Apakah selulosa eter?

Ether selulosa adalah sebatian polimer dengan struktur eter yang diperbuat daripada selulosa. Setiap cincin glukosil dalam makromolekul selulosa mengandungi tiga kumpulan hidroksil, kumpulan hidroksil utama pada atom karbon keenam, kumpulan hidroksil sekunder pada atom karbon kedua dan ketiga, dan hidrogen dalam kumpulan hidroksil digantikan oleh kumpulan hidrokarbon. Ia adalah produk di mana hidrogen kumpulan hidroksil dalam polimer selulosa digantikan oleh kumpulan hidrokarbon. Selulosa adalah sebatian polimer polyhydroxy yang tidak larut atau cair. Selepas penyerapan, selulosa larut dalam air, cairkan larutan alkali dan pelarut organik, dan mempunyai thermoplasticity.

Selulosa adalah sebatian polimer polyhydroxy yang tidak larut atau cair. Selepas penyerapan, selulosa larut dalam air, cairkan larutan alkali dan pelarut organik, dan mempunyai thermoplasticity.

1. nature:

Kelarutan selulosa selepas pengubahsuaian berubah dengan ketara. Ia boleh dibubarkan dalam air, cairkan asid, cair alkali atau pelarut organik. Keterlarutan ini bergantung kepada tiga faktor: (1) ciri -ciri kumpulan yang diperkenalkan dalam proses etherification, yang diperkenalkan lebih besar kumpulan, semakin rendah kelarutan, dan semakin kuat polaritas kumpulan yang diperkenalkan, semakin mudah selulosa selulosa adalah untuk membubarkan di dalam air; (2) Tahap penggantian dan pengagihan kumpulan Eherified dalam makromolekul. Kebanyakan ether selulosa hanya boleh dibubarkan di dalam air di bawah tahap penggantian tertentu, dan tahap penggantian adalah antara 0 dan 3; (3) tahap pempolimeran selulosa eter, semakin tinggi tahap pempolimeran, kurang larut; Semakin rendah tahap penggantian yang dapat dibubarkan di dalam air, semakin luas julat. Terdapat banyak jenis ether selulosa dengan prestasi yang sangat baik, dan ia digunakan secara meluas dalam pembinaan, simen, petroleum, makanan, tekstil, detergen, cat, ubat, pembuatan kertas dan komponen elektronik dan industri lain.

2. Membangunkan:

China adalah pengeluar terbesar di dunia dan pengguna selulosa Ether, dengan kadar pertumbuhan purata tahunan lebih daripada 20%. Menurut statistik awal, terdapat kira -kira 50 perusahaan pengeluaran selulosa eter di China, kapasiti pengeluaran yang direka bentuk industri selulosa telah melebihi 400,000 tan, dan terdapat kira -kira 20 perusahaan dengan lebih daripada 10,000 tan, terutamanya diedarkan di Shandong, Hebei, Chongqing dan Jiangsu. , Zhejiang, Shanghai dan tempat -tempat lain.

3. Perlu:

Pada tahun 2011, kapasiti pengeluaran CMC China adalah kira -kira 300,000 tan. Dengan permintaan yang semakin meningkat untuk ether selulosa berkualiti tinggi dalam industri seperti perubatan, makanan, dan bahan kimia harian, permintaan domestik untuk produk eter selulosa lain selain CMC semakin meningkat. , kapasiti pengeluaran MC/HPMC adalah kira -kira 120,000 tan, dan HEC adalah kira -kira 20,000 tan. PAC masih dalam peringkat promosi dan permohonan di China. Dengan pembangunan ladang minyak luar pesisir yang besar dan pembangunan bahan binaan, makanan, kimia dan industri lain, jumlah dan bidang PAC semakin meningkat dan berkembang tahun demi tahun, dengan kapasiti pengeluaran lebih daripada 10,000 tan.

4. Klasifikasi:

Menurut klasifikasi struktur kimia substituen, mereka boleh dibahagikan kepada ether anionik, kationik dan nonionik. Depending on the etherification agent used, there are methyl cellulose, hydroxyethyl methyl cellulose, carboxymethyl cellulose, ethyl cellulose, benzyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl methyl cellulose cellulose, cyanoethyl cellulose, benzyl cyanoethyl cellulose, carboxymethyl hydroxyethyl cellulose and Fenil selulosa, dan sebagainya. Metil selulosa dan selulosa etil lebih praktikal.

