellulose (HPC), hidroksietil selulosa (HEC), dsb. digunakan untuk menyediakan salutan tablet, substrat tablet lepasan mampan, dsb., dengan sifat pembentuk filem yang baik dan kesan pelepasan berterusan.
Industri makanan:Karboksimetil selulosa (CMC)digunakan sebagai pemekat, penstabil, dan pengemulsi, seperti ais krim, sos, minuman, dll.
Industri kimia harian: digunakan dalam syampu, detergen, produk penjagaan kulit, dll. untuk meningkatkan kelikatan dan kestabilan produk.
Penggerudian minyak: CMC dan HEC boleh digunakan sebagai aditif cecair penggerudian untuk meningkatkan kelikatan dan pelinciran cecair penggerudian dan meningkatkan kecekapan operasi.
Pembuatan kertas dan tekstil: memainkan peranan tetulang, saiz, rintangan minyak dan anti-kotoran, dan memperbaiki sifat fizikal produk.
5. Prospek pembangunan dan cabaran
Dengan penyelidikan mendalam tentang kimia hijau, sumber boleh diperbaharui dan bahan boleh terurai, eter selulosa telah mendapat lebih banyak perhatian kerana sumber semula jadi dan keramahan alam sekitar. Arah penyelidikan masa depan terutamanya termasuk:
Membangunkan eter selulosa yang berprestasi tinggi dan berfungsi, seperti bahan responsif pintar dan bioaktif.
Meningkatkan penghijauan dan automasi proses penyediaan, dan mengurangkan penggunaan tenaga pengeluaran dan pencemaran.
Kembangkan aplikasi dalam tenaga baharu, bahan mesra alam, bioperubatan dan bidang lain.
Walau bagaimanapun, eter selulosa masih menghadapi masalah seperti kos yang tinggi, kesukaran mengawal tahap penggantian, dan perbezaan kelompok ke kelompok dalam proses sintesis, yang perlu dioptimumkan secara berterusan melalui inovasi teknologi.
Sebagai derivatif polimer semula jadi pelbagai fungsi, eter selulosa mempunyai kedua-dua perlindungan alam sekitar dan kelebihan prestasi, dan merupakan bahan tambahan yang sangat diperlukan dalam banyak produk perindustrian. Dengan penekanan pada pembangunan mampan dan bahan hijau, penyelidikan dan aplikasinya masih mempunyai ruang pembangunan yang luas. Pada masa hadapan, melalui penyepaduan disiplin antara disiplin dan pengenalan teknologi baharu, eter selulosa dijangka memainkan peranan penting dalam bidang yang lebih tinggi.
Masa siaran: Mei-20-2025