ცელულოზის ეთერების სტრუქტურა

ორი ტიპის ტიპური სტრუქტურებიცელულოზის ეთერებიმოცემულია ნახაზებზე 1.1 და 1.2. ცელულოზის მოლეკულის თითოეული β-D-დეჰიდრატირებული მარცვლეული

შაქრის ერთეული (ცელულოზის განმეორებადი ერთეული) ჩანაცვლებულია თითო ეთერ ჯგუფით C(2), C(3) და C(6) პოზიციებზე, ანუ სამამდე

ეთერის ჯგუფი. ჰიდროქსილის ჯგუფების არსებობის გამო, ცელულოზის მაკრომოლეკულებს აქვთ მოლეკულაშიდა და მოლეკულათშორისი წყალბადური ბმები, რომლებიც წყალში ძნელად იხსნება.

და მისი გახსნა თითქმის ყველა ორგანულ გამხსნელში რთულია. თუმცა, ცელულოზის ეთერიფიკაციის შემდეგ, ეთერის ჯგუფები შეჰყავთ მოლეკულურ ჯაჭვში,

ამ გზით, ცელულოზის მოლეკულებში და მოლეკულებს შორის წყალბადის ბმები იშლება და მისი ჰიდროფილურობაც უმჯობესდება, რაც მის ხსნადობას აუმჯობესებს.

მნიშვნელოვნად გაუმჯობესდა. მათ შორის, სურათი 1.1 წარმოადგენს ცელულოზის ეთერის მოლეკულური ჯაჭვის ორი ანჰიდროგლუკოზის ერთეულის ზოგად სტრუქტურას, R1-R6=H

ან ორგანული ჩამნაცვლებლები. 1.2 არის კარბოქსიმეთილ ჰიდროქსიეთილცელულოზის მოლეკულური ჯაჭვის ფრაგმენტი, კარბოქსიმეთილის ჩანაცვლების ხარისხია 0.5,4

ჰიდროქსიეთილის ჩანაცვლების ხარისხი არის 2.0, ხოლო მოლური ჩანაცვლების ხარისხი 3.0.

ცელულოზის თითოეული ჩანაცვლებისთვის, მისი ეთერიფიკაციის საერთო რაოდენობა შეიძლება გამოისახოს ჩანაცვლების ხარისხით (DS). ბოჭკოებისგან დამზადებული

პრაიმ მოლეკულის სტრუქტურიდან ჩანს, რომ ჩანაცვლების ხარისხი 0-დან 3-მდე მერყეობს. ანუ, ცელულოზის თითოეული ანჰიდროგლუკოზის ერთეულის რგოლი

, ეთერიფიკატორის ეთერიფიკატორის ჯგუფებით ჩანაცვლებული ჰიდროქსილის ჯგუფების საშუალო რაოდენობა. ცელულოზის ჰიდროქსიალკილის ჯგუფის გამო, მისი ჩანაცვლებითი

ეთერიფიკაცია ახალი თავისუფალი ჰიდროქსილის ჯგუფიდან უნდა განახლდეს. ამიტომ, ამ ტიპის ცელულოზის ეთერის ჩანაცვლების ხარისხი შეიძლება გამოისახოს მოლებში.

ჩანაცვლების ხარისხი (MS). ჩანაცვლების ე.წ. მოლური ხარისხი მიუთითებს ცელულოზის თითოეულ ანჰიდროგლუკოზის ერთეულზე დამატებული ეთერიფიკატორის რაოდენობას.

რეაქტანტების საშუალო მასა.

1 გლუკოზის ერთეულის ზოგადი სტრუქტურა

ცელულოზის ეთერის მოლეკულური ჯაჭვების 2 ფრაგმენტი

1.2.2 ცელულოზის ეთერების კლასიფიკაცია

ცელულოზის ეთერები ერთჯერადი თუ შერეული ეთერებია, მათი თვისებები გარკვეულწილად განსხვავებულია. ცელულოზის მაკრომოლეკულები

თუ ერთეულოვანი რგოლის ჰიდროქსილის ჯგუფი ჩანაცვლებულია ჰიდროფილური ჯგუფით, პროდუქტს შეიძლება ჰქონდეს ჩანაცვლების უფრო დაბალი ხარისხი ჩანაცვლების უფრო დაბალი ხარისხის პირობით.

