Eter celuloze (CE) je klasa derivata dobijenih hemijskom modifikacijom celuloze. Celuloza je glavna komponenta biljnih ćelijskih zidova, a eteri celuloze su niz polimera nastalih eterifikacijom nekih hidroksilnih grupa (–OH) u celulozi. Široko se koriste u mnogim oblastima kao što su građevinski materijali, medicina, hrana, kozmetika, itd., a naširoko se koriste u raznim industrijama zbog svojih jedinstvenih fizičkih i kemijskih svojstava i svestranosti.
1. Klasifikacija etera celuloze
Eteri celuloze se mogu podijeliti na različite tipove prema vrsti supstituenata u hemijskoj strukturi. Najčešća klasifikacija je zasnovana na razlici u supstituentima. Uobičajeni eteri celuloze su sljedeći:
metil celuloza (MC)
Metil celuloza nastaje zamjenom hidroksilnog dijela molekula celuloze sa metilom (–CH3). Ima dobra svojstva zgušnjavanja, stvaranja filma i vezivanja i obično se koristi u građevinskim materijalima, premazima, farmaceutskoj i prehrambenoj industriji.
Hidroksipropil metilceluloza (HPMC)
Hidroksipropil metilceluloza je uobičajeni eter celuloze, koji se naširoko koristi u građevinskim materijalima, medicini, svakodnevnim hemikalijama i prehrambenim poljima zbog svoje bolje rastvorljivosti u vodi i hemijske stabilnosti. HPMC je nejonski eter celuloze sa svojstvima zadržavanja vode, zgušnjavanja i stabilnosti.
karboksimetil celuloza (CMC)
Karboksimetil celuloza je anjonski eter celuloze koji nastaje uvođenjem karboksimetil (–CH2COOH) grupa u molekule celuloze. CMC ima odličnu rastvorljivost u vodi i često se koristi kao zgušnjivač, stabilizator i sredstvo za suspendovanje. Ima važnu ulogu u hrani, medicini i kozmetici.
etil celuloza (EC)
Etil celuloza se dobija zamenom hidroksilne grupe u celulozi sa etil (–CH₂CH₃). Ima dobru hidrofobnost i često se koristi kao sredstvo za oblaganje filma i materijal za kontrolirano oslobađanje u farmaceutskoj industriji.
2. Fizička i hemijska svojstva celuloznih etera
Fizička i hemijska svojstva celuloznog etera su usko povezana sa faktorima kao što su tip celuloznog etra, tip supstituenta i stepen supstitucije. Njegova glavna svojstva uključuju sljedeće:
Rastvorljivost i rastvorljivost u vodi
Većina celuloznih etera ima dobru rastvorljivost u vodi i mogu se rastvoriti u hladnoj ili vrućoj vodi da bi se formirala prozirna koloidna otopina. Na primjer, HPMC, CMC, itd. mogu se brzo otopiti u vodi kako bi se formirala otopina visokog viskoziteta, koja se široko koristi u scenarijima primjene s funkcionalnim zahtjevima kao što su zgušnjavanje, suspenzija i formiranje filma.
Svojstva zgušnjavanja i stvaranja filma
Eteri celuloze imaju odlična svojstva zgušnjavanja i mogu efikasno povećati viskozitet vodenih rastvora. Na primjer, dodavanje HPMC građevinskim materijalima može poboljšati plastičnost i obradivost maltera i poboljšati svojstva protiv opadanja. Istovremeno, eteri celuloze imaju dobra svojstva stvaranja filma i mogu formirati ujednačen zaštitni film na površini predmeta, pa se široko koriste u premazima i premazima lijekova.
Zadržavanje vode i stabilnost
Eteri celuloze takođe imaju dobar kapacitet zadržavanja vode, posebno u oblasti građevinskih materijala. Eteri celuloze se često koriste za poboljšanje zadržavanja vode cementnog maltera, smanjenje pojave pukotina od skupljanja maltera i produženje veka trajanja maltera. U oblasti hrane, CMC se takođe koristi kao humektant za odlaganje sušenja hrane.
Hemijska stabilnost
Eteri celuloze pokazuju dobru hemijsku stabilnost u rastvorima kiselina, alkalija i elektrolita i mogu da održe svoju strukturu i funkciju u raznim složenim hemijskim okruženjima. To im omogućava da se koriste u raznim industrijama bez ometanja drugih hemikalija.
