01. Zavedenie celulózy
Celulóza je makromolekulárny polysacharid zložený z glukózy. Nerozpustný vo vode a všeobecných organických rozpúšťadlách. Je hlavnou zložkou bunkovej steny rastlín a je tiež najrozšírenejším a najhojnejším polysacharidom v prírode.
Celulóza je najrozšírenejším obnoviteľným zdrojom na Zemi a zároveň prírodným polymérom s najväčšou akumuláciou. Má výhody, že je obnoviteľná, úplne biologicky odbúrateľná a má dobrú biokompatibilitu.
02. Dôvody na úpravu celulózy
Celulózové makromolekuly obsahujú veľký počet skupín -OH. V dôsledku vodíkových väzieb je sila medzi makromolekulami relatívne veľká, čo vedie k veľkej entalpii topenia △H; na druhej strane, v celulózových makromolekulách sú kruhy. Podobne ako štruktúra, aj tuhosť molekulárneho reťazca je väčšia, čo vedie k menšej zmene entropie topenia ΔS. Tieto dva dôvody spôsobujú, že teplota roztavenej celulózy (= △H / △S) sa zvyšuje a teplota rozkladu celulózy je relatívne nízka. Preto sa pri zahrievaní celulózy na určitú teplotu objavia vlákna. To znamená, že celulóza sa rozložila skôr, ako sa začala topiť, a preto sa pri spracovaní celulózových materiálov nemôže použiť metóda najprv tavenia a potom tvarovania.
03. Význam modifikácie celulózy
S postupným vyčerpávaním fosílnych zdrojov a čoraz vážnejšími environmentálnymi problémami spôsobenými odpadom z chemických vlákien v textíliách sa vývoj a využívanie prírodných obnoviteľných vláknitých materiálov stalo jedným z horúcich bodov, ktorým ľudia venujú pozornosť. Celulóza je najrozšírenejším obnoviteľným prírodným zdrojom v prírode. Má vynikajúce vlastnosti, ako je dobrá hygroskopickosť, antistatická vrstva, silná priepustnosť vzduchu, dobrá farbiteľnosť, pohodlné nosenie, jednoduché spracovanie textílií a biologická odbúrateľnosť. Má vlastnosti, ktoré sú neporovnateľné s chemickými vláknami.
Molekuly celulózy obsahujú veľké množstvo hydroxylových skupín, ktoré ľahko tvoria intramolekulárne a intermolekulárne vodíkové väzby a rozkladajú sa pri vysokých teplotách bez topenia. Celulóza má však dobrú reaktivitu a jej vodíkové väzby sa dajú zničiť chemickou modifikáciou alebo štepením, čo môže účinne znížiť bod topenia. Ako rôzne priemyselné produkty sa široko používa v textíliách, membránovej separácii, plastoch, tabaku a náteroch.
04. Modifikácia éterifikáciou celulózy
Éter celulózy je druh derivátu celulózy získaný éterifikačnou modifikáciou celulózy. Je široko používaný vďaka svojim vynikajúcim zahusťovacím, emulgačným, suspendačným, filmotvorným, ochranným koloidným vlastnostiam, zadržiavaniu vlhkosti a adhéznym vlastnostiam. Používa sa v potravinárstve, medicíne, pri výrobe papiera, farieb, stavebných materiálov atď.
Eterifikácia celulózy je séria derivátov, ktoré vznikajú reakciou hydroxylových skupín na molekulárnom reťazci celulózy s alkylačnými činidlami za alkalických podmienok. Spotreba hydroxylových skupín znižuje počet intermolekulárnych vodíkových väzieb, čím sa znižujú intermolekulárne sily, čím sa zlepšuje tepelná stabilita celulózy, zlepšuje sa spracovateľský výkon materiálov a zároveň sa znižuje teplota topenia celulózy.
Príklady účinkov éterifikačnej modifikácie na iné funkcie celulózy:
Výskumníci použili rafinovanú bavlnu ako základnú surovinu a pomocou jednostupňového éterifikačného procesu pripravili komplexný éter karboxymetylhydroxypropylcelulózy s rovnomernou reakciou, vysokou viskozitou, dobrou odolnosťou voči kyselinám a soliam prostredníctvom alkalizačných a éterifikačných reakcií. Použitím jednostupňového éterifikačného procesu má vyrobená karboxymetylhydroxypropylcelulóza dobrú odolnosť voči soliam, kyselinám a rozpustnosť. Zmenou relatívneho množstva propylénoxidu a kyseliny chlóroctovej je možné pripraviť produkty s rôznym obsahom karboxymetylu a hydroxypropylu. Výsledky testov ukazujú, že karboxymetylhydroxypropylcelulóza vyrobená jednostupňovou metódou má krátky výrobný cyklus, nízku spotrebu rozpúšťadla a produkt má vynikajúcu odolnosť voči jednomocným a dvojmocným soliam a dobrú odolnosť voči kyselinám.
05. Perspektíva modifikácie éterifikácie celulózy
Celulóza je dôležitá chemická a chemická surovina, ktorá je bohatá na zdroje, zelená, šetrná k životnému prostrediu a obnoviteľná. Deriváty modifikácie éterifikáciou celulózy majú vynikajúci výkon, široké spektrum použitia a vynikajúce úžitkové účinky a do značnej miery spĺňajú potreby národného hospodárstva. A potreby sociálneho rozvoja, s neustálym technologickým pokrokom a realizáciou komercializácie v budúcnosti, ak sa syntetické suroviny a syntetické metódy derivátov celulózy podarí viac industrializovať, budú plne využívané a dosiahnu širšiu škálu aplikácií. Hodnota
Čas uverejnenia: 20. februára 2023