සෙලියුලෝස් ඊතර්පෘථිවියේ බහුලවම ඇති ජෛව බහු අවයවකය වන සෙලියුලෝස් වලින් ලබාගත් වෙනස් කරන ලද ස්වාභාවික බහු අවයවක සමූහයකි. සෙලියුලෝස් ව්යුත්පන්නයන් ලෙස, සෙලියුලෝස් ඊතර් ඒවායේ ද්රාව්යතාව, භූ විද්යාත්මක හැසිරීම, තාප ස්ථායිතාව සහ රසායනික ප්රතික්රියාශීලීත්වයට ප්රබල ලෙස බලපාන ඊතර් කාණ්ඩ ඇතුළත් කරන අතරම සෙලියුලෝස් වල මූලික ව්යුහාත්මක ලක්ෂණ රඳවා ගනී. මෙම ද්රව්ය ඖෂධ සහ ආහාරවල සිට ඉදිකිරීම් සහ පුද්ගලික සත්කාර දක්වා කර්මාන්තවල බහුලව භාවිතා වන අතර, ඒවායේ අද්විතීය ගුණාංග සංයෝජනය හේතුවෙන්.
1. සෙලියුලෝස්: කොඳු ඇට පෙළේ ව්යුහය
සෙලියුලෝස් යනු β-1,4-ග්ලයිකෝසිඩික් බන්ධන මගින් සම්බන්ධ වූ β-D-ග්ලූකෝස් ඒකක වලින් සමන්විත රේඛීය පොලිසැකරයිඩයකි. සෑම ග්ලූකෝස් ඒකකයක්ම එහි අසල්වැසියන්ට සාපේක්ෂව 180° භ්රමණය වන අතර, එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස ඉතා ඇණවුම් කළ සහ දිගු කළ දාමයක් ඇති වේ. මෙම දාම ශක්තිමත් අන්තර් අණුක හයිඩ්රජන් බන්ධන සාදයි, දෘඩ හා ස්ඵටික ව්යුහයක් නිර්මාණය කරයි. සෙලියුලෝස් හි ඇති සෑම ඇන්හයිඩ්රොග්ලූකෝස් ඒකකයකම (AGU) C2, C3 සහ C6 ස්ථානවල පිහිටා ඇති හයිඩ්රොක්සයිල් (–OH) කාණ්ඩ තුනක් අඩංගු වේ. මෙම හයිඩ්රොක්සයිල් කාණ්ඩ ඉතා ප්රතික්රියාශීලී වන අතර රසායනික වෙනස් කිරීම සඳහා ප්රාථමික ස්ථාන ලෙස සේවය කරයි.
2. සෙලියුලෝස් ඊතරීකරණය
සෙලියුලෝස් ඊතර් නිපදවනු ලබන්නේ ශක්තිමත් භෂ්මයක්, සාමාන්යයෙන් සෝඩියම් හයිඩ්රොක්සයිඩ් ඉදිරියේ, සෙලියුලෝස් ඇල්කයිලේටින් කාරක සමඟ ප්රතික්රියා කිරීමෙනි. මෙම ක්රියාවලිය සෙලියුලෝස් හි හයිඩ්රොක්සයිල් කාණ්ඩ මෙතිල් (–CH₃), හයිඩ්රොක්සිඑතිල් (–CH₂CH₂OH) හෝ කාබොක්සිමීතයිල් (–CH₂COOH) වැනි විවිධ ඊතර් කාණ්ඩ සමඟ ආදේශ කරයි. සාමාන්ය ප්රතික්රියා යාන්ත්රණයට සෙලියුලෝස් හයිඩ්රොක්සයිල් සක්රිය කර ඇල්කොක්සයිඩ් අයන සාදන අතර එය පසුව ඊතරීකරණ කාරකයක් සමඟ ප්රතික්රියා කරයි.
හඳුන්වා දුන් ආදේශක වර්ගය සෙලියුලෝස් ඊතර් පන්තිය තීරණය කරයි. උදාහරණයක් ලෙස:
මෙතිල්සෙලියුලෝස් (MC)– මෙතිල් කාණ්ඩ සමඟ ආදේශ කර ඇත.
හයිඩ්රොක්සිඑතිල්සෙලියුලෝස් (HEC)– හයිඩ්රොක්සිඑතිල් කාණ්ඩ සමඟ ආදේශ කර ඇත.
කාබොක්සිමීතයිල්සෙලියුලෝස් (CMC)– කාබොක්සිමීතයිල් කාණ්ඩ සමඟ ආදේශ කර ඇත.
