Kas ir celulozes ēteris?

Celulozes ēterisir polimēru savienojums ar ētera struktūru, kas izgatavots no celulozes. Katrs glikozilgredzens celulozes makromolekulā satur trīs hidroksilgrupas, primāro hidroksilgrupu uz sestā oglekļa atoma, sekundāro hidroksilgrupu uz otrā un trešā oglekļa atoma, un ūdeņradis hidroksilgrupā tiek aizstāts ar ogļūdeņraža grupu, lai radītu celulozes ētera atvasinājumus. Tas ir produkts, kurā hidroksilgrupas ūdeņradis celulozes polimērā ir aizstāts ar ogļūdeņraža grupu. Celuloze ir polihidroksipolimēru savienojums, kas nešķīst un nekust. Pēc ēterizācijas celuloze šķīst ūdenī, atšķaidītā sārma šķīdumā un organiskajā šķīdinātājā, un tai ir termoplastiskums.

Celuloze ir polihidroksipolimēru savienojums, kas nešķīst un nekust. Pēc ēterizācijas celuloze šķīst ūdenī, atšķaidītā sārma šķīdumā un organiskajā šķīdinātājā, un tai ir termoplastiskums.

1. Daba:

Celulozes šķīdība pēc ēterizācijas būtiski mainās. To var izšķīdināt ūdenī, atšķaidītā skābē, atšķaidītā sārmā vai organiskā šķīdinātājā. Šķīdība galvenokārt ir atkarīga no trim faktoriem: (1) ēterizācijas procesā ievadīto grupu īpašības, jo ievadītā Jo lielāka grupa, jo mazāka šķīdība un jo spēcīgāka ir ievadītās grupas polaritāte, jo vieglāk celulozes ēteris izšķīst ūdenī; (2) Aizvietošanas pakāpe un ēterizēto grupu sadalījums makromolekulā. Lielāko daļu celulozes ēteru var izšķīdināt ūdenī tikai ar noteiktu aizstāšanas pakāpi, un aizstāšanas pakāpe ir no 0 līdz 3; (3) Celulozes ētera polimerizācijas pakāpe, jo augstāka polimerizācijas pakāpe, jo mazāk šķīstošs; Jo zemāka ir ūdenī izšķīdināmā aizstāšanas pakāpe, jo plašāks ir diapazons. Ir daudz veidu celulozes ēteri ar izcilu veiktspēju, un tos plaši izmanto celtniecībā, cementa, naftas, pārtikas, tekstilizstrādājumu, mazgāšanas līdzekļu, krāsu, medicīnas, papīra un elektronisko komponentu un citās nozarēs.

2. Attīstīt:

Ķīna ir pasaulē lielākā celulozes ētera ražotāja un patērētāja, un tās vidējais gada pieauguma temps ir vairāk nekā 20%. Saskaņā ar provizorisko statistiku, Ķīnā ir aptuveni 50 celulozes ētera ražošanas uzņēmumi, celulozes ētera nozares projektētā ražošanas jauda ir pārsniegusi 400 000 tonnu, un ir aptuveni 20 uzņēmumi ar vairāk nekā 10 000 tonnu, galvenokārt izplatīti Šaņdongā, Hebei, Čuncjinā un Dzjansu. , Džedzjana, Šanhaja un citas vietas.

3. Nepieciešams:

2011. gadā Ķīnas CMC ražošanas jauda bija aptuveni 300 000 tonnu. Pieaugot pieprasījumam pēc augstas kvalitātes celulozes ēteriem tādās nozarēs kā medicīna, pārtika un ikdienas ķimikālijas, pieaug iekšzemes pieprasījums pēc citiem celulozes ētera produktiem, izņemot CMC. MC/HPMC ražošanas jauda ir aptuveni 120 000 tonnu, bet HEC - aptuveni 20 000 tonnu. PAC joprojām ir veicināšanas un piemērošanas stadijā Ķīnā. Attīstoties lielām naftas atradnēm jūrā un attīstoties būvmateriālu, pārtikas, ķīmiskās un citām nozarēm, PAC apjoms un lauks ar katru gadu pieaug un paplašinās ar ražošanas jaudu vairāk nekā 10 000 tonnu.

