Modyfikacja eteryfikacji celulozy

01. Wprowadzenie celulozy

Celuloza to makrocząsteczkowy polisacharyd zbudowany z glukozy. Nierozpuszczalny w wodzie i rozpuszczalnikach organicznych. Jest głównym składnikiem ścian komórkowych roślin, a także najbardziej rozpowszechnionym i najliczniej występującym polisacharydem w przyrodzie.

Celuloza jest najobficiej występującym surowcem odnawialnym na Ziemi, a jednocześnie jest naturalnym polimerem o największej akumulacji. Jej zaletą jest odnawialność, całkowita biodegradowalność i dobra biozgodność.

02. Powody modyfikacji celulozy

Makrocząsteczki celulozy zawierają dużą liczbę grup -OH. Ze względu na wpływ wiązań wodorowych, siła między makrocząsteczkami jest stosunkowo duża, co prowadzi do dużej entalpii topnienia △H; z drugiej strony w makrocząsteczkach celulozy występują pierścienie. Podobnie jak struktura, sztywność łańcucha cząsteczkowego jest większa, co prowadzi do mniejszej zmiany entropii topnienia ΔS. Te dwa powody powodują, że temperatura stopionej celulozy (= △H / △S) stanie się wyższa, a temperatura rozkładu celulozy jest stosunkowo niska. Dlatego, gdy celuloza zostanie ogrzana do określonej temperatury, pojawią się włókna Zjawisko, że celuloza uległa rozkładowi zanim zacznie się topić, dlatego przetwarzanie materiałów celulozowych nie może przyjąć metody najpierw topienia, a następnie formowania.

03. Znaczenie modyfikacji celulozy

Wraz ze stopniowym wyczerpywaniem się zasobów kopalnych i coraz poważniejszymi problemami środowiskowymi powodowanymi przez odpady włókien chemicznych, rozwój i wykorzystanie naturalnych, odnawialnych materiałów włóknistych stały się jednym z najistotniejszych tematów, na które zwraca się uwagę. Celuloza jest najliczniej występującym odnawialnym surowcem w przyrodzie. Posiada doskonałe właściwości, takie jak wysoka higroskopijność, właściwości antystatyczne, wysoka przepuszczalność powietrza, łatwość barwienia, komfort noszenia, łatwość obróbki tekstyliów oraz biodegradowalność. Posiada właściwości nieporównywalne z włóknami chemicznymi.

Cząsteczki celulozy zawierają dużą liczbę grup hydroksylowych, które łatwo tworzą wewnątrzcząsteczkowe i międzycząsteczkowe wiązania wodorowe i rozkładają się w wysokich temperaturach bez topienia. Celuloza charakteryzuje się jednak dobrą reaktywnością, a jej wiązania wodorowe można rozbić poprzez modyfikację chemiczną lub reakcję szczepienia, co skutecznie obniża temperaturę topnienia. Jako produkt przemysłowy, celuloza jest szeroko stosowana w tekstyliach, membranach separacyjnych, tworzywach sztucznych, tytoniu i powłokach.

04. Modyfikacja eteryfikacji celulozy

Eter celulozy to rodzaj pochodnej celulozy otrzymywanej w procesie eteryfikacji celulozy. Jest szeroko stosowany ze względu na doskonałe właściwości zagęszczające, emulgujące, zawiesinowe, filmotwórcze, koloid ochronny, zatrzymywanie wilgoci i adhezję. Wykorzystywany w przemyśle spożywczym, medycznym, papierniczym, farbiarskim, budowlanym itp.

Eteryfikacja celulozy to szereg pochodnych powstających w wyniku reakcji grup hydroksylowych w łańcuchu cząsteczkowym celulozy z czynnikami alkilującymi w środowisku alkalicznym. Zużycie grup hydroksylowych zmniejsza liczbę międzycząsteczkowych wiązań wodorowych, co prowadzi do redukcji sił międzycząsteczkowych, a tym samym poprawy stabilności termicznej celulozy, poprawy właściwości przetwórczych materiałów i jednoczesnego obniżenia temperatury topnienia celulozy.

Przykłady wpływu modyfikacji eteryfikacyjnej na inne funkcje celulozy:

Wykorzystując rafinowaną bawełnę jako podstawowy surowiec, naukowcy zastosowali jednoetapowy proces eteryfikacji, aby uzyskać eter kompleksowy karboksymetylohydroksypropylocelulozy o jednorodnej reakcji, wysokiej lepkości, dobrej odporności na kwasy i sole poprzez reakcje alkalizacji i eteryfikacji. Wytworzona karboksymetylohydroksypropyloceluloza, uzyskana w jednoetapowym procesie eteryfikacji, charakteryzuje się dobrą odpornością na działanie soli, kwasów i rozpuszczalności. Zmieniając względne ilości tlenku propylenu i kwasu chlorooctowego, można uzyskać produkty o różnej zawartości grup karboksymetylowych i hydroksypropylowych. Wyniki testów pokazują, że karboksymetylohydroksypropyloceluloza produkowana metodą jednoetapową charakteryzuje się krótkim cyklem produkcyjnym, niskim zużyciem rozpuszczalników, a produkt charakteryzuje się doskonałą odpornością na sole jedno- i dwuwartościowe oraz dobrą odpornością na działanie kwasów.

05. Perspektywy modyfikacji eteryfikacji celulozy

Celuloza jest ważnym surowcem chemicznym i chemicznym, bogatym w zasoby, ekologicznym i przyjaznym dla środowiska, a także odnawialnym. Produkty modyfikacji celulozy metodą eteryfikacji charakteryzują się doskonałą wydajnością, szerokim zakresem zastosowań i doskonałymi efektami użytkowymi, a także w dużym stopniu zaspokajają potrzeby gospodarki narodowej. A także potrzeby rozwoju społecznego, wraz z ciągłym postępem technologicznym i realizacją przyszłej komercjalizacji, jeśli syntetyczne surowce i metody syntezy pochodnych celulozy zostaną bardziej uprzemysłowione, zostaną one w pełni wykorzystane i znajdą szersze zastosowanie. Wartość