Pregled
Celuloza je prirodni polimer sastavljen od bezvodnih jedinica β-glukoze, i ima tri hidroksilne grupe na svakom baznom prstenu.Kemijskom modifikacijom celuloze mogu se proizvesti različiti derivati celuloze, a jedan od njih je celulozni eter.Eter celuloze je polimerno jedinjenje sa eterskom strukturom izvedenom iz celuloze, uključujući metil celulozu, etil celulozu, hidroksietil celulozu, hidroksipropil celulozu, karboksimetil celulozu i druge.Ovi derivati se obično proizvode reakcijom alkalne celuloze sa monohloroalkanom, etilen oksidom, propilen oksidom ili monohloroctenom kiselinom.Dobijeni celulozni eter ima odličnu topljivost u vodi, sposobnost zgušnjavanja i svojstva stvaranja filma, te se široko koristi u industrijama kao što su građevinarstvo, farmaceutska, prehrambena i kozmetička industrija.Eter celuloze je obnovljiv, biorazgradiv i netoksičan materijal, što ga čini popularnom alternativom sintetičkim polimerima.
Performanse i karakteristike
1. Karakteristike izgleda
Celulozni eter je bijeli vlaknasti prah bez mirisa koji lako upija vlagu i formira stabilan, viskozan, proziran koloid kada se otopi u vodi.
2. Formiranje filma i adhezija
Hemijska modifikacija celuloze za proizvodnju celuloznog etra značajno utiče na njena svojstva, uključujući njenu rastvorljivost, sposobnost stvaranja filma, snagu veze i otpornost na soli.Ove karakteristike čine eter celuloze veoma poželjnim polimerom sa odličnom mehaničkom čvrstoćom, fleksibilnošću, otpornošću na toplotu i hladnoćom.Osim toga, pokazuje dobru kompatibilnost sa raznim smolama i plastifikatorima, što ga čini pogodnim za upotrebu u proizvodnji plastike, filmova, lakova, ljepila, lateksa i materijala za oblaganje lijekova.Zbog svojih svestranih svojstava, eter celuloze je postao važan materijal u prerađivačkoj industriji, pružajući poboljšane performanse, stabilnost i trajnost širokom spektru proizvoda.Kao rezultat toga, ima širok spektar primjena u različitim poljima, uključujući farmaceutske proizvode, premaze, tekstil, građevinarstvo i prehrambenu industriju, između ostalog.
3. Rastvorljivost
Rastvorljivost etera celuloze kao što su metilceluloza, metil hidroksietil celuloza, hidroksietil celuloza i natrijum karboksimetil hidroksietil celuloza varira u zavisnosti od temperature i rastvarača koji se koristi.Metilceluloza i metil hidroksietil celuloza su rastvorljive u hladnoj vodi i nekim organskim rastvaračima, ali se talože kada se zagreju, pri čemu metilceluloza taloži na 45-60°C i mešana eterifikovana metil hidroksietil celuloza na 65-80°C.Međutim, precipitati se mogu ponovo otopiti kada se temperatura spusti.S druge strane, hidroksietil celuloza i natrijum karboksimetil hidroksietil celuloza su topljive u vodi na bilo kojoj temperaturi, ali nerastvorljive u organskim rastvaračima.Ovi eteri celuloze imaju različita svojstva topivosti i taloženja što ih čini pogodnim za različite primjene u industrijama kao što su plastika, filmovi, premazi i ljepila.
4. Zgušnjavanje
Kada se celulozni etar rastvori u vodi, formira se koloidni rastvor na čiji viskozitet utiče stepen polimerizacije etra celuloze.Otopina sadrži hidratizirane makromolekule koje pokazuju ne-njutnovsko ponašanje, tj. ponašanje tečenja se mijenja s primjenom sile smicanja.Zbog makromolekularne strukture, viskoznost otopine brzo raste s koncentracijom, ali se brzo smanjuje s porastom temperature.Na viskoznost rastvora celuloznog etra takođe utiču pH, jonska snaga i prisustvo drugih hemikalija.Ova jedinstvena svojstva celuloznog etera čine ga korisnim u raznim primjenama kao što su ljepila, premazi, kozmetika i prehrambeni proizvodi.
Aplikacija
1. Naftna industrija
Natrijum karboksimetil celuloza (NaCMC) je eter celuloze sa širokim spektrom primene u procesu ekstrakcije ulja.Njegova izvrsna svojstva povećanja viskoziteta i smanjenja gubitka fluida čine ga popularnim izborom u tečnostima za bušenje, cementnim tečnostima i fluidima za frakturisanje.Posebno je pokazao obećavajuće rezultate u poboljšanju povrata nafte.NaCMC može odoljeti raznim zagađenjima rastvorljivim solima i povećati oporavak nafte smanjenjem gubitka vode, a njegova otpornost na sol i sposobnost povećanja viskoziteta čine ga idealnim za pripremu tekućina za bušenje za slatku vodu, morsku vodu i zasićenu slanu vodu.
Natrijum karboksimetil hidroksipropil celuloza (NaCMHPC) i natrijum karboksimetil hidroksietil celuloza (NaCMHEC) su dva derivata celuloznog etera sa visokom stopom kašnjenja, dobrim anti-kalcijumom i dobrom sposobnošću povećanja viskoziteta, što ih čini odličnim izborom kao sredstvo za obradu isplake za bušenje. priprema završnih fluida.Oni pokazuju superiornu sposobnost povećanja viskoziteta i svojstva smanjenja gubitka tečnosti u poređenju sa hidroksietil celulozom, a njihova sposobnost da se formulišu u bušaće fluide različite gustine pod težinom kalcijum hlorida čini ih svestranim aditivom za povećanje proizvodnje nafte.