Metilcellulose ：

Selepas kapas halus dirawat dengan alkali, selulosa eter dihasilkan melalui satu siri reaksi dengan metana klorida sebagai agen etherification. Umumnya, tahap penggantian adalah 1.6 ~ 2.0, dan kelarutan juga berbeza dengan tahap penggantian yang berbeza. Ia tergolong dalam selulosa bukan ionik eter.

(1) Methylcellulose larut dalam air sejuk, dan sukar untuk dibubarkan dalam air panas. Penyelesaian berairnya sangat stabil dalam julat pH = 3 ~ 12. Ia mempunyai keserasian yang baik dengan kanji, gusi guar, dan lain -lain dan banyak surfaktan. Apabila suhu mencapai suhu gelation, gelation berlaku.

(2) Pengekalan air metil selulosa bergantung kepada jumlah penambahannya, kelikatan, saiz zarah dan kadar pembubaran. Secara amnya, jika jumlah tambahan adalah besar, kehalusannya kecil, dan kelikatannya besar, kadar pengekalan air adalah tinggi. Antaranya, jumlah penambahan mempunyai kesan yang paling besar terhadap kadar pengekalan air, dan tahap kelikatan tidak berkadar secara langsung dengan tahap pengekalan air. Kadar pembubaran terutamanya bergantung kepada tahap pengubahsuaian permukaan zarah selulosa dan kehalusan zarah. Antara ether selulosa di atas, selulosa metil dan hidroksipropil metil selulosa mempunyai kadar pengekalan air yang lebih tinggi.

(3) Perubahan suhu boleh menjejaskan pengekalan air selulosa metil. Secara amnya, semakin tinggi suhu, semakin buruk pengekalan air. Sekiranya suhu mortar melebihi 40 ° C, pengekalan air selulosa metil akan dikurangkan dengan ketara, dengan serius mempengaruhi pembinaan mortar.

(4) Metil selulosa mempunyai kesan yang signifikan terhadap kebolehkerjaan dan perpaduan mortar. "Pelekat" di sini merujuk kepada daya ikatan yang dirasakan di antara alat aplikator pekerja dan substrat dinding, iaitu rintangan ricih mortar. Pelekat adalah tinggi, rintangan ricih mortar adalah besar, dan kekuatan yang diperlukan oleh pekerja dalam proses penggunaan juga besar, dan prestasi pembinaan mortar adalah miskin. Perpaduan selulosa metil berada pada tahap sederhana dalam produk eter selulosa.

Hydroxypropylmethylcellulose:

Hydroxypropyl methylcellulose adalah pelbagai selulosa yang output dan penggunaannya meningkat dengan pesat. Ia adalah eter campuran selulosa bukan ionik yang diperbuat daripada kapas halus selepas alkali, menggunakan propylene oxide dan metil klorida sebagai agen etherification, melalui satu siri reaksi. Tahap penggantian umumnya 1.2 ~ 2.0. Ciri -cirinya berbeza -beza bergantung kepada nisbah kandungan metoksil kepada kandungan hidroksipropil.

(1) Hydroxypropyl methylcellulose mudah larut dalam air sejuk, dan ia akan menghadapi kesukaran dalam membubarkan air panas. Tetapi suhu gelation dalam air panas jauh lebih tinggi daripada selulosa metil. Kelarutan dalam air sejuk juga bertambah baik berbanding dengan selulosa metil.

(2) Kelikatan hydroxypropyl methylcellulose berkaitan dengan berat molekulnya, dan semakin besar berat molekul, semakin tinggi kelikatan. Suhu juga memberi kesan kepada kelikatannya, apabila suhu meningkat, kelikatan berkurangan. Walau bagaimanapun, pengaruh kelikatan dan suhu yang tinggi adalah lebih rendah daripada selulosa metil. Penyelesaiannya stabil apabila disimpan pada suhu bilik.

(3) Pengekalan air hidroksipropil methylcellulose bergantung kepada jumlah penambahan, kelikatan, dan lain -lain, dan kadar pengekalan airnya di bawah jumlah tambahan yang sama adalah lebih tinggi daripada selulosa metil.

