01. Uvođenje celuloze
Celuloza je makromolekularni polisaharid sastavljen od glukoze. Netopljiv je u vodi i općim organskim otapalima. Glavni je sastojak stanične stijenke biljaka, a ujedno je i najrasprostranjeniji i najzastupljeniji polisaharid u prirodi.
Celuloza je najobilniji obnovljivi resurs na Zemlji, a ujedno je i prirodni polimer s najvećim zalihama. Ima prednosti obnovljivosti, potpune biorazgradivosti i dobre biokompatibilnosti.
02. Razlozi za modificiranje celuloze
Makromolekule celuloze sadrže veliki broj -OH skupina. Zbog djelovanja vodikovih veza, sila između makromolekula je relativno velika, što će dovesti do velike entalpije taljenja △H; s druge strane, u makromolekulama celuloze postoje prstenovi. Poput strukture, krutost molekularnog lanca je veća, što će dovesti do manje promjene entropije taljenja ΔS. Ova dva razloga uzrokuju da će temperatura rastaljene celuloze (= △H / △S) postati viša, a temperatura razgradnje celuloze relativno niska. Stoga, kada se celuloza zagrije na određenu temperaturu, pojavit će se vlakna. Fenomen je da se celuloza razgradila prije nego što se počne topiti, stoga se celulozni materijali ne mogu prerađivati metodom prvo taljenja, a zatim oblikovanja.
03. Značaj modifikacije celuloze
S postupnim iscrpljivanjem fosilnih resursa i sve ozbiljnijim ekološkim problemima uzrokovanim otpadnim tekstilom od kemijskih vlakana, razvoj i korištenje prirodnih obnovljivih vlaknastih materijala postalo je jedno od žarišta na koje ljudi obraćaju pozornost. Celuloza je najzastupljeniji obnovljivi prirodni resurs u prirodi. Ima izvrsna svojstva poput dobre higroskopnosti, antistatičnosti, jake propusnosti zraka, dobrog bojenja, udobnosti pri nošenju, jednostavne obrade tekstila i biorazgradivosti. Ima karakteristike koje su neusporedive s kemijskim vlaknima.
Molekule celuloze sadrže veliki broj hidroksilnih skupina koje lako tvore intramolekularne i intermolekularne vodikove veze te se razgrađuju na visokim temperaturama bez topljenja. Međutim, celuloza ima dobru reaktivnost, a njezine vodikove veze mogu se uništiti kemijskom modifikacijom ili reakcijom cijepljenja, što može učinkovito sniziti talište. Kao niz industrijskih proizvoda, široko se koristi u tekstilu, membranskoj separaciji, plastici, duhanu i premazima.
04. Modifikacija eterifikacijom celuloze
Celulozni eter je vrsta celuloznog derivata dobivenog eterifikacijskom modifikacijom celuloze. Široko se koristi zbog svojih izvrsnih svojstava zgušnjavanja, emulgiranja, suspendiranja, stvaranja filma, zaštitnog koloida, zadržavanja vlage i prianjanja. Koristi se u hrani, medicini, proizvodnji papira, bojama, građevinskim materijalima itd.
Eterifikacija celuloze je niz derivata nastalih reakcijom hidroksilnih skupina na molekularnom lancu celuloze s alkilirajućim sredstvima u alkalnim uvjetima. Potrošnja hidroksilnih skupina smanjuje broj intermolekularnih vodikovih veza kako bi se smanjile intermolekularne sile, čime se poboljšava toplinska stabilnost celuloze, poboljšavaju performanse obrade materijala i istovremeno smanjuje talište celuloze.
Primjeri učinaka modifikacije eterifikacije na druge funkcije celuloze:
Koristeći rafinirani pamuk kao osnovnu sirovinu, istraživači su koristili jednostupanjski proces eterifikacije za pripremu karboksimetil hidroksipropil celuloznog kompleksnog etera s ujednačenom reakcijom, visokom viskoznošću, dobrom otpornošću na kiseline i soli putem reakcija alkalizacije i eterifikacije. Korištenjem jednostupanjskog procesa eterifikacije, proizvedena karboksimetil hidroksipropil celuloza ima dobru otpornost na soli, kiseline i topljivost. Promjenom relativnih količina propilen oksida i kloroctene kiseline mogu se pripremiti proizvodi s različitim sadržajem karboksimetila i hidroksipropila. Rezultati ispitivanja pokazuju da karboksimetil hidroksipropil celuloza proizvedena jednostupanjskom metodom ima kratak proizvodni ciklus, nisku potrošnju otapala, te izvrsnu otpornost na monovalentne i dvovalentne soli i dobru otpornost na kiseline.
05. Mogućnost modifikacije eterifikacijom celuloze
Celuloza je važna kemijska i kemijska sirovina bogata resursima, zelena je i ekološki prihvatljiva te obnovljiva. Derivati modifikacije eterifikacijom celuloze imaju izvrsne performanse, širok raspon upotrebe i izvrsne učinke upotrebe te u velikoj mjeri zadovoljavaju potrebe nacionalnog gospodarstva. A potrebe društvenog razvoja, uz kontinuirani tehnološki napredak i ostvarenje komercijalizacije u budućnosti, ako se sintetičke sirovine i sintetičke metode derivata celuloze mogu više industrijalizirati, bit će potpunije iskorištene i ostvarit će širi raspon primjene. Vrijednost
Vrijeme objave: 20. veljače 2023.