Derivatif selulosa eter adalah kelas polimer selulosa semulajadi yang diubahsuai secara kimia. Oleh kerana kelarutan air yang sangat baik, prestasi pelarasan kelikatan dan kepekaan terhadap keadaan luaran seperti suhu dan pH, ia digunakan secara meluas dalam bahan binaan, pelapis, ubat, makanan dan kosmetik. Fungsi kawalan kelikatan selulosa eter adalah salah satu ciri teras aplikasi luasnya dalam banyak aplikasi perindustrian dan harian.
1. Struktur dan Klasifikasi Ethers Selulosa
Derivatif selulosa ether disediakan dari selulosa semulajadi melalui tindak balas etherification. Selulosa adalah sebatian polimer yang dibentuk oleh monomer glukosa yang dihubungkan oleh ikatan β-1,4-glikosid. Proses penyediaan selulosa selulosa biasanya melibatkan reaksi hidroksil (-OH) selulosa dengan agen etherification untuk menghasilkan derivatif selulosa dengan substituen yang berbeza (seperti metoksi, hidroksietil, hidroksipropil, dan lain-lain).
Bergantung kepada substituen, derivatif selulosa selulosa biasa termasuk metil selulosa (MC), selulosa hidroksietil (HEC), hidroksipropil metil selulosa (HPMC), selulosa karboksimetil (CMC), dan lain -lain. Bilangan dan kedudukan substituen bukan sahaja menjejaskan kelarutan air eters selulosa, tetapi juga secara langsung berkaitan dengan kelikatan mereka membentuk keupayaan dalam larutan akueus.
2. Mekanisme Pembentukan Kelikatan
Kelikatan yang mengawal kesan eters selulosa terutamanya berasal dari pembubaran mereka dalam air dan tingkah laku lanjutan rantai molekul. Apabila ether selulosa dibubarkan di dalam air, kumpulan polar membentuk ikatan hidrogen dengan molekul air, menyebabkan rantai molekul selulosa dibentangkan di dalam air, mengakibatkan molekul air menjadi "terikat" di sekitar molekul selulosa, meningkatkan geseran air dalaman, dan dengan itu meningkatkan kelikatan penyelesaian.
Besarnya kelikatan berkait rapat dengan berat molekul, jenis substituen, tahap penggantian (DS) dan tahap pempolimeran (DP) eters selulosa. Umumnya, semakin besar berat molekul eter selulosa dan semakin lama rantai molekul, semakin tinggi kelikatan larutan. Pada masa yang sama, substituen yang berbeza mempengaruhi hidrofilik molekul selulosa selulosa, dan dengan itu mempengaruhi kelarutan dan kelikatan mereka dalam air. Sebagai contoh, HPMC mempunyai kelarutan air yang baik dan kestabilan kelikatan kerana substituen hidroksipropil dan metilnya. CMC, bagaimanapun, mempunyai kelikatan yang lebih tinggi kerana ia memperkenalkan kumpulan karboksil yang dikenakan secara negatif, yang dapat berinteraksi dengan lebih kuat dengan molekul air dalam larutan akueus.
3. Kesan faktor luaran pada kelikatan
Kelikatan selulosa eter bergantung bukan sahaja pada strukturnya sendiri, tetapi juga pada faktor persekitaran luaran, termasuk suhu, nilai pH, kepekatan ion, dll.
3.1 Suhu
Suhu adalah faktor penting yang mempengaruhi kelikatan penyelesaian selulosa selulosa. Umumnya, kelikatan larutan selulosa selulosa berkurangan dengan peningkatan suhu. Ini adalah kerana peningkatan suhu mempercepatkan gerakan molekul, melemahkan interaksi antara molekul, dan menyebabkan tahap curling rantai molekul selulosa dalam air untuk meningkatkan, mengurangkan kesan mengikat pada molekul air, dengan itu mengurangkan kelikatan. Walau bagaimanapun, beberapa ether selulosa (seperti HPMC) mempamerkan ciri -ciri gelation termal dalam julat suhu tertentu, iaitu, apabila suhu meningkat, kelikatan penyelesaian meningkat dan akhirnya membentuk gel.
