Karakteristikat, përgatitja dhe aplikimi i eterit celuloz në industri

Janë shqyrtuar llojet, metodat e përgatitjes, vetitë dhe karakteristikat e eterit të celulozës, si dhe aplikimet e eterit të celulozës në naftë, ndërtim, prodhim letre, tekstile, mjekësi, ushqim, materiale fotoelektrike dhe në industrinë kimike të përditshme.U prezantuan disa varietete të reja të derivateve të eterit të celulozës me perspektiva zhvillimi dhe u prospektuan perspektivat e aplikimit të tyre.

Fjalët kyçe:eter celuloz;Performanca;Aplikacion;Derivatet e celulozës

Celuloza është një lloj komponimi natyror polimer.Struktura e saj kimike është një makromolekulë polisakaride me β-glukozë anhydrous si unazë bazë, me një grup hidroksil primar dhe dy grupe hidroksil sekondarë në secilën unazë bazë.Me modifikim kimik mund të përftohen një sërë derivatesh celuloze, një prej tyre është eteri i celulozës.Eteri i celulozës përftohet nga reaksioni i celulozës dhe NaOH dhe më pas eterizohet me monomere të ndryshme funksionale si klorur metani, oksid etilen, oksid propileni etj., duke larë kripën e nënproduktit dhe celulozën e natriumit.Eteri i celulozës është një derivat i rëndësishëm i celulozës, mund të përdoret gjerësisht në mjekësi dhe shëndetësi, kimike të përditshme, letër, ushqim, mjekësi, ndërtim, materiale dhe industri të tjera.Prandaj, zhvillimi dhe përdorimi i eterit të celulozës ka një rëndësi pozitive për përdorimin gjithëpërfshirës të burimeve të ripërtëritshme të biomasës, zhvillimin e materialeve të reja dhe teknologjive të reja.

1. Klasifikimi dhe përgatitja e eterit celuloz

Klasifikimi i etereve të celulozës përgjithësisht ndahet në katër kategori sipas vetive të tyre jonike.

1.1 Eter celuloz jooninik

Eteri celuloz jo-jonik është kryesisht alkil eter celuloz, metoda e përgatitjes është me reaksion celulozë dhe NaOH, dhe më pas me një sërë monomerësh funksionalë si klorur metani, oksid etilen, reaksion i eterifikimit të oksidit të propilenit dhe më pas duke larë nënproduktin kripë dhe celulozë natriumi për të marrë.Eteri kryesor metil celulozë, eteri metil hidroksietil celulozë, eter metil hidroksipropil celulozë, eter hidroksietil celulozë, eter cianoetil celulozë, eter hidroksibutil celulozë.Aplikimi i tij është shumë i gjerë.

1.2 Eter celuloz anionik

Eteri i celulozës anionike është kryesisht natriumi karboksimetil celulozë, natriumi karboksimetil hidroksietil celulozë.Metoda e përgatitjes është nga reaksioni i celulozës dhe NaOH, dhe më pas eterifikohet me acid monokloroacetik ose oksid etilen, oksid propileni dhe më pas lahet nënprodukti kripë dhe celulozë natriumi për të marrë.

1.3 eter celuloz kationik

Eteri kationik i celulozës është kryesisht 3 - klor - 2 - hidroksipropil trimetil amonium klorid celulozë eter.Metoda e përgatitjes është me reaksionin e celulozës dhe NaOH, dhe më pas me agjentin eterifikues kationik 3 – klor – 2 – klorur hidroksipropil trimetil amonium ose oksid etilen, oksid propileni së bashku me reaksionin eterifikimi dhe më pas duke larë nënproduktin kripë dhe natrium. celulozë për të marrë.

1.4 Eter celuloz zwitterion

Eteri i celulozës zwitterion ka të dy grupet anionike dhe grupet kationike në zinxhirin molekular, metoda e përgatitjes është me reaksion celulozë dhe NaOH, dhe më pas me një acid kloroacetik dhe agjent eterifikimi kationik 3 - klor - 2 hidroksipropil trimetil klorur amonium, pastaj reaksion eterifikimi i larë dhe nga nënprodukti kripë dhe celulozë natriumi dhe përftohet.

2.vetitë dhe karakteristikat e eterit të celulozës

2.1 Karakteristikat e pamjes

Eteri i celulozës është përgjithësisht i bardhë ose i bardhë qumështi, pa shije, jo toksik, me rrjedhshmëri pluhuri fijor, lagështia e lehtë për t'u thithur, e tretur në ujë në një koloid të qëndrueshëm viskoz transparent.