4. Klasifikācija:

Atbilstoši aizvietotāju ķīmiskās struktūras klasifikācijai tos var iedalīt anjonu, katjonu un nejonu ēteros. Atkarībā no izmantotā ēterifikācijas aģenta ir metilceluloze, hidroksietilmetilceluloze, karboksimetilceluloze, etilceluloze, benzilceluloze, hidroksietilceluloze, hidroksipropilmetilceluloze, ciānetilceluloze, benzilciānetilceluloze, karboksimetilceluloze, karbonilmetilceluloze un p. Metilceluloze un etilceluloze ir praktiskākas.

Metilceluloze:

Pēc tam, kad attīrītā kokvilna ir apstrādāta ar sārmu, celulozes ēteris tiek ražots, veicot vairākas reakcijas ar metāna hlorīdu kā ēterizācijas līdzekli. Parasti aizstāšanas pakāpe ir 1,6–2,0, un šķīdība arī atšķiras ar dažādām aizstāšanas pakāpēm. Tas pieder pie nejonu celulozes ētera.

(1) Metilceluloze šķīst aukstā ūdenī, un to būs grūti izšķīdināt karstā ūdenī. Tās ūdens šķīdums ir ļoti stabils diapazonā no pH = 3 ~ 12. Tam ir laba saderība ar cieti, guāra sveķiem utt. un daudzām virsmaktīvām vielām. Kad temperatūra sasniedz želejas temperatūru, notiek želeja.

(2) Metilcelulozes ūdens aizture ir atkarīga no tās pievienošanas daudzuma, viskozitātes, daļiņu izmēra un šķīšanas ātruma. Parasti, ja pievienošanas daudzums ir liels, smalkums ir mazs un viskozitāte ir liela, ūdens aiztures līmenis ir augsts. Tostarp pievienošanas daudzumam ir vislielākā ietekme uz ūdens aiztures ātrumu, un viskozitātes līmenis nav tieši proporcionāls ūdens aiztures līmenim. Izšķīdināšanas ātrums galvenokārt ir atkarīgs no celulozes daļiņu virsmas modifikācijas pakāpes un daļiņu smalkuma. No iepriekšminētajiem celulozes ēteriem metilcelulozei un hidroksipropilmetilcelulozei ir augstāks ūdens aiztures līmenis.

(3) Temperatūras izmaiņas var nopietni ietekmēt metilcelulozes ūdens aizturi. Parasti, jo augstāka temperatūra, jo sliktāka ir ūdens aizture. Ja javas temperatūra pārsniedz 40°C, ievērojami samazināsies metilcelulozes ūdens aizture, kas nopietni ietekmēs javas konstrukciju.

(4)Metilcelulozebūtiski ietekmē javas apstrādājamību un kohēziju. “Lipība” šeit attiecas uz saķeres spēku, kas jūtams starp darbinieka aplikatora instrumentu un sienas pamatni, tas ir, javas bīdes pretestību. Adhēzija ir augsta, javas bīdes pretestība ir liela, un arī stiprība, kas nepieciešama darbiniekiem lietošanas procesā, ir liela, un javas konstrukcijas veiktspēja ir slikta. Metilcelulozes kohēzija celulozes ētera produktos ir vidējā līmenī.

Hidroksipropilmetilceluloze:

Hidroksipropilmetilceluloze ir celulozes šķirne, kuras izlaide un patēriņš strauji pieaug. Tas ir nejonu celulozes ēteris, kas izgatavots no rafinētas kokvilnas pēc sārmināšanas, izmantojot propilēna oksīdu un metilhlorīdu kā ēterizācijas līdzekli, veicot vairākas reakcijas. Aizstāšanas pakāpe parasti ir 1,2–2,0. Tās īpašības atšķiras atkarībā no metoksila satura un hidroksipropila satura attiecības.