Hidroksietil celuloza (HEC) je još jedan derivat celuloze koji se koristi kao sredstvo za zgušnjavanje i stabilizaciju isplake u procesu bušenja, završetka i cementiranja.U poređenju sa natrijum karboksimetil celulozom i guar gumom, HEC ima jaku suspenziju peska, visok kapacitet soli, dobru otpornost na toplotu, nisku otpornost na mešanje, manji gubitak tečnosti i blok za razbijanje gela.HEC se široko koristi zbog svog dobrog efekta zgušnjavanja, malog ostatka i drugih svojstava.Sve u svemu, eteri celuloze poput NaCMC, NaCMHPC, NaCMHEC i HEC igraju ključnu ulogu u procesu ekstrakcije ulja i pokazali su značajan potencijal u poboljšanju povrata nafte.
2. Građevinarstvo i industrija boja
Natrijum karboksimetil celuloza je svestrani aditiv za građevinski materijal koji se može koristiti kao usporivač, sredstvo za zadržavanje vode, zgušnjivač i vezivo za zidanje i malter za malterisanje.Može se koristiti i kao disperzant, sredstvo za zadržavanje vode i zgušnjivač za gips, malter i materijale za izravnavanje tla.Specijalni dodatak malteru za zidanje i malterisanje napravljen od karboksimetil celuloze može poboljšati obradivost, zadržavanje vode i otpornost na pucanje, izbegavajući stvaranje pukotina i šupljina u zidu bloka.Osim toga, metil celuloza se može koristiti za izradu ekološki prihvatljivih materijala za dekoraciju građevinskih površina za visokokvalitetne zidne i kamene površine, kao i za površinsku dekoraciju stupova i spomenika.
3. Dnevna hemijska industrija
Natrijum karboksimetil celuloza je svestrani stabilizirajući viskozifikator koji se može koristiti u raznim proizvodima.U pastoznim proizvodima koji sadrže čvrste praškaste sirovine, igra ključnu ulogu u stabilizaciji disperzije i suspenzije.Za tečnu ili emulzijsku kozmetiku djeluje kao sredstvo za zgušnjavanje, dispergiranje i homogeniziranje.Ovaj derivat celuloze može djelovati i kao stabilizator emulzije, zgušnjivač i stabilizator masti i šampona, stabilizator ljepila za pastu za zube i sredstvo za zgušnjavanje deterdženta i sredstvo protiv mrlja.Natrijum karboksimetil hidroksipropil celuloza, vrsta celuloznog etera, široko se koristi kao stabilizator paste za zube zbog svojih tiksotropnih svojstava, što pomaže u održavanju formabilnosti i konzistencije paste za zube.Ovaj derivat je takođe otporan na so i kiselinu, što ga čini efikasnim zgušnjivačem u deterdžentima i sredstvima protiv mrlja.Natrijum karboksimetil celuloza se obično koristi kao disperzant prljavštine, zgušnjivač i disperzant u proizvodnji praška za pranje i tečnih deterdženata.
4. Medicina i prehrambena industrija
U farmaceutskoj industriji, Yibang hidroksipropil karboksimetilceluloza (HPMC) se široko koristi kao pomoćna tvar za oralne lijekove s kontroliranim otpuštanjem i preparate s produženim oslobađanjem.Djeluje kao materijal koji usporava oslobađanje kako bi regulirao oslobađanje lijekova i kao materijal za oblaganje za odlaganje oslobađanja formulacija.Metil karboksimetil celuloza i etil karboksimetil celuloza se obično koriste za izradu tableta i kapsula ili za oblaganje šećerom obloženih tableta.U prehrambenoj industriji, eteri celuloze vrhunskog kvaliteta su efikasni zgušnjivači, stabilizatori, ekscipijenti, sredstva za zadržavanje vode i mehanička sredstva za pjenjenje u raznim namirnicama.Metilceluloza i hidroksipropilmetilceluloza se smatraju metabolički inertnima i sigurne su za konzumaciju.Karboksimetilceluloza visoke čistoće može se dodati prehrambenim proizvodima, uključujući mlijeko i vrhnje, začine, džemove, žele, konzerviranu hranu, stoni sirup i pića.Dodatno, karboksimetil celuloza se može koristiti u transportu i skladištenju svježeg voća kao plastična ambalaža, pružajući dobar učinak svježine, manje zagađenja, bez oštećenja i laku mehaniziranu proizvodnju.
5. Optički i električni funkcionalni materijali
Eter celuloze visoke čistoće sa dobrom otpornošću na kiseline i soli deluje kao stabilizator za zgušnjavanje elektrolita, obezbeđujući stabilna koloidna svojstva za alkalne i cink-mangan baterije.Neki eteri celuloze pokazuju termotropnu tečnu kristalnost, kao što je acetat hidroksipropil celuloze, koji formira holesterične tečne kristale ispod 164°C.
Glavna referenca
● Rečnik hemijskih supstanci.
● Karakteristike, priprema i industrijska primena celuloznog etra.
● Status Quo i trend razvoja tržišta celuloznog etra.