හයිඩ්රොක්සිප්රොපයිල් සෙලියුලෝස් (HPC)– හයිඩ්රොක්සිප්රොපයිල් කාණ්ඩ සමඟ ආදේශ කර ඇත.
එතිල්සෙලියුලෝස් (EC)– එතිල් කාණ්ඩ සමඟ ආදේශ කර ඇත.
මෙම සෑම ව්යුත්පන්නයක්ම විශේෂිත යෙදුම් සඳහා සකස් කරන ලද ජල ද්රාව්යතාව, පටල සෑදීම, ඝණ වීම සහ තාප ජෙලීකරණය වැනි නිශ්චිත ගුණාංග ලබා දෙයි.
3. ආදේශන උපාධිය (DS) සහ මවුලික ආදේශන උපාධිය (MS)
සෙලියුලෝස් ඊතර් වල වැදගත්ම ව්යුහාත්මක පරාමිතීන්ගෙන් එකක් වන්නේ ආදේශන උපාධිය (DS) වන අතර එය ඊතර් කාණ්ඩ මගින් ප්රතිස්ථාපනය කර ඇති එක් එක් ග්ලූකෝස් ඒකකයේ සාමාන්ය හයිඩ්රොක්සයිල් කාණ්ඩ ගණනට යොමු වේ. AGU එකකට හයිඩ්රොක්සයිල් කාණ්ඩ තුනක් ඇති බැවින්, උපරිම DS 3 වේ.
හයිඩ්රොක්සිඑතිල්සෙලියුලෝස් හෝ හයිඩ්රොක්සිප්රොපයිල්මෙතිල්සෙලියුලෝස් වැනි සමහර සෙලියුලෝස් ඊතර්, අතිරේක හයිඩ්රොක්සයිල් කාණ්ඩ රැගෙන යා හැකි පැති දාම ඇතුළත් වේ. එවැනි අවස්ථාවන්හිදී, මවුලික ආදේශනය (MS) AGU එකකට සම්බන්ධ කර ඇති ආදේශක කාණ්ඩවල සාමාන්ය මවුල ගණන විස්තර කිරීමට ද භාවිතා කරයි. ආදේශක දාමවල අතිරේක ඊතරීකරණය සඳහා හේතු වන බැවින් MS 3 ඉක්මවිය හැක.
DS සහ MS සෙලියුලෝස් ඊතර් වල ද්රාව්යතාව, දුස්ස්රාවීතාවය සහ තාප හැසිරීම කෙරෙහි තීරණාත්මක බලපෑමක් ඇති කරයි. ඉහළ DS සාමාන්යයෙන් ජලයේ හෝ කාබනික ද්රාවකවල ද්රාව්යතාව වැඩි දියුණු කරන අතර ජෙලේෂන් හැසිරීම වෙනස් කරයි. උදාහරණයක් ලෙස, අඩු-DS කාබොක්සිමීතයිල්සෙලියුලෝස් ජලයේ දිය නොවන අතර ඉහළ-DS ප්රභේද පහසුවෙන් දිය වේ.
4. අස්ඵටික එදිරිව ස්ඵටිකරූපී කලාප
දේශීය සෙලියුලෝස් අර්ධ-ස්ඵටික ව්යුහයක් ප්රදර්ශනය කරන අතර, අඩු සංවිධානාත්මක අස්ඵටික කලාප සමඟ අන්තර් සම්බන්ධිත ඉහළ අනුපිළිවෙලට සකස් කරන ලද ස්ඵටික කලාප වලින් සමන්විත වේ. ස්ඵටික කලාප පුළුල් හයිඩ්රජන් බන්ධන සහ වැන් ඩර් වෝල්ස් අන්තර්ක්රියා මගින් ස්ථාවර කර ඇති අතර එමඟින් ඒවා රසායනික වෙනස් කිරීම් වලට ප්රතිරෝධී වේ.
සෙලියුලෝස් දාම වඩාත් ප්රවේශ විය හැකි අස්ඵටික කලාපවල ඊතරිකරණ ප්රතික්රියා සාමාන්යයෙන් වඩාත් පහසුවෙන් සිදු වේ. ආදේශනය ඉදිරියට යන විට, ස්ඵටික කලාප කඩාකප්පල් වන අතර, අස්ඵටික අන්තර්ගතය වැඩි වන අතර, එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස, ජලයේ හෝ ද්රාවකවල සෙලියුලෝස් ඊතර්හි ද්රාව්යතාව වැඩි වේ. ස්ඵටිකරූපී සිට අස්ඵටික ව්යුහය දක්වා මෙම පරිවර්තනය සෙලියුලෝස් ඊතර් නිෂ්පාදනයේ ප්රධාන ව්යුහාත්මක වෙනසකි.