3. Proces proizvodnje celuloznog etra
Proizvodnja celuloznog etera uglavnom se priprema reakcijom eterifikacije prirodne celuloze. Osnovni koraci procesa uključuju alkalizaciju celuloze, reakciju eterifikacije, prečišćavanje itd.
Tretman alkalizacije
Prvo, prirodna celuloza (kao što je pamuk, drvo, itd.) se alkalizira kako bi se hidroksilni dio celuloze pretvorio u visoko aktivne alkoholne soli.
Reakcija eterifikacije
Celuloza nakon alkalizacije reaguje sa agensom za eterifikaciju (kao što je metil hlorid, propilen oksid, itd.) kako bi se stvorio eter celuloze. U zavisnosti od uslova reakcije, mogu se dobiti različite vrste etera celuloze.
Prečišćavanje i sušenje
Eter celuloze nastao reakcijom se pročišćava, ispere i suši da se dobije prah ili granulirani proizvod. Čistoća i fizička svojstva finalnog proizvoda mogu se kontrolisati naknadnom tehnologijom obrade.
4. Područja primjene celuloznog etra
Zbog jedinstvenih fizičkih i hemijskih svojstava etera celuloze, oni se široko koriste u mnogim industrijama. Glavna polja primjene su sljedeća:
Građevinski materijali
U oblasti građevinskih materijala, celulozni eteri se uglavnom koriste kao zgušnjivači i sredstva za zadržavanje vode za cementne maltere i proizvode na bazi gipsa. Eteri celuloze kao što su HPMC i MC mogu poboljšati konstrukcijske performanse maltera, smanjiti gubitak vode i na taj način poboljšati prianjanje i otpornost na pucanje.
Lijek
U farmaceutskoj industriji, eteri celuloze se široko koriste kao sredstva za oblaganje lijekova, ljepila za tablete i materijale s kontroliranim otpuštanjem. Na primjer, HPMC se često koristi za pripremu filmskih obloga lijekova i ima dobar učinak kontroliranog otpuštanja.
Hrana
CMC se često koristi kao zgušnjivač, emulgator i stabilizator u prehrambenoj industriji. Široko se koristi u pićima, mliječnim proizvodima i pekarskim proizvodima, a može poboljšati okus i hidratantna svojstva hrane.
Kozmetika i svakodnevne hemikalije
Eteri celuloze se koriste kao zgušnjivači i emulgatori i stabilizatori u kozmetici i dnevnim hemikalijama, što može pružiti dobru konzistenciju i teksturu. Na primjer, HPMC se često koristi u proizvodima kao što su pasta za zube i šampon kako bi im dali viskozni osjećaj i stabilan efekat suspenzije.
Premazi
U industriji premaza, eteri celuloze se koriste kao zgušnjivači, sredstva za formiranje filma i sredstva za suspenziju, koja mogu poboljšati konstrukcijske performanse premaza, poboljšati izravnavanje i osigurati dobar kvalitet filma boje.
5. Budući razvoj etera celuloze
Sa sve većom potražnjom za zaštitom životne sredine, celulozni etar, kao derivat prirodnih obnovljivih resursa, ima široke razvojne perspektive. Njegova biorazgradivost, obnovljivost i svestranost čine da se u budućnosti očekuje šira upotreba u oblastima zelenih materijala, razgradivih materijala i pametnih materijala. Osim toga, celulozni etar također ima potencijal za daljnje istraživanje i razvoj u oblastima visoke dodane vrijednosti kao što su biomedicinski inženjering i napredni materijali.
Kao važan hemijski proizvod, celulozni eter ima širok spektar vrednosti primene. Sa svojim odličnim zgušnjavanjem, zadržavanjem vode, stvaranjem filma i dobrom hemijskom stabilnošću, igra nezamjenjivu ulogu u mnogim poljima kao što su građevinarstvo, medicina i hrana. U budućnosti, uz kontinuirani napredak tehnologije i promociju koncepata zaštite životne sredine, izgledi za primjenu celuloznog etra će biti širi i dati veći doprinos promicanju održivog razvoja različitih industrija.
Vrijeme objave: Sep-24-2024