3.2 Nilai pH
Nilai pH juga mempunyai kesan yang signifikan terhadap kelikatan selulosa eter. Bagi ether selulosa dengan substituen ionik (seperti CMC), nilai pH mempengaruhi keadaan caj substituen dalam larutan, dengan itu mempengaruhi interaksi antara molekul dan kelikatan larutan. Pada nilai pH yang lebih tinggi, kumpulan karboksil lebih terionisasi, mengakibatkan penolakan elektrostatik yang lebih kuat, menjadikan rantaian molekul lebih mudah dibentangkan dan meningkatkan kelikatan; Walaupun pada nilai pH yang lebih rendah, kumpulan karboksil tidak mudah diionkan, penolakan elektrostatik dikurangkan, keriting rantai molekul, dan kelikatan berkurangan.
3.3 kepekatan ion
Kesan kepekatan ion pada kelikatan selulosa eter sangat jelas. Ether selulosa dengan substituen ionik akan dipengaruhi oleh kesan perisai ion luaran dalam larutan. Oleh kerana kepekatan ion dalam larutan meningkat, ion luaran akan melemahkan penolakan elektrostatik antara molekul selulosa selulosa, menjadikan curl rantai molekul lebih ketat, dengan itu mengurangkan kelikatan larutan. Terutama dalam persekitaran garam tinggi, kelikatan CMC akan berkurangan dengan ketara, yang sangat penting untuk reka bentuk aplikasi.
4. Kawalan kelikatan dalam bidang aplikasi
Ether selulosa telah digunakan secara meluas dalam banyak bidang kerana prestasi pelarasan kelikatan yang sangat baik.
4.1 Bahan Bangunan
Dalam bahan binaan, selulosa eter (seperti HPMC) sering digunakan dalam mortar kering, serbuk dempul, pelekat jubin dan produk lain untuk menyesuaikan kelikatan campuran dan meningkatkan sifat ketidakstabilan dan anti-sagging semasa pembinaan. Pada masa yang sama, ia juga boleh melambatkan penyejatan air, meningkatkan pengekalan air bahan, dan dengan itu meningkatkan kekuatan dan ketahanan produk akhir.
4.2 lapisan dan dakwat
Ethers selulosa bertindak sebagai pemekat dan penstabil dalam lapisan dan dakwat berasaskan air. Dengan menyesuaikan kelikatan, mereka memastikan meratakan dan melekat salutan semasa pembinaan. Di samping itu, ia juga boleh meningkatkan anti-splashing salutan, mengurangkan kendur, dan menjadikan pembinaan lebih seragam.
4.3 Perubatan dan Makanan
Dalam bidang perubatan dan makanan, ether selulosa (seperti HPMC, CMC) sering digunakan sebagai pemekat, pengemulsi atau penstabil. Sebagai contoh, HPMC, sebagai bahan salutan untuk tablet, boleh mencapai kesan pelepasan ubat -ubatan yang berterusan dengan mengawal kadar pembubaran. Dalam makanan, CMC digunakan untuk meningkatkan kelikatan, meningkatkan rasa, dan memanjangkan jangka hayat makanan.
4.4 Kosmetik
Penggunaan eters selulosa dalam kosmetik terutamanya tertumpu kepada produk seperti emulsi, gel dan topeng muka. Dengan menyesuaikan kelikatan, ether selulosa dapat memberikan produk dan tekstur yang sesuai produk, dan membentuk filem pelembab pada kulit untuk meningkatkan keselesaan semasa digunakan.
Derivatif selulosa eter dapat mengawal kelikatan penyelesaian melalui struktur molekul unik dan respons mereka terhadap persekitaran luaran. Ini telah membawa kepada aplikasi luas mereka dalam banyak bidang seperti pembinaan, perubatan, makanan, dan kosmetik. Dengan perkembangan sains dan teknologi yang berterusan, fungsi ether selulosa akan diperluaskan lagi untuk menyediakan penyelesaian kawalan kelikatan yang lebih tepat untuk lebih banyak bidang.
Masa Post: Feb-17-2025