(4) Hydroxypropyl methylcellulose stabil kepada asid dan alkali, dan larutan berairnya sangat stabil dalam julat pH = 2 ~ 12. Soda kaustik dan air kapur mempunyai sedikit kesan terhadap prestasinya, tetapi Alkali dapat mempercepatkan pembubarannya dan sedikit meningkatkan kelikatannya. Hydroxypropyl methylcellulose stabil kepada garam biasa, tetapi apabila kepekatan larutan garam adalah tinggi, kelikatan larutan hidroksipropil metilcellulose cenderung meningkat.

(5) Hydroxypropyl methylcellulose boleh dicampur dengan sebatian polimer larut air untuk membentuk penyelesaian kelikatan seragam dan lebih tinggi. Seperti alkohol polyvinyl, kanji eter, gusi sayur, dll.

(6) Hydroxypropyl methylcellulose mempunyai rintangan enzim yang lebih baik daripada metilcellulose, dan larutannya kurang berkemungkinan akan direndahkan oleh enzim daripada metilcellulose.

(7) Lekatan hidroksipropil methylcellulose kepada pembinaan mortar adalah lebih tinggi daripada metilcellulose.

Selulosa hidroksietil:

Ia diperbuat daripada kapas halus yang dirawat dengan alkali, dan bertindak balas dengan etilena oksida sebagai ejen etherification di hadapan isopropanol. Tahap penggantiannya biasanya 1.5 ~ 2.0. Ia mempunyai hidrofilik yang kuat dan mudah menyerap kelembapan.

(1) Selulosa hidroksietil adalah larut dalam air sejuk, tetapi sukar untuk dibubarkan dalam air panas. Penyelesaiannya stabil pada suhu tinggi tanpa gelling. Ia boleh digunakan untuk masa yang lama di bawah suhu tinggi dalam mortar, tetapi pengekalan airnya lebih rendah daripada selulosa metil.

(2) Selulosa hidroksietil stabil kepada asid umum dan alkali, dan alkali dapat mempercepatkan pembubarannya dan sedikit meningkatkan kelikatannya. Penyebarannya dalam air sedikit lebih buruk daripada selulosa metil dan hidroksipropil metil selulosa.

(3) selulosa hidroksietil mempunyai prestasi anti-SAG yang baik untuk mortar, tetapi ia mempunyai masa yang lebih panjang untuk simen.

(4) prestasiHydroxyethyl selulosaDihasilkan oleh beberapa perusahaan domestik jelas lebih rendah daripada selulosa metil kerana kandungan air yang tinggi dan kandungan abu yang tinggi.

(5) Cendawan larutan akueus selulosa hidroksietil agak serius. Pada suhu kira -kira 40 ° C, cendawan mungkin berlaku dalam masa 3 hingga 5 hari, yang akan menjejaskan prestasinya.

Carboxymethyl selulosa ：

Ether selulosa lonic dibuat daripada serat semulajadi (kapas, dan lain -lain) selepas rawatan alkali, menggunakan natrium monochloroacetate sebagai agen etherification, dan menjalani satu siri rawatan reaksi. Tahap penggantian umumnya 0.4 ~ 1.4, dan prestasinya sangat dipengaruhi oleh tahap penggantian.

(1) Selulosa karboksimetil lebih hygroscopic, dan ia akan mengandungi lebih banyak air apabila disimpan di bawah keadaan umum.

(2) Penyelesaian akueus selulosa karboksimetil tidak menghasilkan gel, dan kelikatan berkurangan dengan peningkatan suhu. Apabila suhu melebihi 50 ° C, kelikatan tidak dapat dipulihkan.

(3) Kestabilannya sangat dipengaruhi oleh pH. Umumnya, ia boleh digunakan dalam mortar berasaskan gipsum, tetapi tidak dalam mortar berasaskan simen. Apabila sangat alkali, ia akan kehilangan kelikatan.

(4) Pengekalan airnya jauh lebih rendah daripada selulosa metil. Ia mempunyai kesan retard pada mortar berasaskan gipsum dan mengurangkan kekuatannya. Walau bagaimanapun, harga selulosa karboksimetil jauh lebih rendah daripada selulosa metil.

