Prezentare generală
Celuloza este un polimer natural compus din unități de β-glucoză anhidră și are trei grupări hidroxil pe fiecare inel de bază.Prin modificarea chimică a celulozei, se pot produce o varietate de derivați de celuloză, iar unul dintre ei este eterul de celuloză.Eterul de celuloză este un compus polimer cu o structură eterică derivată din celuloză, incluzând metil celuloză, etil celuloză, hidroxietil celuloză, hidroxipropil celuloză, carboximetil celuloză și altele.Acești derivați sunt produși de obicei prin reacția celulozei alcaline cu monocloroalcan, oxid de etilenă, oxid de propilen sau acid monocloroacetic.Eterul de celuloză rezultat are o solubilitate excelentă în apă, capacitate de îngroșare și proprietăți de formare a peliculei și este utilizat pe scară largă în industrii precum construcții, farmaceutice, alimentare și cosmetice.Eterul de celuloză este un material regenerabil, biodegradabil și netoxic, ceea ce îl face o alternativă populară la polimerii sintetici.
Performanță și caracteristici
1. Caracteristici de aspect
Eterul de celuloză este o pulbere albă, inodoră, fibroasă, care absoarbe cu ușurință umezeala și formează un coloid stabil, vâscos, transparent atunci când este dizolvată în apă.
2. Formarea filmului și aderența
Modificarea chimică a celulozei pentru a produce eter de celuloză are un impact semnificativ asupra proprietăților sale, inclusiv solubilitatea, capacitatea de formare a peliculei, puterea de legătură și rezistența la sare.Aceste caracteristici fac din eterul de celuloză un polimer extrem de dorit cu rezistență mecanică excelentă, flexibilitate, rezistență la căldură și rezistență la frig.În plus, prezintă o bună compatibilitate cu diverse rășini și plastifianți, făcându-l potrivit pentru utilizarea în producția de materiale plastice, filme, lacuri, adezivi, latex și materiale de acoperire cu medicamente.Datorită proprietăților sale versatile, eterul de celuloză a devenit un material important în industria de producție, oferind performanțe, stabilitate și durabilitate îmbunătățite unei game largi de produse.Ca rezultat, are o gamă largă de aplicații în diverse domenii, inclusiv în industria farmaceutică, acoperiri, textile, construcții și industria alimentară, printre altele.
3. Solubilitate
Solubilitatea eterilor de celuloză cum ar fi metilceluloza, metil hidroxietil celuloza, hidroxietil celuloza și carboximetil hidroxietil celuloza de sodiu variază în funcție de temperatură și solvent utilizat.Metilceluloza și metil hidroxietil celuloza sunt solubile în apă rece și în unii solvenți organici, dar precipită atunci când sunt încălzite, metilceluloza precipitând la 45-60°C și amestecul de metil hidroxietil celuloză eterificat la 65-80°C.Cu toate acestea, precipitatele se pot redizolva atunci când temperatura scade.Pe de altă parte, hidroxietil celuloza și carboximetil hidroxietil celuloza de sodiu sunt solubile în apă la orice temperatură, dar insolubile în solvenți organici.Acești eteri de celuloză au proprietăți diferite de solubilitate și precipitare care îi fac potriviți pentru diverse aplicații în industrii, cum ar fi materialele plastice, filmele, acoperirile și adezivii.
4. Îngroșarea
Când eterul de celuloză se dizolvă în apă, formează o soluție coloidală a cărei vâscozitate este influențată de gradul de polimerizare a eterului de celuloză.Soluția conține macromolecule hidratate care prezintă un comportament non-newtonian, adică comportamentul curgerii se modifică odată cu forța de forfecare aplicată.Datorită structurii macromoleculare, vâscozitatea soluției crește rapid odată cu concentrarea, dar scade rapid odată cu creșterea temperaturii.Vâscozitatea soluțiilor de eter de celuloză este, de asemenea, influențată de pH, puterea ionică și prezența altor substanțe chimice.Aceste proprietăți unice ale eterului de celuloză îl fac util în diverse aplicații, cum ar fi adezivi, acoperiri, produse cosmetice și produse alimentare.
Aplicație
1. Industria petrolieră
Carboximetil celuloza de sodiu (NaCMC) este un eter de celuloză cu o gamă largă de aplicații în procesul de extracție a uleiului.Proprietățile sale excelente de creștere a vâscozității și de reducere a pierderilor de fluide îl fac o alegere populară în fluidele de foraj, fluide de cimentare și fluide de fracturare.În special, a arătat rezultate promițătoare în îmbunătățirea recuperării petrolului.NaCMC poate rezista diferitelor poluări cu sare solubilă și crește recuperarea uleiului prin reducerea pierderilor de apă, iar rezistența sa la sare și capacitatea de creștere a vâscozității îl fac ideal pentru prepararea fluidelor de foraj pentru apă dulce, apă de mare și apă sărată saturată.
Carboximetil hidroxipropil celuloza de sodiu (NaCMHPC) și carboximetil hidroxietil celuloza de sodiu (NaCMHEC) sunt doi derivați de eter de celuloză cu viteză mare de nămol, performanță bună anti-calciu și capacitate bună de creștere a vâscozității, făcându-le alegeri excelente ca agenți de tratare a noroiului de foraj și materiale pentru prepararea fluidelor de completare.Ele prezintă o capacitate superioară de creștere a vâscozității și proprietăți de reducere a pierderii de fluide în comparație cu hidroxietil celuloza, iar capacitatea lor de a fi formulate în fluide de foraj de diferite densități sub greutatea clorurii de calciu le face un aditiv versatil pentru creșterea producției de ulei.
