두 가지의 전형적인 구조셀룰로오스 에테르그림 1.1과 1.2에 나와 있습니다. 각 β-D-탈수된 셀룰로오스 분자는
당 단위(셀룰로오스의 반복 단위)는 C(2), C(3) 및 C(6) 위치에 각각 하나의 에테르기로 치환되어 있으며, 즉 최대 3개까지 치환될 수 있습니다.
에테르기. 하이드록실기의 존재로 인해 셀룰로오스 고분자는 분자 내 및 분자 간 수소 결합을 가지며, 이는 물에 잘 녹지 않습니다.
또한 거의 모든 유기 용매에 용해되기 어렵습니다. 그러나 셀룰로오스를 에테르화하면 분자 사슬에 에테르기가 도입됩니다.
이러한 방식으로 셀룰로오스 분자 내부 및 분자 간 수소 결합이 파괴되고 친수성이 향상되어 용해도가 개선됩니다.
크게 개선되었습니다. 그중 그림 1.1은 셀룰로오스 에테르 분자 사슬의 두 개의 무수글루코스 단위의 일반적인 구조이며, R1-R6=H입니다.
또는 유기 치환기. 1.2는 카르복시메틸 하이드록시에틸 셀룰로오스 분자 사슬의 일부이며, 카르복시메틸의 치환도는 0.5,4입니다.
하이드록시에틸기의 치환도는 2.0이고, 몰 치환도는 3.0입니다.
셀룰로오스의 각 치환기에 대해, 에테르화의 총량은 치환도(DS)로 나타낼 수 있다.
주요 분자의 구조에서 치환 정도가 0~3 범위에 있음을 알 수 있습니다. 즉, 셀룰로오스의 각 무수글루코스 단위 고리는 0~3의 치환기를 가집니다.
에테르화제의 에테르화기로 치환된 하이드록실기의 평균 개수. 셀룰로오스의 하이드록시알킬기 때문에, 그 치환은
에테르화 반응은 새로 생성된 자유 하이드록실기로부터 다시 시작되어야 합니다. 따라서 이러한 유형의 셀룰로오스 에테르의 치환도는 몰 단위로 표현할 수 있습니다.
치환도(MS). 소위 몰 치환도는 셀룰로오스의 무수글루코스 단위 하나당 첨가된 에테르화제의 양을 나타냅니다.
반응물들의 평균 질량.
1. 포도당 단위의 일반적인 구조
2. 셀룰로오스 에테르 분자 사슬 조각
1.2.2 셀룰로오스 에테르의 분류
셀룰로오스 에테르가 단일 에테르인지 혼합 에테르인지에 따라 그 성질은 다소 다릅니다. 셀룰로오스 거대분자
단위 고리의 하이드록실기가 친수성기로 치환되면, 치환도가 낮은 조건에서 생성물의 치환도가 더 낮아질 수 있다.
이 물질은 일정 수준의 수용성을 가지고 있으며, 소수성 그룹으로 치환될 경우, 치환 정도가 적당할 때에만 생성물이 일정 수준의 치환을 나타냅니다.
수용성이면서 치환기가 적은 셀룰로오스 에테르화 생성물은 물에서만 팽윤되거나 농도가 낮은 알칼리 용액에서만 용해될 수 있습니다.
가운데.
치환기의 종류에 따라 셀룰로오스 에테르는 알킬기(예: 메틸셀룰로오스, 에틸셀룰로오스)를 포함하는 세 가지 범주로 나눌 수 있습니다.
하이드록시에틸 셀룰로오스, 하이드록시프로필 셀룰로오스와 같은 하이드록시알킬 화합물; 카르복시메틸 셀룰로오스 등과 같은 기타 화합물. 이온화될 경우
셀룰로오스 에테르는 분류에 따라 이온성(예: 카르복시메틸 셀룰로오스), 비이온성(예: 하이드록시에틸 셀룰로오스), 혼합형으로 나눌 수 있다.
하이드록시에틸 카르복시메틸 셀룰로오스와 같은 유형이 있습니다. 용해도 분류에 따라 셀룰로오스는 수용성(예: 카르복시메틸 셀룰로오스)과 수용성으로 나눌 수 있습니다.