2.2 Formimi dhe ngjitja e filmit

Eterifikimi i eterit të celulozës ka ndikim të madh në vetitë e tij, si tretshmëria, aftësia e formimit të filmit, forca e lidhjes dhe toleranca ndaj kripës.Eteri i celulozës ka forcë të lartë mekanike, fleksibilitet, rezistencë ndaj nxehtësisë dhe rezistencë ndaj të ftohtit, dhe ka përputhshmëri të mirë me një shumëllojshmëri rrëshirash dhe plastifikuesish, mund të përdoret për prodhimin e plastikës, filmave, llaqeve, ngjitësve, lateksit dhe materialeve të veshjes farmaceutike.

2.3 Tretshmëria

Celuloza metil e tretshme në ujë të ftohtë, e patretshme në ujë të nxehtë, por edhe e tretshme në disa tretës organikë;Metil hidroksietil celulozë e tretshme në ujë të ftohtë, e patretshme në ujë të nxehtë dhe tretës organikë.Por kur tretësira ujore e metil celulozës dhe metil hidroksietil celulozës nxehet, celuloza metil dhe metil hidroksietil celuloza do të precipitojnë jashtë.Celuloza metil precipitoi në 45 ~ 60 ℃, ndërsa celuloza metil hidroksietil e përzier e eterizuar precipitoi në 65 ~ 80 ℃.Kur temperatura bie, precipitatet rishpërndahen.

Natriumi hidroksietil celuloza dhe karboksimetil hidroksietil celuloza janë të tretshme në ujë në çdo temperaturë, por të patretshme në tretës organikë (me disa përjashtime).

2.4 Trashje

Eteri i celulozës tretet në ujë në formë koloidale dhe viskoziteti i tij varet nga shkalla e polimerizimit të eterit të celulozës.Tretësira përmban makromolekulat e hidratimit.Për shkak të ngatërrimit të makromolekulave, sjellja rrjedhëse e tretësirës është e ndryshme nga ajo e lëngjeve të Njutonit, por shfaq një sjellje që ndryshon me ndryshimin e forcave prerëse.Për shkak të strukturës makromolekulare të eterit të celulozës, viskoziteti i tretësirës rritet me shpejtësi me rritjen e përqendrimit dhe zvogëlohet me shpejtësi me rritjen e temperaturës.

2.5 Degradueshmëria

Eteri celuloz përdoret në fazën ujore.Për sa kohë që uji është i pranishëm, bakteret do të rriten.Rritja e baktereve çon në prodhimin e baktereve enzimë.Bakteret enzimë bënë lidhjen e pazëvendësuar të njësisë së glukozës së dehidratuar pranë thyerjes së eterit të celulozës dhe pesha molekulare e polimerit u ul.Prandaj, nëse një tretësirë ​​ujore e eterit të celulozës do të ruhet për një periudhë më të gjatë kohore, duhet t'i shtohet një konservues, edhe nëse përdoret eter celuloz antibakterial.

3. aplikimi i eterit celuloz në industri

3.1 Industria e naftës

Natriumi karboksimetil celuloza përdoret kryesisht në shfrytëzimin e naftës.Përdoret në prodhimin e baltës për të rritur viskozitetin dhe për të zvogëluar humbjen e ujit.Mund t'i rezistojë ndotjes së ndryshme me kripëra të tretshme dhe të përmirësojë shkallën e rikuperimit të naftës.

Natriumi karboksimetil hidroksipropil celuloza dhe natriumi karboksimetil hidroksietil celuloza janë një lloj agjenti më i mirë për trajtimin e baltës së shpimit dhe përgatitjen e materialeve të lëngut të përfundimit, shkallën e lartë të tulëzimit, rezistencën ndaj kripës, rezistencën ndaj kalciumit, aftësinë e mirë viskozifikimi, rezistencën ndaj temperaturës (160℃).I përshtatshëm për përgatitjen e lëngjeve shpuese të ujit të freskët, ujit të detit dhe të ngopur me ujë të kripur, nën peshën e klorurit të kalciumit mund të përzihet në një shumëllojshmëri densitetesh (103 ~ 1279 / cm3) lëng shpimi, dhe ta bëjë atë të ketë një viskozitet të caktuar dhe filtrim të ulët. Kapaciteti, viskoziteti i tij dhe kapaciteti i filtrimit janë më të mirë se celuloza hidroksietil, është një aditiv i mirë i prodhimit të vajit.Natriumi karboksimetil celuloza përdoret gjerësisht në procesin e shfrytëzimit të naftës të derivateve të celulozës, në lëngun e shpimit, lëngun çimentues, lëngun e thyerjes dhe për të përmirësuar prodhimin e naftës përdoren, veçanërisht në lëngun e shpimit, konsumi është më i madh, filtrimi dhe viskozifikimi kryesor i ngritjes dhe uljes.