Selulosa alkil eter ：

Perwakilan adalah metil selulosa dan selulosa etil. Dalam pengeluaran perindustrian, metil klorida atau etil klorida biasanya digunakan sebagai ejen etherification, dan reaksi adalah seperti berikut:

Dalam formula, R mewakili CH3 atau C2H5. Kepekatan alkali bukan sahaja mempengaruhi tahap pengetua, tetapi juga mempengaruhi penggunaan alkil halida. Semakin rendah kepekatan alkali, semakin kuat hidrolisis alkil halida. Untuk mengurangkan penggunaan ejen pengetua, kepekatan alkali mesti ditingkatkan. Walau bagaimanapun, apabila kepekatan alkali terlalu tinggi, kesan pembengkakan selulosa dikurangkan, yang tidak kondusif kepada tindak balas etherification, dan tahap pengukuhan dikurangkan. Untuk tujuan ini, lye pekat atau lye pepejal boleh ditambah semasa reaksi. Reaktor harus mempunyai alat pengadukan yang baik dan merobek supaya alkali dapat diedarkan secara merata. Metil selulosa digunakan secara meluas sebagai penebalan, pelekat dan koloid pelindung dan lain -lain. Ia juga boleh digunakan sebagai penyebaran untuk pempolimeran emulsi, penyebaran ikatan untuk benih, buburan tekstil, aditif untuk makanan dan kosmetik, Kekuatan awal, dan sebagainya. Produk selulosa etil mempunyai kekuatan mekanikal yang tinggi, fleksibiliti, rintangan haba dan rintangan sejuk. Ethyl selulosa substitusi rendah larut dalam larutan air dan mencairkan larutan alkali, dan produk substitusi tinggi larut dalam kebanyakan pelarut organik. Ia mempunyai keserasian yang baik dengan pelbagai resin dan plastik. Ia boleh digunakan untuk membuat plastik, filem, varnis, pelekat, lateks dan bahan salutan untuk ubat -ubatan, dan sebagainya. Pengenalan kumpulan hidroksim Alkyl kepada kumpulan hidroksialkil.

Selulosa hydroxyalkyl eter ：

Perwakilan adalah selulosa hidroksietil dan selulosa hidroksipropil. Ejen -ejen eter adalah epoksida seperti etilena oksida dan propilena oksida. Gunakan asid atau asas sebagai pemangkin. Pengeluaran perindustrian adalah untuk bertindak balas selulosa alkali dengan ejen etherification: selulosa hidroksietil dengan nilai penggantian tinggi larut dalam kedua -dua air sejuk dan air panas. Hydroxypropyl selulosa dengan nilai penggantian yang tinggi hanya larut dalam air sejuk tetapi tidak dalam air panas. Selulosa hidroksietil boleh digunakan sebagai pemekat untuk lapisan lateks, percetakan tekstil dan pencelupan pasta, bahan ukuran kertas, pelekat dan koloid pelindung. Penggunaan selulosa hidroksipropil adalah serupa dengan selulosa hidroksietil. Hydroxypropyl selulosa dengan nilai penggantian rendah boleh digunakan sebagai excipient farmaseutikal, yang boleh mempunyai sifat mengikat dan hancur.

Carboxymethyl selulosa, CMC singkatan bahasa Inggeris, umumnya wujud dalam bentuk garam natrium. Ejen pengetua adalah asid monochloroacetic, dan reaksi adalah seperti berikut:

Selulosa carboxymethyl adalah selulosa selulosa larut air yang paling banyak digunakan. Pada masa lalu, ia digunakan terutamanya sebagai lumpur penggerudian, tetapi kini ia telah diperluaskan untuk digunakan sebagai bahan tambahan bahan buburan, cat lateks, lapisan kadbod dan kertas, dan lain -lain.

Selulosa polyanionik (PAC) adalah selulosa ionik dan merupakan produk pengganti mewah untuk selulosa karboksimetil (CMC). Ia adalah serbuk putih, putih atau sedikit kuning atau granul, tidak toksik, tidak enak, mudah dibubarkan di dalam air untuk membentuk penyelesaian telus dengan kelikatan tertentu, mempunyai kestabilan rintangan haba yang lebih baik dan rintangan garam, dan sifat antibakteria yang kuat. Tiada cendawan dan kemerosotan. Ia mempunyai ciri -ciri kesucian yang tinggi, tahap penggantian yang tinggi, dan pengagihan seragam substituen. Ia boleh digunakan sebagai pengikat, pemekat, pengubah rheologi, reducer kehilangan bendalir, penstabil penggantungan, dan lain -lain. Selulosa polyanionik (PAC) digunakan secara meluas dalam semua industri di mana CMC boleh digunakan, yang dapat mengurangkan dos, memudahkan penggunaan, menyediakan kesungguhan yang lebih baik dan memenuhi keperluan proses yang lebih tinggi.