하이드록시에틸 셀룰로오스; 메틸 셀룰로오스 등과 같이 물에 녹지 않는 물질.
1.2.3 셀룰로오스 에테르의 특성 및 응용
셀룰로오스 에테르는 셀룰로오스 에테르화 변형을 거쳐 생성되는 일종의 제품이며, 셀룰로오스 에테르는 매우 중요한 여러 가지 특성을 가지고 있습니다. 예를 들어,
필름 형성 특성이 우수하며, 인쇄용 페이스트로서 수용성, 증점성, 수분 보유력 및 안정성이 우수합니다.
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일반 에테르는 무취, 무독성이며 생체 적합성이 우수합니다. 그중 카르복시메틸 셀룰로오스(CMC)는 "산업용 글루탐산나트륨"을 함유하고 있습니다.
별명.
1.2.3.1 막 형성
셀룰로오스 에테르의 에테르화 정도는 필름 형성 능력 및 접착 강도와 같은 필름 형성 특성에 큰 영향을 미칩니다.
기계적 강도가 우수하고 다양한 수지와 호환성이 좋아 플라스틱 필름, 접착제 및 기타 재료에 사용될 수 있습니다.
재료 준비.
1.2.3.2 용해도
산소를 포함하는 글루코스 단위의 고리에 많은 하이드록실기가 존재하기 때문에 셀룰로오스 에테르는 물에 대한 용해도가 더 좋습니다.
셀룰로오스 에테르의 치환기와 치환 정도에 따라 유기 용매에 대한 선택성도 달라집니다.
1.2.3.3 두꺼워짐
셀룰로오스 에테르는 콜로이드 형태로 수용액에 용해되며, 셀룰로오스 에테르의 중합도에 따라 셀룰로오스의 종류가 결정됩니다.
에테르 용액의 점도. 뉴턴 유체와 달리 셀룰로오스 에테르 용액의 점도는 전단력에 따라 변합니다.
이러한 고분자 구조 때문에 셀룰로오스 에테르의 고형분 함량이 증가함에 따라 용액의 점도가 급격히 증가하지만, 용액의 점도는 일정하게 유지됩니다.
점도는 온도가 증가함에 따라 급격히 감소합니다[33].
1.2.3.4 분해성
셀룰로오스 에테르 용액을 물에 일정 시간 동안 녹이면 박테리아가 증식하여 효소 박테리아를 생성하고 셀룰로오스 에테르 상을 분해합니다.
인접한 비치환 포도당 단위가 결합하여 거대 분자의 상대 분자량을 감소시킵니다. 따라서 셀룰로오스 에테르는
수용액을 보존하려면 일정량의 방부제를 첨가해야 합니다.
또한 셀룰로오스 에테르는 계면활성, 이온 활성, 거품 안정성 및 첨가제로서의 특성과 같은 다양한 고유한 특성을 가지고 있습니다.
겔화 작용. 이러한 특성 때문에 셀룰로오스 에테르는 섬유, 제지, 합성 세제, 화장품, 식품, 의약품에 사용됩니다.
이는 여러 분야에서 널리 사용됩니다.
1.3 식물 원료 소개
1.2 셀룰로오스 에테르에 대한 개요에서 알 수 있듯이, 셀룰로오스 에테르 제조의 주요 원료는 면 셀룰로오스이며, 이는 본 주제의 내용 중 하나입니다.
이는 식물성 원료에서 추출한 셀룰로오스를 사용하여 면 셀룰로오스를 대체하여 셀룰로오스 에테르를 제조하는 것입니다. 다음은 식물에 대한 간략한 소개입니다.
재료.
석유, 석탄, 천연가스와 같은 공공 자원이 고갈됨에 따라 합성 섬유 및 섬유 필름과 같은 이러한 자원을 기반으로 하는 다양한 제품의 개발 또한 점점 더 제한될 것입니다. 전 세계 사회와 국가의 지속적인 발전과 함께 (특히
(환경오염 문제에 큰 관심을 기울이는) 선진국에서 생산되는 천연 셀룰로오스는 생분해성이 뛰어나고 환경과도 잘 어울립니다.
이는 점차 섬유 소재의 주요 공급원이 될 것입니다.
게시 시간: 2022년 9월 26일