Introduzione e classificazione degli eteri di cellulosa

Eteri di cellulosaSono una classe di composti polimerici non ionici o ionici modificati dalla cellulosa naturale mediante reazione di eterificazione. Mantiene la struttura di scheletro di base della cellulosa naturale e allo stesso tempo, attraverso diversi gruppi di eterificazione (come metil, idrossipropilico, carbossimetil, ecc.), ha una buona solubilità in acqua, stabilità termica, formatura di film, adesione, emulsionamento, ispessimento e altre proprietà. È ampiamente utilizzato nei materiali da costruzione, nella medicina, negli alimenti, nei prodotti chimici quotidiani, nella trivellazione petrolifera e in altri settori.

1. Principio di preparazione degli eteri di cellulosa

La cellulosa naturale è un polimero lineare composto da unità D-glucosio collegate da bonds. La molecola contiene un gran numero di gruppi idrossilici (ogni unità di glucosio contiene tre gruppi idrossilici). Questi gruppi idrossilici sono facili da rispondere con agenti eteriflettenti per formare gli eteri di cellulosa. I passaggi di preparazione normali includono: trattamento di alcalinizzazione, reazione di eterificazione e neutralizzazione, lavaggio, asciugatura e altri processi. Gli agenti eterificanti comuni includono acido cloroacetico, metanolo, ossido di propilene, cloruro di metile, ecc.

2. Classificazione principale degli eteri di cellulosa

Gli eteri di cellulosa possono essere divisi nelle principali categorie in base ai diversi gruppi sostitutivi inseriti e alla differenza di solubilità:

2.1. Eteri di cellulosa Non ionica

I gruppi sostitutivi di questo tipo di etere di cellulosa sono di solito non ionici, come metil, idrossipropil, ecc. La sua soluzione acquosa è neutra o leggermente acida e ha una buona solubilità in acqua, ispessimento, ritenzione idrica e proprietà di formatura del film.

Metilcellulosa (MC)

Realizzato con la reazione di metilazione, ha buone proprietà di gelazione termica ed emulsionamento ed è ampiamente utilizzato nei prodotti alimentari, nella costruzione, nella medicina, nei prodotti chimici quotidiani e in altri campi. Le sue caratteristiche sono che forma il gel dopo il riscaldamento e lo scioglimento dopo il raffreddamento, ed è un sostituto dei materiali in gel termoretraibile.

Idrossipropilmetilcellulosa (HPMC)

È a doppia sostituzione da metil e idrossipropil, ed è la varietà di etere di cellulosa di grado edile più comunemente usata. Viene utilizzato in malta secca, rivestimenti, colle, ecc. e ha un'eccellente solubilità, ritenzione idrica e adesione. La sua solubilità non è colpita dal pH e la sua temperatura di gelazione termica è superiore a MC.

Idrossietilcellulosa (HEC)

Utilizzato principalmente nelle vernici al lattice a base d'acqua e nei fluidi di perforazione del giacimento petrolifero, con viscosità stabile, eccellente resistenza al sale e proprietà ispessenti. Può essere utilizzato in ambienti alcalini.

Idrossipropilcellulosa (HPC)

Ha eccellenti proprietà di solubilità e di formatura del film, è solubile in acqua calda e in alcuni solventi organici ed è ampiamente utilizzato negli agenti distaccanti e nei materiali delle capsule.

2.2. Eteri di cellulosa ionica

Questo tipo di molecola di etere di cellulosa contiene gruppi caricati, che mostrano proprietà anioniche o cationiche. È solubile in acqua e può resistere o formare complessi con sostanze con spese negative.

Carbossimetilcellulosa di sodio (CMC-Na)

È l'etere di cellulosa anionica più comunemente usato con una buona solubilità e proprietà di emulsionamento. Viene utilizzato negli alimenti (addensante, stabilizzatore), medicina (agente di sospensione, adesivo), prodotti chimici quotidiani (dentifricio) e altri campi. CMC ha un'elevata viscosità ed è molto colpito da pH ed elettroliti.

Cellulosa cationica

Realizzato mediante presentazione di gruppi di sale di ammonio quaternario, può combinarsi con colloidi o molecole caricati in modo negativo e viene utilizzato nel dimensionamento della fabbricazione della carta, ammorbidimento del tessuto e nel trattamento delle acque reflue.

2.3. Altri eteri di cellulosa modificati

Etere di cellulosa reticolato: migliora il loro gonfiore e le proprietà del gel attraverso le reazioni incrociate e viene spesso utilizzato nei farmaci a rilascio controllato.

Eteri di cellulosa biodegradabili: negli ultimi anni, per la protezione dell'ambiente e lo sviluppo sostenibile, sono stati costruiti derivati della cellulosa che possono essere degradati dell'ambiente naturale.

3. Aree di applicazione

Industria delle costruzioni: come utilizzato in malta secca, adesivo per piastrelle, stucco in polvere, additivi per calcestruzzo, ecc., per giocare al ruolo di ispessimento, ritenzione idrica e prolungare i tempi di costruzione.

Industria farmaceutica: utilizzata come adesivi per compresse, gusci di capsule, matrici per agenti a rilascio controllato, addensanti per colliri, ecc.

Industria alimentare: come addensanti, emulsionanti, stabilizzanti, ecc., come utilizzato in gelatina, bevande e condimenti.

Prodotti chimici quotidiani: utilizzati in dentifricio, shampoo e prodotti per la cura della pelle per giocare a un ruolo ispessente e stabilizzante.

Industria petrolifera: utilizzata nel fluido di perforazione per migliorare la viscosità del liquido, le prestazioni delle sospensioni e la lubrificazione.

Industria della fabbricazione della carta: migliora le proprietà della superficie della carta e migliora l'efficienza della stampa.

Come materiale funzionale verde, rinnovabile e ad alte prestazioni, l'etere di cellulosa ha ampie opportunità di applicazione. Con il miglioramento della tecnologia e la crescita della domanda di mercato, le varietà di etere di cellulosa sono costantemente arricchite e le prestazioni sono continuamente ottimizzate. Continua a consolida la sua posizione nei campi tradizionali e mostra anche un ampio potenziale di sviluppo nei campi occidentali (come materiali di stampa 3D, materiali biomedici e materiali ecocompatibili). In futuro, la protezione ambientale verde, l'alta efficienza e la diversificazione funzionale saranno direzioni importanti per lo sviluppo dell'etere di cellulosa.