01. Въвеждане на целулоза
Целулозата е макромолекулен полизахарид, съставен от глюкоза. Неразтворим е във вода и общи органични разтворители. Тя е основният компонент на клетъчната стена на растенията и е най-широко разпространеният и най-изобилният полизахарид в природата.
Целулозата е най-изобилният възобновяем ресурс на земята и е естественият полимер с най-голямо натрупване. Тя има предимствата да бъде възобновяема, напълно биоразградима и да има добра биосъвместимост.
02. Причини за модифициране на целулоза
Целулозните макромолекули съдържат голям брой -ОН групи. Поради ефекта на водородните връзки, силата между макромолекулите е относително голяма, което води до голяма енталпия на топене △H; от друга страна, в целулозните макромолекули има пръстени. Подобно на структурата, твърдостта на молекулната верига е по-голяма, което води до по-малка промяна на ентропията на топене ΔS. Тези две причини водят до повишаване на температурата на разтопената целулоза (= △H / △S) и относително ниска температура на разлагане на целулозата. Следователно, когато целулозата се нагрее до определена температура, ще се появят влакна. Явлението е, че целулозата е разложена, преди да започне да се топи, следователно обработката на целулозни материали не може да се извършва по метода на първо топене и след това формоване.
03. Значение на модифицирането на целулозата
С постепенното изчерпване на изкопаемите ресурси и все по-сериозните екологични проблеми, причинени от отпадъчните текстилни материали от химически влакна, разработването и използването на естествени възобновяеми влакнести материали се превърна в една от горещите точки, на които хората обръщат внимание. Целулозата е най-разпространеният възобновяем природен ресурс в природата. Тя притежава отлични свойства като добра хигроскопичност, антистатичност, силна въздухопропускливост, добра боядисваемост, комфорт при носене, лесна текстилна обработка и биоразградимост. Притежава характеристики, несравними с химическите влакна.
Молекулите на целулозата съдържат голям брой хидроксилни групи, които лесно образуват вътремолекулни и междумолекулни водородни връзки и се разлагат при високи температури без да се топят. Целулозата обаче има добра реактивност и водородните ѝ връзки могат да бъдат разрушени чрез химическа модификация или реакция на присаждане, което може ефективно да понижи точката на топене. Като разнообразие от промишлени продукти, тя се използва широко в текстила, мембранното разделяне, пластмасите, тютюна и покритията.
04. Модификация чрез етерификация на целулозата
Целулозният етер е вид целулозно производно, получено чрез етерификационна модификация на целулозата. Той се използва широко поради отличните си свойства за сгъстяване, емулгиране, суспендиране, образуване на филм, защитен колоид, задържане на влага и адхезия. Използва се в храните, медицината, производството на хартия, бои, строителни материали и др.
Етерификацията на целулозата е серия от производни, получени чрез реакцията на хидроксилни групи в целулозната молекулна верига с алкилиращи агенти в алкални условия. Консумацията на хидроксилни групи намалява броя на междумолекулните водородни връзки, за да се намалят междумолекулните сили, като по този начин се подобрява термичната стабилност на целулозата, подобряват се технологичните характеристики на материалите и същевременно се намалява точката на топене на целулозата.
Примери за ефектите на модификацията с етерификация върху други функции на целулозата:
Използвайки рафиниран памук като основна суровина, изследователите са използвали едноетапен процес на етерификация, за да получат карбоксиметилхидроксипропилцелулозен комплексен етер с равномерна реакция, висок вискозитет, добра киселинно- и солеустойчивост чрез реакции на алкализиране и етерификация. Чрез едноетапен процес на етерификация, получената карбоксиметилхидроксипропилцелулоза има добра солеустойчивост, киселинно- и разтворимост. Чрез промяна на относителните количества пропиленоксид и хлороцетна киселина могат да се получат продукти с различно съдържание на карбоксиметил и хидроксипропил. Резултатите от тестовете показват, че карбоксиметилхидроксипропилцелулозата, произведена по едноетапен метод, има кратък производствен цикъл, ниска консумация на разтворител и продуктът има отлична устойчивост на едновалентни и двувалентни соли и добра киселинно-устойчивост.
05. Перспектива за модификация на целулозната етерификация
Целулозата е важна химическа и химическа суровина, богата на ресурси, зелена, екологична и възобновяема. Производните на целулозната етерификация имат отлични характеристики, широк спектър от приложения и отлични ефекти на употреба и до голяма степен отговарят на нуждите на националната икономика. С непрекъснатия технологичен прогрес и осъществяването на комерсиализация в бъдеще, ако синтетичните суровини и методите за синтез на целулозни производни могат да бъдат по-индустриализирани, те ще бъдат по-пълноценно използвани и ще реализират по-широк спектър от приложения. Стойност
Време на публикуване: 20 февруари 2023 г.