Cyanoethyl selulosa adalah produk tindak balas selulosa dan acrylonitril di bawah pemangkinan alkali.

Cyanoethyl selulosa mempunyai pekali pemalar dielektrik yang tinggi dan rendah dan boleh digunakan sebagai matriks resin untuk lampu fosfor dan elektroluminescent. Selulosa cyanoethyl substitusi rendah boleh digunakan sebagai kertas penebat untuk transformer.

Ethers alkohol lemak yang lebih tinggi, ether alkena, dan ether alkohol aromatik selulosa telah disediakan, tetapi belum digunakan dalam amalan.

Kaedah penyediaan selulosa eter boleh dibahagikan kepada kaedah sederhana air, kaedah pelarut, kaedah menguli, kaedah buburan, kaedah gas-pepejal, kaedah fasa cecair dan gabungan kaedah di atas.

5. Prinsip Preparasi:

Pulpa α-selulosa yang tinggi direndam dengan larutan alkali untuk membengkaknya untuk memusnahkan lebih banyak ikatan hidrogen, memudahkan penyebaran reagen dan menghasilkan selulosa alkali, dan kemudian bertindak balas dengan agen etherification untuk mendapatkan selulosa eter. Ejen -ejen eter termasuk halida hidrokarbon (atau sulfat), epoksida, dan sebatian tak tepu α dan β dengan penerima elektron.

6. Prestasi Basic:

Admixtures memainkan peranan penting dalam meningkatkan prestasi membina mortar yang dicampur kering, dan menyumbang lebih daripada 40% daripada kos bahan dalam mortar yang dicampur. Sebahagian besar campuran di pasaran domestik dibekalkan oleh pengeluar asing, dan dos rujukan produk juga disediakan oleh pembekal. Akibatnya, kos produk mortar yang bercampur-campur masih tinggi, dan sukar untuk mempopulerkan mason biasa dan melepasi mortar dengan jumlah yang besar dan pelbagai. Produk pasaran mewah dikawal oleh syarikat asing, dan pengeluar mortar yang bercampur-campur mempunyai keuntungan yang rendah dan kemampuan harga yang lemah; Penggunaan admixtures tidak mempunyai penyelidikan yang sistematik dan disasarkan, dan secara membabi buta mengikuti formula asing.

Ejen penahan air adalah campuran utama untuk meningkatkan prestasi pengekalan air mortar yang dicampur kering, dan ia juga merupakan salah satu admixtures utama untuk menentukan kos bahan mortar yang dicampur. Fungsi utamaselulosa eteradalah pengekalan air.

Ether selulosa adalah istilah umum untuk satu siri produk yang dihasilkan oleh tindak balas selulosa alkali dan ejen pengetua dalam keadaan tertentu. Selulosa alkali digantikan oleh ejen -ejen yang berbeza untuk mendapatkan ether selulosa yang berbeza. Menurut sifat pengionan substituen, ether selulosa boleh dibahagikan kepada dua kategori: ionik (seperti carboxymethyl selulosa) dan nonionik (seperti metil selulosa). Menurut jenis substituen, selulosa eter boleh dibahagikan kepada monoether (seperti metil selulosa) dan campuran eter (seperti hidroksipropil metil selulosa). Menurut kelarutan yang berbeza, ia boleh dibahagikan kepada kelarutan air (seperti selulosa hidroksietil) dan kelarutan pelarut organik (seperti etil selulosa). Mortar yang dicampur kering adalah terutamanya selulosa larut air, dan selulosa larut air dibahagikan kepada jenis segera dan jenis-jenis yang ditangguhkan permukaan.

Mekanisme tindakan selulosa eter dalam mortar adalah seperti berikut:

(1) Selepas selulosa selulosa dalam mortar dibubarkan di dalam air, taburan yang berkesan dan seragam bahan bersimen dalam sistem dipastikan kerana aktiviti permukaan, dan selulosa selulosa, sebagai koloid pelindung, "membungkus" zarah pepejal dan lapisan filem pelincir terbentuk pada permukaannya yang lebih stabil, yang menjadikannya lebih stabil,

(2) Oleh kerana struktur molekulnya sendiri, penyelesaian selulosa eter menjadikan kelembapan dalam mortar tidak mudah hilang, dan secara beransur -ansur melepaskannya dalam tempoh masa yang panjang, mengekang mortar dengan pengekalan air yang baik dan kebolehkerjaan.