(1) Hidroksipropilmetilceluloze viegli šķīst aukstā ūdenī, un tai būs grūtības izšķīdināt karstā ūdenī. Bet tā želejas temperatūra karstā ūdenī ir ievērojami augstāka nekā metilcelulozes temperatūra. Šķīdība aukstā ūdenī ir arī ievērojami uzlabota salīdzinājumā ar metilcelulozi.

(2) Hidroksipropilmetilcelulozes viskozitāte ir saistīta ar tās molekulmasu, un jo lielāka ir molekulmasa, jo augstāka ir viskozitāte. Temperatūra ietekmē arī tā viskozitāti, temperatūrai paaugstinoties, viskozitāte samazinās. Tomēr tā augstā viskozitāte un temperatūra ir mazāka nekā metilcelulozes ietekme. Tā šķīdums ir stabils, uzglabājot istabas temperatūrā.

(3) Hidroksipropilmetilcelulozes ūdens aizture ir atkarīga no tās pievienotā daudzuma, viskozitātes utt., un tās ūdens aiztures ātrums pie tāda paša pievienošanas daudzuma ir lielāks nekā metilcelulozes ūdens aiztures ātrums.

(4)Hidroksipropilmetilcelulozeir stabils pret skābēm un sārmiem, un tā ūdens šķīdums ir ļoti stabils pH = 2–12 diapazonā. Kaustiskā soda un kaļķu ūdens maz ietekmē tā darbību, bet sārms var paātrināt tā šķīšanu un nedaudz palielināt tā viskozitāti. Hidroksipropilmetilceluloze ir stabila pret parastajiem sāļiem, bet, ja sāls šķīduma koncentrācija ir augsta, hidroksipropilmetilcelulozes šķīduma viskozitātei ir tendence palielināties.

(5) Hidroksipropilmetilcelulozi var sajaukt ar ūdenī šķīstošiem polimēru savienojumiem, veidojot viendabīgu un augstākas viskozitātes šķīdumu. Piemēram, polivinilspirts, cietes ēteris, augu gumija utt.

(6) Hidroksipropilmetilcelulozei ir labāka rezistence pret enzīmiem nekā metilcelulozei, un tās šķīdumu, visticamāk, mazāk noārdīs fermenti nekā metilcelulozi.

(7) Hidroksipropilmetilcelulozes saķere ar javas konstrukciju ir augstāka nekā metilcelulozes adhēzija.

Hidroksietilceluloze:

Tas ir izgatavots no rafinētas kokvilnas, kas apstrādāta ar sārmu, un izopropanola klātbūtnē reaģē ar etilēnoksīdu kā ēterizācijas līdzekli. Tā aizstāšanas pakāpe parasti ir 1,5–2,0. Tam ir spēcīga hidrofilitāte un tas viegli uzsūc mitrumu.

(1) Hidroksietilceluloze šķīst aukstā ūdenī, bet to ir grūti izšķīdināt karstā ūdenī. Tā šķīdums ir stabils augstā temperatūrā bez želejas. To var ilgstoši izmantot augstā temperatūrā javā, taču tā ūdens aiztures spēja ir zemāka nekā metilcelulozei.

(2) Hidroksietilceluloze ir stabila pret vispārēju skābi un sārmu, un sārms var paātrināt tās šķīšanu un nedaudz palielināt viskozitāti. Tā izkliedējamība ūdenī ir nedaudz sliktāka nekā metilcelulozes un hidroksipropilmetilcelulozes.

(3) Hidroksietilcelulozei ir labas pretslīdes īpašības javai, bet tai ir ilgāks cementa palēnināšanas laiks.

(4) Dažu vietējo uzņēmumu ražotās hidroksietilcelulozes veiktspēja acīmredzami ir zemāka nekā metilcelulozes veiktspēja, jo tajā ir augsts ūdens saturs un augsts pelnu saturs.