მას აქვს გარკვეული წყალში ხსნადობა; თუ ის ჩანაცვლებულია ჰიდროფობიური ჯგუფით, პროდუქტს აქვს ჩანაცვლების გარკვეული ხარისხი მხოლოდ მაშინ, როდესაც ჩანაცვლების ხარისხი საშუალოა.

წყალში ხსნადი, ნაკლებად ჩანაცვლებული ცელულოზის ეთერიფიკაციის პროდუქტები შეიძლება მხოლოდ წყალში შეშუპდეს ან გაიხსნას ნაკლებად კონცენტრირებულ ტუტე ხსნარებში.

შუა.

ჩამნაცვლებლების ტიპის მიხედვით, ცელულოზის ეთერები შეიძლება დაიყოს სამ კატეგორიად: ალკილის ჯგუფები, როგორიცაა მეთილცელულოზა, ეთილცელულოზა;

ჰიდროქსიალკილები, როგორიცაა ჰიდროქსიეთილცელულოზა, ჰიდროქსიპროპილცელულოზა; სხვები, როგორიცაა კარბოქსიმეთილცელულოზა და ა.შ. თუ იონიზაცია

კლასიფიკაცია, ცელულოზის ეთერები შეიძლება დაიყოს: იონური, როგორიცაა კარბოქსიმეთილცელულოზა; არაიონური, როგორიცაა ჰიდროქსიეთილცელულოზა; შერეული

ტიპი, როგორიცაა ჰიდროქსიეთილ კარბოქსიმეთილცელულოზა. ხსნადობის კლასიფიკაციის მიხედვით, ცელულოზა შეიძლება დაიყოს: წყალში ხსნადი, როგორიცაა კარბოქსიმეთილცელულოზა,

ჰიდროქსიეთილცელულოზა; წყალში უხსნადი, როგორიცაა მეთილცელულოზა და ა.შ.

1.2.3 ცელულოზის ეთერების თვისებები და გამოყენება

ცელულოზის ეთერი ცელულოზის ეთერიფიკაციის მოდიფიკაციის შემდეგ მიღებული პროდუქტის სახეობაა და ცელულოზის ეთერს ბევრი ძალიან მნიშვნელოვანი თვისება აქვს, მაგალითად

მას აქვს კარგი აპკის წარმოქმნის თვისებები; როგორც საბეჭდ პასტს, მას აქვს კარგი წყალში ხსნადობა, გასქელების თვისებები, წყლის შეკავება და სტაბილურობა;

5

ჩვეულებრივი ეთერი უსუნო, არატოქსიკურია და კარგი ბიოშეთავსებადობა აქვს. მათ შორის, კარბოქსიმეთილცელულოზა (CMC) შეიცავს „სამრეწველო მონოსოდიუმის გლუტამატს“.

მეტსახელი.

1.2.3.1 ფირის ფორმირება

ცელულოზის ეთერის ეთერიფიკაციის ხარისხს დიდი გავლენა აქვს მის აპკის წარმოქმნის თვისებებზე, როგორიცაა აპკის წარმოქმნის უნარი და შეკავშირების სიმტკიცე.

კარგი მექანიკური სიმტკიცისა და სხვადასხვა ფისებთან კარგი თავსებადობის გამო, მისი გამოყენება შესაძლებელია პლასტმასის ფირებში, წებოვან მასალებსა და სხვა მასალებში.

მასალის მომზადება.

1.2.3.2 ხსნადობა

ჟანგბადის შემცველი გლუკოზის ერთეულის რგოლზე მრავალი ჰიდროქსილის ჯგუფის არსებობის გამო, ცელულოზის ეთერებს უკეთესი წყალში ხსნადობა აქვთ.

