Целулоза етар (ЦЕ) је класа деривата добијених хемијском модификацијом целулозе. Целулоза је главна компонента зидова биљних ћелија, а етри целулозе су низ полимера насталих етерификацијом неких хидроксилних група (–ОХ) у целулози. Широко се користе у многим областима као што су грађевински материјали, медицина, храна, козметика, итд., И нашироко се користе у разним индустријама због својих јединствених физичких и хемијских својстава и свестраности.
1. Класификација етра целулозе
Етри целулозе се могу поделити на различите типове према типовима супституената у хемијској структури. Најчешћа класификација је заснована на разлици у супституентима. Уобичајени етри целулозе су следећи:
метил целулоза (МЦ)
Метил целулоза се ствара заменом хидроксилног дела молекула целулозе са метилом (–ЦХ3). Има добра својства згушњавања, формирања филма и везивања и обично се користи у грађевинским материјалима, премазима, фармацеутској и прехрамбеној индустрији.
Хидроксипропил метилцелулоза (ХПМЦ)
Хидроксипропил метилцелулоза је уобичајени етар целулозе, који се широко користи у грађевинским материјалима, медицини, свакодневним хемикалијама и прехрамбеним пољима због своје боље растворљивости у води и хемијске стабилности. ХПМЦ је нејонски етар целулозе са својствима задржавања воде, згушњавања и стабилности.
карбоксиметил целулоза (ЦМЦ)
Карбоксиметил целулоза је ањонски етар целулозе настао увођењем карбоксиметил (–ЦХ2ЦООХ) група у молекуле целулозе. ЦМЦ има одличну растворљивост у води и често се користи као згушњивач, стабилизатор и средство за суспендовање. Има важну улогу у храни, медицини и козметици.
етил целулоза (ЕЦ)
Етил целулоза се добија заменом хидроксилне групе у целулози са етил (–ЦХ₂ЦХ3). Има добру хидрофобност и често се користи као средство за облагање филма и материјал за контролисано ослобађање у фармацеутској индустрији.
2. Физичка и хемијска својства целулозних етра
Физичка и хемијска својства целулозног етра су уско повезана са факторима као што су тип целулозног етра, тип супституента и степен супституције. Његова главна својства укључују следеће:
Растворљивост и растворљивост у води
Већина етра целулозе има добру растворљивост у води и може се растворити у хладној или врућој води да би се формирао провидни колоидни раствор. На пример, ХПМЦ, ЦМЦ, итд. могу се брзо растворити у води да би се формирао раствор високог вискозитета, који се широко користи у сценаријима примене са функционалним захтевима као што су згушњавање, суспензија и формирање филма.
Својства згушњавања и стварања филма
Етри целулозе имају одлична својства згушњавања и могу ефикасно повећати вискозитет водених раствора. На пример, додавање ХПМЦ грађевинским материјалима може побољшати пластичност и обрадивост малтера и побољшати својства против опадања. Истовремено, етри целулозе имају добра својства стварања филма и могу формирати униформан заштитни филм на површини предмета, тако да се широко користе у премазима и премазима за лекове.
Задржавање воде и стабилност
Етри целулозе такође имају добар капацитет задржавања воде, посебно у области грађевинских материјала. Етри целулозе се често користе за побољшање задржавања воде цементног малтера, смањење појаве пукотина од скупљања малтера и продужење века трајања малтера. У области хране, ЦМЦ се такође користи као хумектант за одлагање сушења хране.
Хемијска стабилност
Етри целулозе показују добру хемијску стабилност у растворима киселина, алкалија и електролита и могу да одрже своју структуру и функцију у различитим сложеним хемијским окружењима. Ово им омогућава да се користе у различитим индустријама без мешања других хемикалија.
3. Процес производње целулозног етра
Производња целулозног етра се углавном припрема реакцијом етерификације природне целулозе. Основни кораци процеса укључују алкализацију целулозе, реакцију етерификације, пречишћавање итд.
Третман алкализације
Прво, природна целулоза (као што је памук, дрво, итд.) се алкализира да би се хидроксилни део целулозе претворио у високо активне алкохолне соли.
Реакција етерификације
Целулоза након алкализације реагује са агенсом за етерификацију (као што је метил хлорид, пропилен оксид, итд.) да би се створио етар целулозе. У зависности од услова реакције, могу се добити различите врсте етра целулозе.
Пречишћавање и сушење
Целулозни етар добијен реакцијом је пречишћен, испран и осушен да би се добио прах или грануларни производ. Чистоћа и физичка својства финалног производа могу се контролисати накнадном технологијом обраде.
4. Области примене целулозног етра
Због јединствених физичких и хемијских својстава етра целулозе, они се широко користе у многим индустријама. Главна поља апликације су следећа:
Грађевински материјали
У области грађевинских материјала, етри целулозе се углавном користе као згушњивачи и средства за задржавање воде за цементни малтер и производе на бази гипса. Етри целулозе као што су ХПМЦ и МЦ могу побољшати конструкцијске перформансе малтера, смањити губитак воде и на тај начин побољшати приоњивост и отпорност на пуцање.
Лек
У фармацеутској индустрији, етри целулозе се широко користе као средства за облагање лекова, лепкови за таблете и материјали са контролисаним ослобађањем. На пример, ХПМЦ се често користи за припрему филмских облога лекова и има добар ефекат контролисаног ослобађања.
Храна
ЦМЦ се често користи као згушњивач, емулгатор и стабилизатор у прехрамбеној индустрији. Широко се користи у пићима, млечним производима и пекарским производима и може побољшати укус и хидратантна својства хране.
Козметика и дневне хемикалије
Етри целулозе се користе као згушњивачи и емулгатори и стабилизатори у козметици и дневним хемикалијама, што може да обезбеди добру конзистенцију и текстуру. На пример, ХПМЦ се често користи у производима као што су паста за зубе и шампон да би им дао вискозан осећај и стабилан ефекат суспензије.
Премази
У индустрији премаза, етри целулозе се користе као згушњивачи, средства за формирање филма и средства за суспендовање, што може побољшати перформансе конструкције премаза, побољшати нивелисање и обезбедити добар квалитет филма боје.
5. Будући развој етра целулозе
Са све већом потражњом за заштитом животне средине, целулозни етар, као дериват природних обновљивих ресурса, има широке развојне перспективе. Његова биоразградивост, обновљивост и свестраност чине да се очекује да ће се у будућности више користити у областима зелених материјала, разградивих материјала и паметних материјала. Поред тога, целулозни етар такође има потенцијал за даљи истраживачки и развојни потенцијал у областима са високом додатом вредношћу као што су биомедицински инжењеринг и напредни материјали.
Као важан хемијски производ, целулозни етар има широк спектар вредности примене. Са својим одличним згушњавањем, задржавањем воде, формирањем филма и добром хемијском стабилношћу, игра незаменљиву улогу у многим областима као што су грађевинарство, медицина и храна. У будућности, уз континуирано унапређење технологије и промоцију концепата заштите животне средине, изгледи примене целулозног етра ће бити шири и дати већи допринос промовисању одрживог развоја различитих индустрија.
Време поста: 24.09.2024