Hidroxietilceluloza (HEC) este un alt derivat al celulozei utilizat ca agent de îngroșare și stabilizare a noroiului în procesul de forare, finalizare și cimentare.În comparație cu carboximetil celuloza de sodiu și guma guar, HEC are suspensie puternică de nisip, capacitate mare de sare, rezistență bună la căldură, rezistență scăzută la amestecare, pierderi mai puține de lichid și bloc de rupere a gelului.HEC a fost utilizat pe scară largă datorită efectului său bun de îngroșare, reziduurilor reduse și altor proprietăți.În general, eterii de celuloză precum NaCMC, NaCMHPC, NaCMHEC și HEC joacă roluri critice în procesul de extracție a uleiului și au arătat un potențial semnificativ în îmbunătățirea recuperării petrolului.
2. Industria constructiilor si vopselei
Carboximetil celuloza de sodiu este un aditiv versatil pentru materiale de construcție care poate fi folosit ca retardant, agent de reținere a apei, agent de îngroșare și liant pentru zidărie de construcție și mortar de tencuială.Poate fi folosit și ca dispersant, agent de reținere a apei și agent de îngroșare pentru ipsos, mortar și materiale de nivelare a solului.Un amestec special de mortar pentru zidărie și tencuială din carboximetil celuloză poate îmbunătăți lucrabilitatea, reținerea apei și rezistența la fisuri, evitând fisurile și golurile din peretele blocului.În plus, metil celuloza poate fi utilizată pentru a face materiale ecologice pentru decorarea suprafețelor clădirii pentru suprafețele de calitate superioară a pereților și a plăcilor de piatră, precum și pentru decorarea suprafeței coloanelor și monumentelor.
3. Industria chimică zilnică
Carboximetil celuloza de sodiu este un vâscozifiant stabilizator versatil care poate fi utilizat într-o varietate de produse.În produsele din pastă care conțin materii prime solide sub formă de pulbere, aceasta joacă un rol critic în stabilizarea dispersiei și suspensiei.Pentru produsele cosmetice lichide sau în emulsie, funcționează ca un agent de îngroșare, dispersie și omogenizare.Acest derivat de celuloză poate acționa, de asemenea, ca stabilizator de emulsie, unguent și șampon de îngroșare și stabilizator, stabilizator adeziv pentru pastă de dinți și agent de îngroșare a detergentului și agent anti-pete.Carboximetil hidroxipropil celuloza de sodiu, un tip de eter de celuloză, este utilizat pe scară largă ca stabilizator al pastei de dinți datorită proprietăților sale tixotrope, care ajută la menținerea formării și consistenței pastei de dinți.Acest derivat este, de asemenea, rezistent la sare și acid, făcându-l un agent de îngroșare eficient în detergenți și agenți anti-pete.Carboximetil celuloza de sodiu este folosită în mod obișnuit ca dispersant de murdărie, agent de îngroșare și dispersant în producția de pulbere de spălat și detergenți lichizi.
4. Medicină și industria alimentară
În industria farmaceutică, hidroxipropil carboximetilceluloza Yibang (HPMC) este utilizată pe scară largă ca excipient pentru medicamente cu eliberare controlată orală și preparate cu eliberare susținută.Acționează ca un material de întârziere a eliberării pentru a regla eliberarea medicamentelor și ca material de acoperire pentru a întârzia eliberarea formulărilor.Metil carboximetil celuloza și etil carboximetil celuloza sunt utilizate în mod obișnuit pentru a face tablete și capsule sau pentru a acoperi tabletele acoperite cu zahăr.În industria alimentară, eterii de celuloză de calitate premium sunt agenți de îngroșare, stabilizatori, excipienți eficienți, agenți de reținere a apei și agenți mecanici de spumare în diverse alimente.Metilceluloza și hidroxipropilmetilceluloza sunt considerate inerte din punct de vedere metabolic și sunt sigure pentru consum.Carboximetilceluloza de înaltă puritate poate fi adăugată la produsele alimentare, inclusiv lapte și smântână, condimente, gemuri, jeleu, conserve, sirop de masă și băuturi.În plus, carboximetil celuloza poate fi utilizată în transportul și depozitarea fructelor proaspete sub formă de folie de plastic, oferind un efect bun de păstrare a proaspătului, poluare mai mică, fără deteriorare și producție mecanizată ușoară.
5. Materiale funcționale optice și electrice
Eterul de celuloză de înaltă puritate, cu rezistență bună la acid și sare, acționează ca un stabilizator de îngroșare a electroliților, oferind proprietăți coloidale stabile pentru bateriile alcaline și zinc-mangan.Unii eteri de celuloză prezintă cristalinitate lichidă termotropă, cum ar fi acetatul de hidroxipropil celuloză, care formează cristale lichide colesterice sub 164°C.
Referință principală
● Dicţionar de substanţe chimice.
● Caracteristicile, prepararea și aplicarea industrială a eterului de celuloză.
● Status Quo și tendința de dezvoltare a pieței eterului de celuloză.