(5) Hidroksietilcelulozes ūdens šķīduma pelējums ir salīdzinoši nopietna. Aptuveni 40°C temperatūrā pelējums var parādīties 3 līdz 5 dienu laikā, kas ietekmēs tā veiktspēju.

Karboksimetilceluloze:

Lonic celulozes ēteris tiek izgatavots no dabīgām šķiedrām (kokvilnas u.c.) pēc apstrādes ar sārmu, izmantojot nātrija monohloracetātu kā ēterizācijas līdzekli un veicot vairākas reakcijas. Aizstāšanas pakāpe parasti ir 0,4–1,4, un tās veiktspēju lielā mērā ietekmē aizstāšanas pakāpe.

(1) Karboksimetilceluloze ir higroskopiskāka, un, uzglabājot vispārējos apstākļos, tā saturēs vairāk ūdens.

(2) Karboksimetilcelulozes ūdens šķīdums nerada želeju, un viskozitāte samazinās, paaugstinoties temperatūrai. Kad temperatūra pārsniedz 50°C, viskozitāte ir neatgriezeniska.

(3) Tā stabilitāti lielā mērā ietekmē pH. Parasti to var izmantot ģipša javai, bet ne cementa javai. Ja tas ir ļoti sārmains, tas zaudēs viskozitāti.

(4) Tā ūdens aizture ir daudz zemāka nekā metilcelulozei. Tam ir aizkavējoša iedarbība uz ģipša javu un samazina tās izturību. Tomēr karboksimetilcelulozes cena ir ievērojami zemāka nekā metilcelulozes cena.

Celulozes alkilēteris:

Reprezentatīvās ir metilceluloze un etilceluloze. Rūpnieciskajā ražošanā kā ēterifikācijas līdzekli parasti izmanto metilhlorīdu vai etilhlorīdu, un reakcija ir šāda:

Formulā R apzīmē CH3 vai C2H5. Sārmu koncentrācija ietekmē ne tikai ēterizācijas pakāpi, bet arī alkilhalogenīdu patēriņu. Jo zemāka ir sārmu koncentrācija, jo spēcīgāka ir alkilhalogenīda hidrolīze. Lai samazinātu ēterēšanas līdzekļa patēriņu, jāpalielina sārmu koncentrācija. Tomēr, ja sārmu koncentrācija ir pārāk augsta, celulozes pietūkuma efekts samazinās, kas neveicina ēterifikācijas reakciju, un tāpēc ēterifikācijas pakāpe tiek samazināta. Šim nolūkam reakcijas laikā var pievienot koncentrētu sārmu vai cietu sārmu. Reaktoram jābūt ar labu maisīšanas un saplēšanas ierīci, lai sārmi varētu vienmērīgi sadalīties. Metilceluloze tiek plaši izmantota kā biezinātājs, adhezīvs un aizsargkoloīds utt. To var izmantot arī kā disperģētāju emulsijas polimerizācijai, saistīšanas disperģētāju sēklām, tekstilizstrādājumu vircas, piedevu pārtikai un kosmētikai, medicīnisko līmi, zāļu pārklājuma materiālu, kā arī izmanto lateksa krāsās, drukāšanas tintes sākotnējās ražošanas un sacietēšanas kontrolei. stiprība utt. Etilcelulozes izstrādājumiem ir augsta mehāniskā izturība, elastība, karstumizturība un aukstumizturība. Etilceluloze ar zemu aizvietojumu šķīst ūdenī un atšķaidītos sārmainos šķīdumos, un produkti ar augstu aizvietojumu šķīst lielākajā daļā organisko šķīdinātāju. Tam ir laba saderība ar dažādiem sveķiem un plastifikatoriem. To var izmantot plastmasas, plēvju, laku, adhezīvu, lateksa un pārklājuma materiālu ražošanai zālēm utt. Hidroksialkilgrupu ievadīšana celulozes alkilēteros var uzlabot tā šķīdību, samazināt tā jutību pret izsālīšanu, paaugstināt želejas temperatūru un uzlabot karstās kausēšanas īpašības utt. Iepriekš minēto īpašību izmaiņu pakāpe ir atkarīga no alkilgrupu un hidroksilgrupu attiecības rakstura.