Hidroksietil celuloza përdoret në procesin e shpimit, përfundimit dhe çimentimit si stabilizues për trashjen e baltës.Për shkak se hidroksietil celuloza dhe natriumi karboksimetil celulozë, çamçakëz guar krahasuar me efekt të mirë trashjeje, rërë pezullimi, përmbajtje të lartë kripe, rezistencë të mirë ndaj nxehtësisë dhe rezistencë të vogël, më pak humbje të lëngjeve, bllok gome të thyer, karakteristika të ulëta mbetjesh, është përdorur gjerësisht.

3.2 Industria e ndërtimit dhe veshjes

Përzierje e llaçit të ndërtesave dhe suvatimit: karboksimetil celuloza natriumi mund të përdoret si agjent frenues, agjent për mbajtjen e ujit, trashës dhe lidhës, mund të përdoret si suva për fundin e gipsit dhe fundin e çimentos, llaç dhe material për rrafshimin e tokës, agjent për mbajtjen e ujit, trashës.Është një lloj përzierjeje speciale murature dhe llaç suvatimi për blloqe betoni të gazuar nga karboksimetil celulozë, e cila mund të përmirësojë punueshmërinë, mbajtjen e ujit dhe rezistencën ndaj çarjeve të llaçit dhe shmang plasaritjen dhe zgavrën e murit të bllokut.

Materialet e dekorimit të sipërfaqes së ndërtimit: Cao Mingqian dhe celulozë të tjera metil të bëra nga një lloj materiali për dekorimin e sipërfaqes së ndërtimit të mbrojtjes së mjedisit, procesi i prodhimit të tij është i thjeshtë, i pastër, mund të përdoret për mure të cilësisë së lartë, sipërfaqe pllaka guri, mund të përdoret gjithashtu për kolonë , dekorim i sipërfaqes së tabletës.Huang Jianping i bërë nga karboksimetil celulozë është një lloj ngjitësi i pllakave qeramike, i cili ka forcë të fortë lidhëse, aftësi të mirë deformimi, nuk prodhon çarje dhe bie, efekt i mirë i papërshkueshëm nga uji, ngjyra e ndritshme dhe shumëngjyrëshe, me efekt të shkëlqyer dekorativ.

Aplikimi në veshje: Celuloza metil dhe hidroksietil celuloza mund të përdoren si stabilizues, trashës dhe agjent mbajtës i ujit për veshjet e lateksit, përveç kësaj, mund të përdoren gjithashtu si shpërndarës, viskozues dhe agjent formues filmi për veshjet e çimentos me ngjyrë.Shtimi i eterit celuloz me specifikimet dhe viskozitetin e duhur në bojën latex mund të përmirësojë performancën e ndërtimit të bojës latex, të parandalojë spërkatjen, të përmirësojë qëndrueshmërinë e ruajtjes dhe fuqinë e mbulimit.Fusha kryesore e konsumatorit jashtë vendit është veshjet latex, prandaj, produktet e eterit celuloz shpesh bëhen zgjedhja e parë e trashësuesit të bojës latex.Për shembull, eteri i modifikuar metil hidroksietil celulozë mund të mbajë pozicionin kryesor në trashësin e bojës latex për shkak të vetive të tij të mira gjithëpërfshirëse.Për shembull, për shkak se eteri i celulozës ka karakteristika unike termike xheli dhe tretshmëri, rezistencë ndaj kripës, rezistencë ndaj nxehtësisë dhe ka aktivitet të përshtatshëm sipërfaqësor, mund të përdoret si një agjent mbajtjeje uji, agjent pezullimi, emulsifikues, agjent formues filmi, lubrifikant, lidhës dhe amendament reologjik. .

3.3 Industria e letrës

Aditivët e lagur letre: CMC mund të përdoret si një shpërndarës i fibrave dhe përforcues letre, mund të shtohet në pulpë, sepse celuloza e natriumit karboksimetil dhe grimcat e pulpës dhe paketimit kanë të njëjtën ngarkesë, mund të rrisin njëtrajtësinë e fibrës, të përmirësojnë forcën e letër.Si një përforcues i shtuar brenda letrës, ai rrit bashkëpunimin e lidhjes midis fibrave dhe mund të përmirësojë forcën në tërheqje, rezistencën ndaj thyerjes, uniformitetin e letrës dhe indekset e tjera fizike.Natriumi karboksimetil celuloza mund të përdoret gjithashtu si agjent përmasash në pulpë.Përveç shkallës së vet të madhësisë, mund të përdoret gjithashtu si agjent mbrojtës i kolofonit, AKD dhe agjentëve të tjerë të përmasave.Eteri kationik i celulozës mund të përdoret gjithashtu si filtër ndihmës për mbajtjen e letrës, përmirëson shkallën e mbajtjes së fibrës së imët dhe mbushësit, mund të përdoret gjithashtu si përforcim letre.

