セルロースエーテルの構造

2つの典型的な構造セルロースエーテル図1.1および1.2に示されています。各β-D-脱水ブドウのセルロース分子

糖単位(セルロースの繰り返し単位)は、C(2)、C(3)、C(6)の位置にそれぞれ1つのエーテル基で置換されている。つまり、最大3つのエーテル基で置換されている。

エーテル基が存在するため、セルロース高分子は分子内および分子間水素結合を持ち、水に溶けにくい。

そして、ほとんどすべての有機溶媒に溶けにくい。しかし、セルロースのエーテル化後、エーテル基が分子鎖に導入され、

このようにして、セルロース分子内および分子間の水素結合が破壊され、親水性も向上するため、溶解性が向上する。

大幅に改善された。その中で、図1.1はセルロースエーテル分子鎖の2つの無水グルコース単位の一般的な構造であり、R1-R6=Hである。

または有機置換基。1.2はカルボキシメチルヒドロキシエチルセルロース分子鎖の断片であり、カルボキシメチルの置換度は0.5,4である。

ヒドロキシエチルの置換度は2.0であり、モル置換度は3.0である。

セルロースの各置換基について、そのエーテル化の総量は置換度(DS)として表すことができる。繊維でできている

プライム分子の構造から、置換度は0~3の範囲であることがわかる。つまり、セルロースの各無水グルコース単位環は

、エーテル化剤のエーテル化基によって置換されたヒドロキシル基の平均数。セルロースのヒドロキシアルキル基のため、その置換

エーテル化反応は、新たに生じた遊離ヒドロキシル基から再開する必要がある。したがって、このタイプのセルロースエーテルの置換度はモル数で表すことができる。

置換度(MS)。いわゆるモル置換度は、セルロースの各無水グルコース単位に添加されたエーテル化剤の量を示す。

反応物の平均質量。

1. グルコース単位の一般的な構造

2 セルロースエーテル分子鎖の断片

1.2.2 セルロースエーテルの分類

セルロースエーテルは、単一エーテルか混合エーテルかによって、性質が多少異なります。セルロース高分子

単位環の水酸基が親水性基で置換されている場合、生成物は置換度が低いという条件下で、より低い置換度を持つことができる。

ある程度の水溶性があり、疎水性基で置換された場合、置換度が中程度であれば、生成物は一定の置換度を持つことになる。

水溶性で置換基の少ないセルロースエーテル化生成物は、水中で膨潤するか、濃度の低いアルカリ溶液にのみ溶解する。

真ん中。

置換基の種類に応じて、セルロースエーテルは3つのカテゴリーに分類できます。アルキル基(メチルセルロース、エチルセルロースなど)。

ヒドロキシアルキル、例えばヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、その他、例えばカルボキシメチルセルロースなど。イオン化

分類すると、セルロースエーテルは、カルボキシメチルセルロースなどのイオン性、ヒドロキシエチルセルロースなどの非イオン性、混合型に分類できます。

溶解性の分類によれば、セルロースは、カルボキシメチルセルロースなどの水溶性セルロース、

ヒドロキシエチルセルロース;メチルセルロースなどの水不溶性セルロース。

1.2.3 セルロースエーテルの特性と用途

セルロースエーテルはセルロースエーテル化修飾後の生成物の一種であり、セルロースエーテルには多くの非常に重要な特性があります。

良好な造膜性を有し、印刷ペーストとしては、良好な水溶性、増粘性、保水性、安定性を有する。

5

純粋なエーテルは無臭で無毒であり、生体適合性も良好です。中でもカルボキシメチルセルロース(CMC)は「工業用グルタミン酸ナトリウム」を含んでいます。

ニックネーム。

1.2.3.1 フィルム形成

セルロースエーテルのエーテル化度は、フィルム形成能や接着強度などのフィルム形成特性に大きな影響を与える。

優れた機械的強度と様々な樹脂との良好な相溶性を持つため、プラスチックフィルム、接着剤、その他の材料に使用できる。

材料の準備。

1.2.3.2 溶解度

酸素を含むグルコース単位の環上に多くのヒドロキシル基が存在するため、セルロースエーテルは水溶性が高い。

セルロースエーテル置換基の種類と置換度によって、有機溶媒に対する選択性も異なる。

1.2.3.3 増粘

セルロースエーテルはコロイドの形で水溶液に溶解され、セルロースエーテルの重合度によってセルロースが決定される。

エーテル溶液の粘度。ニュートン流体とは異なり、セルロースエーテル溶液の粘度はせん断力によって変化し、

この高分子の構造により、セルロースエーテルの固形分が増加すると溶液の粘度は急速に上昇しますが、溶液の粘度は

粘度も温度の上昇とともに急速に低下する[33]。

1.2.3.4 分解性

水に溶解したセルロースエーテル溶液は、一定期間放置されると細菌が増殖し、酵素細菌を生成してセルロースエーテル相を破壊する。

隣接する非置換グルコース単位が結合し、それによって高分子の相対分子量が減少します。したがって、セルロースエーテルは

水溶液の保存には、一定量の保存剤を添加する必要がある。

さらに、セルロースエーテルは、表面活性、イオン活性、泡安定性、添加剤としての活性など、他にも多くの独自の特性を持っています。

ゲル化作用。これらの特性により、セルロースエーテルは繊維、製紙、合成洗剤、化粧品、食品、医薬品、

それは多くの分野で広く利用されている。

1.3 植物原料の紹介

1.2 セルロースエーテルの概要から、セルロースエーテルの製造原料は主に綿セルロースであり、このトピックの内容の1つは

植物原料から抽出したセルロースを綿セルロースの代替として用いてセルロースエーテルを製造する。以下にその植物について簡単に紹介する。

材料。

石油、石炭、天然ガスなどの一般的な資源が枯渇するにつれて、合成繊維や繊維フィルムなど、それらを基にしたさまざまな製品の開発もますます制限されるようになるでしょう。世界各国の社会と国の継続的な発展に伴い、

環境汚染問題に細心の注意を払っている先進国である。天然セルロースは生分解性と環境との調和性を備えている。

それは徐々に繊維材料の主要な供給源となるだろう。


投稿日時:2022年9月26日