Strutture tipiche di dueeteri di cellulosasono riportati nelle Figure 1.1 e 1.2. Ogni acino d'uva β-D-disidratato di una molecola di cellulosa
L'unità di zucchero (l'unità ripetitiva della cellulosa) è sostituita con un gruppo etereo in ciascuna delle posizioni C(2), C(3) e C(6), vale a dire fino a tre
un gruppo etere. A causa della presenza di gruppi idrossilici, le macromolecole di cellulosa presentano legami idrogeno intramolecolari e intermolecolari, che ne rendono difficile la dissoluzione in acqua.
Ed è difficile da sciogliere in quasi tutti i solventi organici. Tuttavia, dopo l'eterificazione della cellulosa, i gruppi eterei vengono introdotti nella catena molecolare,
In questo modo, i legami a idrogeno all'interno e tra le molecole di cellulosa vengono distrutti, e la sua idrofilia migliora, consentendo così di aumentarne la solubilità.
notevolmente migliorato. Tra questi, la Figura 1.1 mostra la struttura generale di due unità di anidroglucosio della catena molecolare dell'etere di cellulosa, R1-R6=H
o sostituenti organici. 1.2 è un frammento della catena molecolare della carbossimetil idrossietil cellulosa, il grado di sostituzione del carbossimetile è 0,5,4
Il grado di sostituzione dell'idrossietile è 2,0 e il grado di sostituzione molare è 3,0.
Per ogni sostituente della cellulosa, la quantità totale della sua eterificazione può essere espressa come grado di sostituzione (DS). fatto di fibre
Dalla struttura della molecola prima si può osservare che il grado di sostituzione varia da 0 a 3. Cioè, ogni anello dell'unità di anidroglucosio della cellulosa
, il numero medio di gruppi idrossilici sostituiti da gruppi eterificanti dell'agente eterificante. A causa del gruppo idrossialchilico della cellulosa, la sua sostituzione
L'eterificazione dovrebbe essere riavviata dal nuovo gruppo idrossilico libero. Pertanto, il grado di sostituzione di questo tipo di etere di cellulosa può essere espresso in moli.
grado di sostituzione (MS). Il cosiddetto grado molare di sostituzione indica la quantità di agente eterificante aggiunto a ciascuna unità di anidroglucosio della cellulosa
La massa media dei reagenti.
1. Struttura generale di un'unità di glucosio
2 Frammenti di catene molecolari di etere di cellulosa
1.2.2 Classificazione degli eteri di cellulosa
Sia che gli eteri di cellulosa siano eteri singoli o eteri misti, le loro proprietà sono in qualche modo diverse. Macromolecole di cellulosa
Se il gruppo ossidrilico dell'anello unitario è sostituito da un gruppo idrofilo, il prodotto può avere un grado di sostituzione inferiore in condizioni di un grado di sostituzione inferiore.
Presenta una certa solubilità in acqua; se viene sostituito da un gruppo idrofobico, il prodotto ha un certo grado di sostituzione solo quando il grado di sostituzione è moderato.
I prodotti di eterificazione della cellulosa idrosolubili e meno sostituiti possono gonfiarsi solo in acqua o dissolversi in soluzioni alcaline meno concentrate.
mezzo.
In base al tipo di sostituenti, gli eteri di cellulosa possono essere suddivisi in tre categorie: gruppi alchilici, come la metilcellulosa e l'etilcellulosa;
Idrossialchili, come l'idrossietilcellulosa, l'idrossipropilcellulosa; altri, come la carbossimetilcellulosa, ecc. Se l'ionizzazione
Classificazione, gli eteri di cellulosa possono essere suddivisi in: ionici, come la carbossimetilcellulosa; non ionici, come l'idrossietilcellulosa; misti
tipo, come l'idrossietilcarbossimetilcellulosa. In base alla classificazione della solubilità, la cellulosa può essere suddivisa in: solubile in acqua, come la carbossimetilcellulosa,
Idrossietilcellulosa; insolubile in acqua, come la metilcellulosa, ecc.
