Carbossimetilcellulosa:
Ionicoetere di cellulosaÈ prodotto a partire da fibre naturali (cotone, ecc.) dopo un trattamento alcalino, utilizzando monocloroacetato di sodio come agente eterificante e sottoponendolo a una serie di trattamenti di reazione. Il grado di sostituzione è generalmente compreso tra 0,4 e 1,4, e le sue prestazioni sono fortemente influenzate da tale grado.
(1) La carbossimetilcellulosa è più igroscopica e conterrà più acqua se conservata in condizioni normali.
(2) La soluzione acquosa di carbossimetilcellulosa non produce gel e la viscosità diminuisce con l'aumento della temperatura. Quando la temperatura supera i 50 °C, la viscosità è irreversibile.
(3) La sua stabilità è fortemente influenzata dal pH. Generalmente, può essere utilizzato in malte a base di gesso, ma non in malte a base di cemento. Quando è altamente alcalino, perderà viscosità.
(4) La sua ritenzione idrica è molto inferiore a quella della metilcellulosa. Ha un effetto ritardante sulla malta a base di gesso e ne riduce la resistenza. Tuttavia, il prezzo della carbossimetilcellulosa è significativamente inferiore a quello della metilcellulosa.
Etere alchilico della cellulosa:
Tra i più rappresentativi vi sono la metilcellulosa e l'etilcellulosa. Nella produzione industriale, il cloruro di metile o il cloruro di etile sono generalmente utilizzati come agenti eterificanti, e la reazione è la seguente:
Nella formula, R rappresenta CH3 o C2H5. La concentrazione di alcali non influenza solo il grado di eterificazione, ma anche il consumo di alogenuri alchilici. Minore è la concentrazione di alcali, più forte è l'idrolisi dell'alogenuro alchilico. Per ridurre il consumo di agente eterificante, è necessario aumentare la concentrazione di alcali. Tuttavia, quando la concentrazione di alcali è troppo elevata, l'effetto di rigonfiamento della cellulosa si riduce, il che non favorisce la reazione di eterificazione e, di conseguenza, il grado di eterificazione diminuisce. A tale scopo, è possibile aggiungere idrossido di sodio concentrato o solido durante la reazione. Il reattore deve essere dotato di un buon dispositivo di agitazione e miscelazione per garantire una distribuzione uniforme dell'alcali.
La metilcellulosa è ampiamente utilizzata come addensante, adesivo e colloide protettivo, ecc. Può essere impiegata anche come disperdente per la polimerizzazione in emulsione, come disperdente legante per semi, in sospensioni tessili, come additivo per alimenti e cosmetici, come adesivo medicale, come materiale di rivestimento per farmaci e per vernici al lattice, inchiostri da stampa, produzione ceramica e miscelata al cemento per controllare il tempo di presa e aumentare la resistenza iniziale, ecc.
I prodotti a base di etilcellulosa presentano elevata resistenza meccanica, flessibilità, resistenza al calore e al freddo. L'etilcellulosa a bassa sostituzione è solubile in acqua e in soluzioni alcaline diluite, mentre i prodotti ad alta sostituzione sono solubili nella maggior parte dei solventi organici. Ha una buona compatibilità con diverse resine e plastificanti. Può essere utilizzata per la produzione di materie plastiche, pellicole, vernici, adesivi, lattice e materiali di rivestimento per farmaci, ecc.
L'introduzione di gruppi idrossialchilici negli eteri alchilici della cellulosa può migliorarne la solubilità, ridurne la sensibilità alla precipitazione salina, aumentarne la temperatura di gelificazione e migliorarne le proprietà di fusione a caldo, ecc. Il grado di variazione delle suddette proprietà dipende dalla natura dei sostituenti e dal rapporto tra gruppi alchilici e idrossialchilici.
Etere idrossialchilico della cellulosa:
Esempi rappresentativi sono l'idrossietilcellulosa e l'idrossipropilcellulosa. Gli agenti eterificanti sono epossidi come l'ossido di etilene e l'ossido di propilene. Come catalizzatori si utilizzano acidi o basi. La produzione industriale consiste nel far reagire la cellulosa alcalina con un agente eterificante: l'idrossietilcellulosa ad alto valore di sostituzione è solubile sia in acqua fredda che calda. L'idrossipropilcellulosa ad alto valore di sostituzione è solubile solo in acqua fredda, ma non in acqua calda. L'idrossietilcellulosa può essere utilizzata come addensante per rivestimenti in lattice, paste per la stampa e la tintura tessile, materiali per l'apprettatura della carta, adesivi e colloidi protettivi. L'utilizzo dell'idrossipropilcellulosa è simile a quello dell'idrossietilcellulosa. L'idrossipropilcellulosa a basso valore di sostituzione può essere utilizzata come eccipiente farmaceutico, che può avere sia proprietà leganti che disgreganti.
Carbossimetilcellulosa, abbreviata comeCMC, generalmente esiste sotto forma di sale di sodio. L'agente eterificante è l'acido monocloroacetico e la reazione è la seguente:
La carbossimetilcellulosa è l'etere di cellulosa idrosolubile più utilizzato. In passato, veniva impiegata principalmente come fluido di perforazione, ma ora il suo impiego si è esteso ad altri settori, tra cui quello dei detergenti, dei detersivi per tessuti, delle vernici al lattice, del rivestimento di cartone e carta, ecc. La carbossimetilcellulosa pura trova applicazione nell'industria alimentare, farmaceutica, cosmetica e come adesivo per ceramiche e stampi.
La cellulosa polianionica (PAC) è un materiale ionicoetere di cellulosaÈ un prodotto sostitutivo di alta qualità per la carbossimetilcellulosa (CMC). Si presenta come una polvere o granuli bianchi, biancastri o leggermente gialli, atossici, insapori, facilmente solubili in acqua, che formano una soluzione trasparente con una certa viscosità, possiedono una migliore stabilità termica e resistenza ai sali, e forti proprietà antibatteriche. Non ammuffisce e non si deteriora. È caratterizzato da elevata purezza, alto grado di sostituzione e distribuzione uniforme dei sostituenti. Può essere utilizzato come legante, addensante, modificatore reologico, riduttore di perdita di fluidi, stabilizzante di sospensioni, ecc. La cellulosa polianionica (PAC) è ampiamente utilizzata in tutti i settori in cui è possibile applicare la CMC, consentendo di ridurre notevolmente il dosaggio, semplificare l'uso, fornire una migliore stabilità e soddisfare requisiti di processo più elevati.
La cianoetilcellulosa è il prodotto della reazione tra cellulosa e acrilonitrile in presenza di un catalizzatore alcalino:
La cianoetilcellulosa ha un'elevata costante dielettrica e un basso coefficiente di perdita e può essere utilizzata come matrice di resina per lampade a fosfori ed elettroluminescenti. La cianoetilcellulosa a bassa sostituzione può essere utilizzata come carta isolante per trasformatori.
Sono stati preparati eteri di alcoli grassi superiori, eteri alchenilici ed eteri di alcoli aromatici della cellulosa, ma non sono stati utilizzati nella pratica.
I metodi di preparazione dell'etere di cellulosa possono essere suddivisi in metodo in mezzo acquoso, metodo con solvente, metodo di impastamento, metodo in sospensione, metodo gas-solido, metodo in fase liquida e combinazione dei metodi sopra menzionati.
Data di pubblicazione: 28 aprile 2024