Modifikace etherifikací celulózy

01. Zavedení celulózy

Celulóza je makromolekulární polysacharid složený z glukózy. Nerozpustný ve vodě a běžných organických rozpouštědlech. Je hlavní složkou buněčné stěny rostlin a je také nejrozšířenějším a nejhojnějším polysacharidem v přírodě.

Celulóza je nejhojnějším obnovitelným zdrojem na Zemi a také přírodním polymerem s největší akumulací. Má výhody, že je obnovitelná, zcela biologicky odbouratelná a má dobrou biokompatibilitu.

02. Důvody pro modifikaci celulózy

Makromolekuly celulózy obsahují velký počet skupin -OH. V důsledku vodíkových vazeb je síla mezi makromolekulami relativně velká, což vede k velké entalpii tání △H; na druhé straně jsou v makromolekulách celulózy kruhy. Stejně jako u struktury je tuhost molekulárního řetězce větší, což vede k menší změně entropie tání ΔS. Tyto dva důvody způsobují, že teplota roztavené celulózy (= △H / △S) se zvyšuje a teplota rozkladu celulózy je relativně nízká. Proto se při zahřátí celulózy na určitou teplotu objeví vlákna. Jev, že celulóza se rozloží dříve, než začne tavit, proto zpracování celulózových materiálů nemůže být provedeno metodou nejprve tavení a poté tvarování.

03. Význam modifikace celulózy

S postupným vyčerpáváním fosilních zdrojů a stále závažnějšími environmentálními problémy způsobenými odpadními chemickými vlákny v textiliích se vývoj a využití přírodních obnovitelných vláknitých materiálů stalo jedním z hlavních témat, kterým lidé věnují pozornost. Celulóza je nejhojnějším obnovitelným přírodním zdrojem v přírodě. Má vynikající vlastnosti, jako je dobrá hygroskopičnost, antistatická vlastnost, silná propustnost vzduchu, dobrá barvitelnost, pohodlné nošení, snadné textilní zpracování a biologická odbouratelnost. Má vlastnosti, které jsou nesrovnatelné s chemickými vlákny.

Molekuly celulózy obsahují velké množství hydroxylových skupin, které snadno tvoří intramolekulární a intermolekulární vodíkové vazby a rozkládají se při vysokých teplotách bez tavení. Celulóza má však dobrou reaktivitu a její vodíkové vazby lze zničit chemickou modifikací nebo roubováním, což může účinně snížit bod tání. Jako řada průmyslových produktů se široce používá v textiliích, membránové separaci, plastech, tabáku a nátěrech.

04. Modifikace etherifikací celulózy

Ether celulózy je druh derivátu celulózy získaný etherifikační modifikací celulózy. Je široce používán díky svým vynikajícím zahušťovacím, emulgačním, suspendačním, filmotvorným, ochranným koloidním vlastnostem, zadržování vlhkosti a adhezním vlastnostem. Používá se v potravinářství, lékařství, výrobě papíru, barvách, stavebních materiálech atd.

Etherifikace celulózy je série derivátů vznikajících reakcí hydroxylových skupin na molekulárním řetězci celulózy s alkylačními činidly za alkalických podmínek. Spotřeba hydroxylových skupin snižuje počet mezimolekulárních vodíkových vazeb, čímž se snižují mezimolekulární síly, čímž se zlepšuje tepelná stabilita celulózy, zlepšuje se zpracovatelský výkon materiálů a zároveň se snižuje bod tání celulózy.

Příklady vlivů etherifikační modifikace na další funkce celulózy:

Výzkumníci použili jako základní surovinu rafinovanou bavlnu a pomocí jednostupňového etherifikačního procesu připravili komplexní ether karboxymethylhydroxypropylcelulózy s rovnoměrnou reakcí, vysokou viskozitou, dobrou odolností vůči kyselinám a solím prostřednictvím alkalizačních a etherifikačních reakcí. Použitím jednostupňového etherifikačního procesu má vyrobená karboxymethylhydroxypropylcelulóza dobrou odolnost vůči solím, kyselinám a rozpustnost. Změnou relativního množství propylenoxidu a kyseliny chloroctové lze připravit produkty s různým obsahem karboxymethyl a hydroxypropyl. Výsledky testů ukazují, že karboxymethylhydroxypropylcelulóza vyrobená jednostupňovou metodou má krátký výrobní cyklus, nízkou spotřebu rozpouštědla a produkt má vynikající odolnost vůči jednomocným a dvojmocným solím a dobrou odolnost vůči kyselinám.

05. Perspektiva modifikace etherifikací celulózy

Celulóza je důležitá chemická a chemická surovina, která je bohatá na zdroje, zelená, šetrná k životnímu prostředí a obnovitelná. Deriváty modifikace etherifikací celulózy mají vynikající vlastnosti, široké spektrum použití a vynikající užitné účinky a do značné míry uspokojují potřeby národního hospodářství. A potřeby sociálního rozvoje, s neustálým technologickým pokrokem a realizací komercializace v budoucnu, pokud se syntetické suroviny a syntetické metody derivátů celulózy podaří více industrializovat, budou plněji využívány a najdou širší škálu aplikací. Hodnota