1.2.3 Proprietà e applicazioni degli eteri di cellulosa
L'etere di cellulosa è un tipo di prodotto ottenuto dopo la modifica di eterificazione della cellulosa, e l'etere di cellulosa possiede molte proprietà molto importanti, come ad esempio:
Ha buone proprietà filmogene; come pasta da stampa, ha una buona solubilità in acqua, proprietà addensanti, ritenzione idrica e stabilità;
5
L'etere puro è inodore, non tossico e ha una buona biocompatibilità. Tra questi, la carbossimetilcellulosa (CMC) ha il "glutammato monosodico industriale"
soprannome.
1.2.3.1 Formazione del film
Il grado di eterificazione dell'etere di cellulosa ha una grande influenza sulle sue proprietà filmogene, come la capacità filmogena e la forza di adesione. Etere di cellulosa
Grazie alla sua buona resistenza meccanica e alla buona compatibilità con diverse resine, può essere utilizzato in pellicole plastiche, adesivi e altri materiali.
preparazione del materiale.
1.2.3.2 Solubilità
Grazie alla presenza di numerosi gruppi idrossilici sull'anello dell'unità di glucosio contenente ossigeno, gli eteri di cellulosa presentano una migliore solubilità in acqua.
A seconda del sostituente dell'etere di cellulosa e del grado di sostituzione, si riscontrano anche diverse selettività per i solventi organici.
1.2.3.3 Addensamento
L'etere di cellulosa è disciolto in soluzione acquosa sotto forma di colloide, in cui il grado di polimerizzazione dell'etere di cellulosa determina la cellulosa
Viscosità della soluzione eterea. A differenza dei fluidi newtoniani, la viscosità delle soluzioni di etere di cellulosa cambia con la forza di taglio e
A causa di questa struttura delle macromolecole, la viscosità della soluzione aumenterà rapidamente con l'aumento del contenuto solido di etere di cellulosa, tuttavia la viscosità della soluzione
La viscosità diminuisce anche rapidamente con l'aumentare della temperatura [33].
1.2.3.4 Degradabilità
La soluzione di etere di cellulosa disciolta in acqua per un certo periodo di tempo favorirà la crescita batterica, producendo enzimi che distruggono la fase di etere di cellulosa.
I legami dell'unità di glucosio non sostituita adiacente riducono così la massa molecolare relativa della macromolecola. Pertanto, gli eteri di cellulosa
La conservazione delle soluzioni acquose richiede l'aggiunta di una certa quantità di conservanti.
Inoltre, gli eteri di cellulosa hanno molte altre proprietà uniche come l'attività superficiale, l'attività ionica, la stabilità della schiuma e l'additivo
azione gel. Grazie a queste proprietà, gli eteri di cellulosa sono utilizzati nei tessuti, nella fabbricazione della carta, nei detergenti sintetici, nei cosmetici, negli alimenti, nei medicinali,
È ampiamente utilizzato in molti settori.
1.3 Introduzione alle materie prime vegetali
Dalla panoramica dell'etere di cellulosa 1.2, si può notare che la materia prima per la preparazione dell'etere di cellulosa è principalmente la cellulosa di cotone, e uno dei contenuti di questo argomento
Si tratta di utilizzare la cellulosa estratta da materie prime vegetali per sostituire la cellulosa di cotone nella preparazione dell'etere di cellulosa. Di seguito una breve introduzione alla pianta
materiale.
Poiché le risorse comuni come petrolio, carbone e gas naturale si stanno esaurendo, anche lo sviluppo di vari prodotti basati su di essi, come fibre sintetiche e film di fibre, sarà sempre più limitato. Con il continuo sviluppo della società e dei paesi di tutto il mondo (in particolare
Si tratta di un paese sviluppato che presta molta attenzione al problema dell'inquinamento ambientale. La cellulosa naturale è biodegradabile e rispettosa dell'ambiente.
Diventerà gradualmente la principale fonte di materiali fibrosi.
Data di pubblicazione: 26 settembre 2022