5. ද්රාව්යතාව සහ ජලාකර්ෂණීයතාව
ඊතරීකරණය හරහා සෙලියුලෝස් ව්යුහාත්මක වෙනස් කිරීම එහි ජලාකර්ෂණීයතාව වෙනස් කරයි. ආදේශක කාණ්ඩවල වර්ගය සහ ප්රමාණය අනුව, සෙලියුලෝස් ඊතර් ජලයේ, කාබනික ද්රාවකවල හෝ දෙකෙහිම ද්රාව්ය විය හැකිය. උදාහරණයක් ලෙස:
මෙතිල්සෙලියුලෝස් ජලයේ ද්රාව්ය වන අතර තාප ජෙලිකරණය ප්රදර්ශනය කරයි.
එතිල්සෙලියුලෝස් ජලයේ දිය නොවන නමුත් එතනෝල් සහ ටොලුයින් වැනි කාබනික ද්රාවකවල ද්රාව්ය වේ.
හයිඩ්රොක්සිඑතිල්සෙලියුලෝස් සහ හයිඩ්රොක්සිප්රොපයිල්සෙලියුලෝස් ඉතා ජලාකර්ෂණීය සහ ජලයේ ද්රාව්ය වේ.
සෙලියුලෝස් ඊතර්වල ද්රාව්යතාව වැඩි වීම, දේශීය සෙලියුලෝස් වල අන්තර් අණුක හයිඩ්රජන් බන්ධනය කඩාකප්පල් වීම සහ ජල අණු සමඟ නව හයිඩ්රජන් බන්ධන සෑදිය හැකි ජලාකර්ෂණීය ඊතර් කාණ්ඩ හඳුන්වාදීම නිසා ඇතිවේ.
6. භූ විද්යාත්මක ගුණාංග සහ අණුක බර
සෙලියුලෝස් දාමවල ආදේශන රටා ද්රාව්යතාවයට පමණක් නොව ජලීය ද්රාවණවල දුස්ස්රාවිතතාවය සහ භූ විද්යාවට ද බලපායි. සෙලියුලෝස් ඊතර් සාමාන්යයෙන් ඉහළ අණුක බර බහු අවයවක වන අතර ඒවායේ ද්රාවණ ව්යාජ ප්ලාස්ටික් (කැපුම්-තුනී කිරීමේ) හැසිරීම් පෙන්නුම් කරයි, එය තීන්ත, ආහාර ඝණීකාරක සහ ඖෂධ සූත්රගත කිරීම් වැනි යෙදුම්වල ඉතා යෝග්ය වේ.
අණුක බර සහ බහුඅවයවීකරණ මට්ටම සමඟ දුස්ස්රාවීතාවය වැඩි වන නමුත් DS සහ MS මගින් ද බලපෑම් ඇති වේ. අධික ලෙස ආදේශ කරන ලද සෙලියුලෝස් ඊතර් වලට වැඩි දාම නම්යශීලී බවක් සහ අඩු අන්තර් දාම අන්තර්ක්රියා ඇති අතර, එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස අඩු ආදේශක ප්රභේද හා සසඳන විට එකම සාන්ද්රණයේදී දුස්ස්රාවීතාවය අඩු වේ.
7. තාප හා රසායනික ස්ථායිතාව
ඊතරිකරණය සෙලියුලෝස් වල තාප හා රසායනික ස්ථායිතාව වැඩි දියුණු කරයි. ආදේශිත ඊතර් කාණ්ඩ ජල විච්ඡේදක සහ ඔක්සිකාරක හායනයට එරෙහිව ස්ටීරික් ආරක්ෂාව සපයයි. කෙසේ වෙතත්, තාප හැසිරීම ආදේශක වර්ගය අනුව වෙනස් වේ:
මෙතිල්සෙලියුලෝස් සහ හයිඩ්රොක්සිප්රොපයිල්මෙතිල්සෙලියුලෝස් තාප ජෙලේෂන් ප්රදර්ශනය කරයි, එය ප්රතිවර්ත කළ හැකි ක්රියාවලියක් වන අතර එහිදී රත් වූ විට පොලිමර් දාම එකතු වී ජෙල් සාදයි.
එතිල්සෙලියුලෝස් රත් කළ විට ජෙල් නොවන නමුත් පුළුල් උෂ්ණත්ව පරාසයක් තුළ ව්යුහාත්මක අඛණ්ඩතාව පවත්වා ගනී.