ცელულოზის ეთერის შემცვლელისა და ჩანაცვლების ხარისხის მიხედვით, ორგანული გამხსნელებისთვის ასევე არსებობს სხვადასხვა სელექციურობა.

1.2.3.3 გასქელება

ცელულოზის ეთერი წყალხსნარში იხსნება კოლოიდის სახით, სადაც ცელულოზის ეთერის პოლიმერიზაციის ხარისხი განსაზღვრავს ცელულოზის

ეთერის ხსნარის სიბლანტე. ნიუტონის სითხეებისგან განსხვავებით, ცელულოზის ეთერის ხსნარების სიბლანტე იცვლება ძვრის ძალის მიხედვით და

მაკრომოლეკულების ამ სტრუქტურის გამო, ხსნარის სიბლანტე სწრაფად გაიზრდება ცელულოზის ეთერის მყარი შემცველობის ზრდასთან ერთად, თუმცა ხსნარის სიბლანტე

სიბლანტე ასევე სწრაფად მცირდება ტემპერატურის მატებასთან ერთად [33].

1.2.3.4 დაშლადობა

გარკვეული პერიოდის განმავლობაში წყალში გახსნილი ცელულოზის ეთერის ხსნარი გამრავლებს ბაქტერიებს, რითაც წარმოქმნის ფერმენტ ბაქტერიებს და ანადგურებს ცელულოზის ეთერის ფაზას.

მიმდებარე არაჩანაცვლებული გლუკოზის ერთეული ბმებს ქმნის, რითაც მცირდება მაკრომოლეკულის ფარდობითი მოლეკულური მასა. ამიტომ, ცელულოზის ეთერები

წყალხსნარების შესანარჩუნებლად საჭიროა გარკვეული რაოდენობის კონსერვანტების დამატება.

გარდა ამისა, ცელულოზის ეთერებს აქვთ მრავალი სხვა უნიკალური თვისება, როგორიცაა ზედაპირული აქტივობა, იონური აქტივობა, ქაფის სტაბილურობა და დანამატის თვისებები.

გელის მოქმედება. ამ თვისებების გამო, ცელულოზის ეთერები გამოიყენება ტექსტილში, ქაღალდის წარმოებაში, სინთეზურ სარეცხი საშუალებებში, კოსმეტიკაში, საკვებში, მედიცინაში,

ის ფართოდ გამოიყენება მრავალ სფეროში.

1.3 მცენარეული ნედლეულის შესავალი

1.2 ცელულოზის ეთერის მიმოხილვიდან ჩანს, რომ ცელულოზის ეთერის მოსამზადებლად ნედლეული ძირითადად ბამბის ცელულოზაა და ამ თემის ერთ-ერთი შინაარსია

მცენარეული ნედლეულიდან მოპოვებული ცელულოზის გამოყენება ბამბის ცელულოზის ჩასანაცვლებლად ცელულოზის ეთერის მოსამზადებლად. ქვემოთ მოცემულია მცენარის მოკლე შესავალი.

მასალა.

რადგან ისეთი საერთო რესურსები, როგორიცაა ნავთობი, ქვანახშირი და ბუნებრივი აირი, მცირდება, მათზე დაფუძნებული სხვადასხვა პროდუქტის, როგორიცაა სინთეტიკური ბოჭკოები და ბოჭკოვანი ფირები, განვითარებაც სულ უფრო შეზღუდული იქნება. საზოგადოებისა და მსოფლიოს ქვეყნების (განსაკუთრებით

ეს არის განვითარებული ქვეყანა, რომელიც დიდ ყურადღებას აქცევს გარემოს დაბინძურების პრობლემას. ბუნებრივ ცელულოზას აქვს ბიოდეგრადირებადობა და გარემოსთან კოორდინაცია.

ის თანდათანობით ბოჭკოვანი მასალების მთავარ წყაროდ იქცევა.