Ngjitës Veshje: Përdoret për veshjen e përpunimit të ngjitësit të veshjes së letrës, mund të zëvendësojë djathin, një pjesë të lateksit, në mënyrë që boja e printimit të depërtojë lehtë, buzë të qarta.Mund të përdoret gjithashtu si shpërndarës pigmenti, viskozues dhe stabilizues.

Agjent për madhësinë e sipërfaqes: Natriumi karboksimetil celuloza mund të përdoret si agjent për madhësinë e sipërfaqes së letrës, përmirëson forcën e sipërfaqes së letrës, krahasuar me përdorimin aktual të alkoolit polivinil, niseshteja e modifikuar pasi forca e sipërfaqes mund të rritet me rreth 10%, doza zvogëlohet me rreth 30%.Është një agjent premtues për madhësinë e sipërfaqes për prodhimin e letrës dhe seria e varieteteve të tij të reja duhet të zhvillohet në mënyrë aktive.Eteri kationik i celulozës ka performancë më të mirë të madhësisë së sipërfaqes sesa niseshteja kationike, jo vetëm që mund të përmirësojë forcën e sipërfaqes së letrës, por gjithashtu mund të përmirësojë thithjen e bojës së letrës, të rrisë efektin e ngjyrosjes, është gjithashtu një agjent premtues për madhësinë e sipërfaqes.

3.4 Industria e tekstilit

Në industrinë e tekstilit, eteri celuloz mund të përdoret si agjent përmasash, nivelues dhe agjent trashësues për tulin e tekstilit.

Agjent përmasash: eteri celulozë si karboksimetil celuloza natriumi, eteri hidroksietil karboksimetil celulozë, eteri hidroksipropil karboksimetil celulozë dhe varietete të tjera mund të përdoren si agjent përmasash, dhe nuk janë të lehta për t'u përkeqësuar dhe formuar, printimi dhe ngjyrosja, pa përftuar uniforme, ngjyrosje koloid në ujë.

Agjent nivelues: mund të përmirësojë fuqinë hidrofile dhe osmotike të bojës, sepse ndryshimi i viskozitetit është i vogël, i lehtë për të rregulluar ndryshimin e ngjyrave;Eteri kationik i celulozës gjithashtu ka efekt ngjyrues dhe ngjyrues.

Agjent trashje: natriumi karboksimetil celulozë, hidroksietil karboksimetil celulozë eter, hidroksipropil karboksimetil celulozë eter mund të përdoret si një agjent trashjeje për printimin dhe ngjyrosjen, me mbetje të vogla, karakteristika të shkallës së lartë të ngjyrave, është një klasë e aditivëve shumë të mundshëm të tekstilit.

3.5 Industria e kimikateve shtëpiake

Viskozues i qëndrueshëm: Metilceluloza e natriumit në produktet e pastës së lëndës së parë pluhur të ngurtë luan një qëndrueshmëri të pezullimit të shpërndarjes, në kozmetikë të lëngët ose emulsioni në trashje, shpërndarje, homogjenizim dhe role të tjera.Mund të përdoret si stabilizues dhe viskozues.

Stabilizues emulsifikues: bëni pomadë, emulsifikues shampo, agjent trashësues dhe stabilizues.Natriumi karboksimetil hidroksipropil celuloza mund të përdoret si stabilizues ngjitës i pastës së dhëmbëve, me veti të mira tiksotropike, në mënyrë që pasta e dhëmbëve të ketë formueshmëri të mirë, deformim afatgjatë, shije uniforme dhe delikate.Rezistenca e kripës së celulozës karboksimetil hidroksipropil natriumi, rezistenca e acidit është superiore, efekti është shumë më i mirë se celuloza karboksimetil, mund të përdoret si detergjent në viskosifikues, agjent parandalues ​​i lidhjes së papastërtisë.

Trashes dispersioni: Në prodhimin e detergjentit, përdorimi i përgjithshëm i natriumit karboksimetil celulozë si shpërndarës papastërtie detergjenti, trashësues detergjent të lëngshëm dhe shpërndarës.