Celulozes hidroksialkilēteris:

Reprezentatīvās ir hidroksietilceluloze un hidroksipropilceluloze. Ēterificējošie līdzekļi ir epoksīdi, piemēram, etilēnoksīds un propilēna oksīds. Kā katalizatoru izmantojiet skābi vai bāzi. Rūpnieciskajā ražošanā sārmu celuloze jāreaģē ar ēterifikācijas līdzekli:hidroksietilcelulozear augstu aizvietošanas vērtību šķīst gan aukstā, gan karstā ūdenī. Hidroksipropilceluloze ar augstu aizvietošanas vērtību šķīst tikai aukstā ūdenī, bet ne karstā ūdenī. Hidroksietilcelulozi var izmantot kā biezinātāju lateksa pārklājumiem, tekstilizstrādājumu apdrukas un krāsošanas pastām, papīra izmēra materiāliem, līmēm un aizsargkoloīdiem. Hidroksipropilcelulozes izmantošana ir līdzīga hidroksietilcelulozes izmantošanai. Hidroksipropilcelulozi ar zemu aizvietošanas vērtību var izmantot kā farmaceitisku palīgvielu, kurai var būt gan saistīšanas, gan sadalīšanās īpašības.

Karboksimetilceluloze, angļu valodas saīsinājums CMC, parasti pastāv nātrija sāls formā. Ēterēšanas līdzeklis ir monohloretiķskābe, un reakcija ir šāda:

Karboksimetilceluloze ir visplašāk izmantotais ūdenī šķīstošais celulozes ēteris. Agrāk to galvenokārt izmantoja kā urbšanas dubļus, bet tagad tas ir paplašināts, lai to izmantotu kā mazgāšanas līdzekļa, apģērbu vircas, lateksa krāsas piedevu, kartona un papīra pārklājumu utt. Tīru karboksimetilcelulozi var izmantot pārtikā, medicīnā, kosmētikā, kā arī kā keramikas un veidņu līmi.

Polianjonu celuloze (PAC) ir jonu celulozes ēteris un ir augstas klases karboksimetilcelulozes (CMC) aizstājējs. Tas ir balts, gandrīz balts vai viegli dzeltens pulveris vai granulas, netoksisks, bez garšas, viegli šķīst ūdenī, veidojot caurspīdīgu šķīdumu ar noteiktu viskozitāti, tam ir labāka karstumizturības stabilitāte un sāls izturība, kā arī spēcīgas antibakteriālas īpašības. Nav pelējuma un bojāšanās. Tam ir augsta tīrības pakāpe, augsta aizstāšanas pakāpe un vienmērīgs aizvietotāju sadalījums. To var izmantot kā saistvielu, biezinātāju, reoloģijas modifikatoru, šķidruma zudumu samazinātāju, suspensijas stabilizatoru utt. Polianjonu celuloze (PAC) tiek plaši izmantota visās nozarēs, kur var izmantot CMC, kas var ievērojami samazināt devu, atvieglot lietošanu, nodrošināt labāku stabilitāti un atbilst augstākām procesa prasībām.

Ciānetilceluloze ir celulozes un akrilnitrila reakcijas produkts sārmu katalīzes rezultātā.

Cianoetilcelulozei ir augsta dielektriskā konstante un zems zudumu koeficients, un to var izmantot kā sveķu matricu fosfora un elektroluminiscences spuldzēm. Mazaizvietotu ciānetilcelulozi var izmantot kā izolācijas papīru transformatoriem.

Ir sagatavoti celulozes augstākie taukskābju spirta ēteri, alkenilēteri un aromātiskie spirta ēteri, bet praksē nav izmantoti.

Celulozes ētera sagatavošanas metodes var iedalīt ūdens barotnes metodē, šķīdinātāja metodē, mīcīšanas metodē, vircas metodē, gāzveida cietās vielas metodē, šķidrās fāzes metodē un iepriekš minēto metožu kombinācijā.