විශේෂයෙන් ඉහළ DS අගයන් සහිත සෙලියුලෝස් ඊතර් වල අම්ල සහ භෂ්ම වලට රසායනික ප්රතිරෝධය ද වැඩි දියුණු වේ. කෙසේ වෙතත්, කාබොක්සිමීතයිල්සෙලියුලෝස් එහි ඇනොනික් කාබොක්සයිල් කාණ්ඩ නිසා pH අගයට වඩා සංවේදී වේ.
8. අණුක ව්යුහය සහ වින්යාසය
සෙලියුලෝස් රේඛීය බහු අවයවකයක් වුවද, විශාල ඊතර් කාණ්ඩ හඳුන්වාදීම මඟින් දාම දඟර ගැසීම හෝ අර්ධ අතු බෙදීම ඇති විය හැකි අතර එය ආදේශකවල ප්රමාණය හා ජලාකර්ෂණීය බව මත රඳා පවතී. මෙම ව්යුහාත්මක වෙනස්කම් සෙලියුලෝස් ඊතර්වල ද්රාවණ හැසිරීම සහ පටල සෑදීමේ හැකියාවන්ට බලපායි. පොලිමර් දාමය දිගේ ආදේශකවල අවකාශීය ව්යාප්තිය අන්තර් අණුක අන්තර්ක්රියා සහ අනෙකුත් බහු අවයවක හෝ ආකලන සමඟ අනුකූලතාවයට ද බලපායි.
9. ව්යුහයෙන් ලබාගත් ක්රියාකාරී ගුණාංග
සෙලියුලෝස් ඊතර් වල අද්විතීය ව්යුහාත්මක ලක්ෂණ ඒවා බහුකාර්ය ක්රියාකාරී ද්රව්ය බවට පත් කරයි. කැපී පෙනෙන උදාහරණ කිහිපයක් නම්:
පටල සෑදීම: ඒවායේ අණුක බර සහ දාම අන්තර්ක්රියා හේතුවෙන්, සෙලියුලෝස් ඊතර් ආලේපන සහ ඇසුරුම්කරණයේදී භාවිතා කරන නම්යශීලී, විනිවිද පෙනෙන පටල සාදයි.
පාලිත ඖෂධ මුදා හැරීම: සෙලියුලෝස් ඊතර් වල ජෙල් සෑදීමේ සහ ඉදිමීමේ ගුණාංග, ඖෂධ පෙතිවල තිරසාර ඖෂධ බෙදා හැරීම සඳහා යොදා ගනී.
ඉමල්සිකරණය සහ අත්හිටුවීම: නිශ්චිත ආදේශක මගින් ලබා දෙන ජලාකර්ෂණීය-ලිපොෆිලික් සමතුලිතතාවය සෙලියුලෝස් ඊතර් වලට ඉමල්ෂන් සහ අත්හිටුවීම් ස්ථාවර කිරීමට හැකියාව ලබා දෙයි.
ඇලවීම සහ බන්ධනය: අනෙකුත් ද්රව්ය සමඟ හයිඩ්රජන් බන්ධන සෑදීමේ හැකියාව නිසා සෙලියුලෝස් ඊතර් ඉදිකිරීම්, පිඟන් මැටි සහ කඩදාසි නිෂ්පාදනවල විශිෂ්ට බන්ධක බවට පත් කරයි.
එමසෙලියුලෝස් ඊතර් වල ව්යුහාත්මක ලක්ෂණ- ඒවායේ ඊතර්කරණ රටා, ආදේශන මට්ටම, අණුක වින්යාසය සහ ප්රතිඵලයක් ලෙස භෞතික ගුණාංග මගින් අර්ථ දක්වා ඇත - පුළුල් පරාසයක යෙදුම්වල ඒවායේ ක්රියාකාරිත්වයට කේන්ද්රීය වේ. දේශීය සෙලියුලෝස් පාලිත රසායනික වෙනස් කිරීම හරහා, ද්රාව්යතාව, දුස්ස්රාවිතතාවය, තාප හැසිරීම සහ අනෙකුත් ද්රව්ය සමඟ අනුකූලතාව සියුම් ලෙස සකස් කිරීමට හැකි වේ. කර්මාන්ත කෘතිම බහු අවයවක සඳහා තිරසාර සහ ජෛව හායනයට ලක්විය හැකි විකල්ප සොයමින් සිටින විට, සෙලියුලෝස් ඊතර් සඳහා අදාළත්වය සහ ඉල්ලුම වර්ධනය වනු ඇතැයි අපේක්ෂා කරන අතර, ඒවායේ ව්යුහය-ක්රියාකාරී සම්බන්ධතාවය පිළිබඳ ගැඹුරු අවබෝධයක් වඩ වඩාත් වැදගත් වේ.
පළ කිරීමේ කාලය: මැයි-15-2025