3.6 Industritë farmaceutike dhe ushqimore

Në industrinë farmaceutike, hidroksipropil karboksimetil celuloza mund të përdoret si eksipient i ilaçit, i përdorur gjerësisht në përgatitjet me çlirim të kontrolluar të skeletit të ilaçit oral dhe me çlirim të qëndrueshëm, si një material bllokues i çlirimit për të rregulluar çlirimin e barnave, si material mbulues, agjent me çlirim të qëndrueshëm, fishekë me çlirim të qëndrueshëm. , kapsula me çlirim të qëndrueshëm.Më i përdoruri është metil karboksimetil celuloza, etil karboksimetil celuloza, si p.sh. MC përdoret shpesh në prodhimin e tabletave dhe kapsulave, ose tabletave të veshura me sheqer.

Klasa cilësore e eterit të celulozës mund të përdoret në industrinë ushqimore, në një shumëllojshmëri të ushqimit është një agjent efektiv trashje, emulsifikues, stabilizues, ndihmës, agjent mbajtjes së ujit dhe agjent shkumës mekanik.Metil celuloza dhe hidroksipropil metil celuloza janë njohur si substanca inerte metabolike jo të dëmshme.Celuloza karboksimetil me pastërti të lartë (pastërti 99,5% ose më shumë) mund t'i shtohet ushqimeve, të tilla si qumështi dhe produktet krem, erëzat, reçelrat, pelte, kanaçe, shurupe tavoline dhe pije.Pastërtia prej më shumë se 90% karboksimetil celulozë mund të përdoret në aspekte të lidhura me ushqimin, siç është aplikuar në transportin dhe ruajtjen e frutave të freskëta, mbështjellja plastike ka një efekt të mirë ruajtjeje, më pak ndotje, pa dëmtime, avantazhe të lehta për t'u mekanizuar të prodhimit.

3.7 Materialet funksionale optike dhe elektrike

Stabilizuesi i trashjes së elektrolitit: për shkak të pastërtisë së lartë të eterit të celulozës, rezistencës së mirë ndaj acidit, rezistenca ndaj kripës, veçanërisht përmbajtja e hekurit dhe metaleve të rënda është e ulët, kështu që koloidi është shumë i qëndrueshëm, i përshtatshëm për bateri alkaline, stabilizues trashjeje të elektrolitit të baterisë së manganit.

Materialet e kristalit të lëngshëm: Që nga viti 1976, zbulimi i parë i hidroksipropil celulozës – faza e kërkesës së kristalit të lëngshëm të sistemit të ujit, është gjetur në tretësirë ​​të përshtatshme organike, shumë derivate të celulozës në përqendrim të lartë mund të formojnë tretësirë ​​anizotropike, për shembull, hidroksipropil celuloza dhe acetati i saj, propionat. , benzoat, ftalat, acetiksietil celulozë, hidroksietil celulozë etj. Përveç formimit të tretësirës së kristalit të lëngët jonik koloidal, këtë veti e shfaqin edhe disa estere të celulozës hidroksipropil.

Shumë eterë celulozë tregojnë veti termotropike të kristalit të lëngët.Celuloza acetil hidroksipropil formoi kristal të lëngshëm kolesterik termogjen nën 164℃.Acetoacetate hidroksipropil celulozë, trifluoroacetate hidroksipropil celulozë, hidroksipropil celulozë dhe derivatet e saj, etilik hidroksipropil celulozë, trimetilsiliccelulozë dhe butildimetilsiliccelulozë, heptil celulozë dhe celuloze hidroksipropil, butoksil celuloze, celuloze butilotelogjene, celuloze, butilacetal, celuloze, butilacetal, etj. kristal i lëngshëm kolesterik.Disa estere të celulozës si benzoati i celulozës, p-metoksibenzoati dhe p-metilbenzoati, heptanati i celulozës mund të formojnë kristale të lëngshme kolesterike termogjene.

Materiali izolues elektrik: agjent eterifikimi i cianoetil celulozës për akrilonitrilin, konstanta e tij e lartë dielektrike, koeficienti i ulët i humbjes, mund të përdoret si fosfor dhe llamba elektrolumineshente si izolim i rrëshirës dhe transformatorit.

4. Fjala përmbyllëse

Përdorimi i modifikimit kimik për të marrë derivatet e celulozës me funksione të veçanta është një mënyrë efektive për të gjetur përdorime të reja për celulozën, lëndën organike më të madhe natyrore në botë.Si një nga derivatet e celulozës, eteri i celulozës si materialet polimere fiziologjike të padëmshme dhe pa ndotje të tretshme në ujë për shkak të vetive të tij të shkëlqyera, është përdorur në shumë industri dhe do të ketë një perspektivë më të gjerë zhvillimi.