5. Sagatavošanas princips:

Augsta α-celulozes masa tiek mērcēta ar sārma šķīdumu, lai to uzbriest, lai iznīcinātu vairāk ūdeņraža saišu, atvieglotu reaģentu difūziju un ģenerētu sārmu celulozi, un pēc tam reaģē ar ēterēšanas līdzekli, lai iegūtu celulozes ēteri. Ēterificējošie aģenti ietver ogļūdeņražu halogenīdus (vai sulfātus), epoksīdus un α un β nepiesātinātus savienojumus ar elektronu akceptoriem.

6. Pamata veiktspēja:

Piemaisījumiem ir galvenā loma būvju sausā maisījuma javas veiktspējas uzlabošanā, un tās veido vairāk nekā 40% no sausā maisījuma javas materiāla izmaksām. Ievērojamu daļu piejaukuma vietējā tirgū piegādā ārvalstu ražotāji, un produkta references devu nodrošina arī piegādātājs. Līdz ar to sausā maisījuma javas izstrādājumu pašizmaksa saglabājas augsta, un ir grūti popularizēt parastās mūra un apmetuma javas ar lielu daudzumu un plašu klāstu. Augstākās klases tirgus produktus kontrolē ārvalstu uzņēmumi, un sausā maisījuma javas ražotājiem ir zema peļņa un slikta cenu pieejamība; piejaukumu lietošanā trūkst sistemātisku un mērķtiecīgu pētījumu, un akli seko svešām formulām.

Ūdeni aizturošais līdzeklis ir galvenais piemaisījums, lai uzlabotu sausā maisījuma javas ūdens aiztures īpašības, un tas ir arī viens no galvenajiem piemaisījumiem sausā maisījuma javas materiālu izmaksu noteikšanai. Celulozes ētera galvenā funkcija ir ūdens aizture.

Celulozes ēteris ir vispārīgs termins produktu sērijai, kas ražota, reaģējot sārmainās celulozes un ēterēšanas aģenta reakcijā noteiktos apstākļos. Sārmu celuloze tiek aizstāta ar dažādiem ēterēšanas līdzekļiem, lai iegūtu dažādus celulozes ēterus. Atbilstoši aizvietotāju jonizācijas īpašībām celulozes ēteri var iedalīt divās kategorijās: jonu (piemēram, karboksimetilceluloze) un nejonu (piemēram, metilceluloze). Atkarībā no aizvietotāja veida celulozes ēteri var iedalīt monoēterī (piemēram, metilceluloze) un jauktā ēterī (piemēram, hidroksipropilmetilceluloze). Saskaņā ar atšķirīgo šķīdību to var iedalīt šķīdībā ūdenī (piemēram, hidroksietilceluloze) un organisko šķīdinātāju šķīdībā (piemēram, etilceluloze). Sausā maisījuma java galvenokārt ir ūdenī šķīstoša celuloze, un ūdenī šķīstošā celuloze tiek iedalīta tūlītējā veidā un ar virsmu apstrādātā aizkavētas šķīdināšanas veidā.

Celulozes ētera darbības mehānisms javā ir šāds:

(1) Pēccelulozes ēterisjavā ir izšķīdināts ūdenī, virsmas aktivitātes dēļ tiek nodrošināta cementa materiāla efektīva un vienmērīga sadale sistēmā, un celulozes ēteris kā aizsargkoloīds “aptin” cietās daļiņas un uz tās ārējās virsmas veidojas eļļošanas plēves slānis, kas padara javas sistēmu stabilāku, kā arī uzlabo javas sajaukšanas procesa plūstamību un javas sajaukšanas procesa gludumu.

(2) Celulozes ētera šķīdums savas molekulārās struktūras dēļ neļauj viegli zaudēt javas mitrumu, un tas pakāpeniski izdalās ilgā laika periodā, nodrošinot javai labu ūdens aizturi un apstrādājamību.