Çfarë është Eteri Celuloz?

Eter celulozështë një përbërës polimer me një strukturë eterike të bërë nga celuloza. Çdo unazë glukozili në makromolekulën e celulozës përmban tre grupe hidroksil, grupin hidroksil primar në atomin e gjashtë të karbonit, grupin sekondar hidroksil në atomet e dyta dhe të treta të karbonit dhe hidrogjeni në grupin hidroksil zëvendësohet nga një grup hidrokarbon për të gjeneruar gjëra të derivateve të eterit të celulozës. Është një produkt në të cilin hidrogjeni i grupit hidroksil në polimerin e celulozës zëvendësohet nga një grup hidrokarburesh. Celuloza është një përbërës polimer polihidroksi që as nuk tretet dhe as nuk shkrihet. Pas eterifikimit, celuloza tretet në ujë, tretësirë ​​të holluar alkali dhe tretës organik dhe ka termoplasticitet.

Celuloza është një përbërës polimer polihidroksi që as nuk tretet dhe as nuk shkrihet. Pas eterifikimit, celuloza tretet në ujë, tretësirë ​​të holluar alkali dhe tretës organik dhe ka termoplasticitet.

1. Natyra:

Tretshmëria e celulozës pas eterifikimit ndryshon ndjeshëm. Mund të shpërndahet në ujë, acid i holluar, alkali i holluar ose tretës organik. Tretshmëria varet kryesisht nga tre faktorë: (1) Karakteristikat e grupeve të futura në procesin e eterifikimit, i futur Sa më i madh të jetë grupi, aq më i ulët është tretshmëria dhe sa më i fortë të jetë polariteti i grupit të futur, aq më lehtë tretet eteri celuloz në ujë; (2) Shkalla e zëvendësimit dhe shpërndarja e grupeve të eterifikuara në makromolekulë. Shumica e eterëve të celulozës mund të treten në ujë vetëm nën një shkallë të caktuar zëvendësimi, dhe shkalla e zëvendësimit është midis 0 dhe 3; (3) Shkalla e polimerizimit të eterit të celulozës, sa më e lartë të jetë shkalla e polimerizimit, aq më pak i tretshëm; Sa më e ulët të jetë shkalla e zëvendësimit që mund të tretet në ujë, aq më i gjerë është diapazoni. Ka shumë lloje të etereve të celulozës me performancë të shkëlqyer, dhe ato përdoren gjerësisht në ndërtim, çimento, naftë, ushqim, tekstile, detergjent, bojë, mjekësi, prodhim letre dhe komponente elektronike dhe industri të tjera.

2. Zhvilloni:

Kina është prodhuesi dhe konsumatori më i madh në botë i eterit të celulozës, me një rritje mesatare vjetore prej më shumë se 20%. Sipas statistikave paraprake, ka rreth 50 ndërmarrje të prodhimit të eterit të celulozës në Kinë, kapaciteti i projektuar i prodhimit të industrisë së eterit të celulozës ka tejkaluar 400,000 tonë, dhe ka rreth 20 ndërmarrje me më shumë se 10,000 tonë, të shpërndara kryesisht në Shandong, Hebei, Chongqing dhe Jiangsu. , Zhejiang, Shangai dhe vende të tjera.

3. Nevoja:

Në vitin 2011, kapaciteti i prodhimit CMC i Kinës ishte rreth 300,000 tonë. Me rritjen e kërkesës për eterë celulozë me cilësi të lartë në industri të tilla si mjekësia, ushqimi dhe kimikatet e përditshme, kërkesa e brendshme për produkte të tjera eter celuloze përveç CMC po rritet. , kapaciteti prodhues i MC/HPMC është rreth 120,000 ton, dhe ai i HEC është rreth 20,000 ton. PAC është ende në fazën e promovimit dhe aplikimit në Kinë. Me zhvillimin e fushave të mëdha të naftës në det të hapur dhe zhvillimin e materialeve të ndërtimit, ushqimit, kimikateve dhe industrive të tjera, sasia dhe fusha e PAC po rritet dhe zgjerohet nga viti në vit, me një kapacitet prodhues prej më shumë se 10,000 tonë.

4. Klasifikimi:

Sipas klasifikimit të strukturës kimike të zëvendësuesve, ato mund të ndahen në eterë anionikë, kationikë dhe jojonikë. Në varësi të agjentit të eterifikimit të përdorur, ka metil celulozë, hidroksietil metil celulozë, karboksimetil celulozë, celulozë etil, celulozë benzil, celulozë hidroksietil, celulozë hidroksipropil metil celulozë, cianoetil celulozë, karboksimetil celulozë, benzil celuloze, benzil celuloze. dhe fenil celuloza etj. Metilceluloza dhe etilik celuloza janë më praktike.

Metilceluloza:

Pasi pambuku i rafinuar trajtohet me alkali, eteri celuloz prodhohet nëpërmjet një sërë reaksionesh me klorur metani si agjent eterifikimi. Në përgjithësi, shkalla e zëvendësimit është 1.6 ~ 2.0, dhe tretshmëria është gjithashtu e ndryshme me shkallë të ndryshme zëvendësimi. I përket eterit celuloz jo-jonik.

(1) Metilceluloza është e tretshme në ujë të ftohtë dhe do të jetë e vështirë të shpërndahet në ujë të nxehtë. Tretësira ujore e saj është shumë e qëndrueshme në intervalin pH=3~12. Ka përputhshmëri të mirë me niseshtenë, çamçakëzin e guar etj dhe me shumë surfaktantë. Kur temperatura arrin temperaturën e xhelatimit, ndodh xhelatimi.

(2) Mbajtja e ujit të celulozës metil varet nga sasia e shtimit të saj, viskoziteti, madhësia e grimcave dhe shpejtësia e tretjes. Në përgjithësi, nëse sasia e shtimit është e madhe, pastërtia është e vogël dhe viskoziteti është i madh, shkalla e mbajtjes së ujit është e lartë. Midis tyre, sasia e shtimit ka ndikimin më të madh në shkallën e mbajtjes së ujit, dhe niveli i viskozitetit nuk është drejtpërdrejt proporcional me nivelin e shkallës së mbajtjes së ujit. Shpejtësia e shpërbërjes varet kryesisht nga shkalla e modifikimit të sipërfaqes së grimcave të celulozës dhe imtësia e grimcave. Ndër eteret e celulozës së mësipërme, metil celuloza dhe hidroksipropil metil celuloza kanë norma më të larta të mbajtjes së ujit.

(3) Ndryshimet në temperaturë mund të ndikojnë seriozisht në mbajtjen e ujit të celulozës metil. Në përgjithësi, sa më e lartë të jetë temperatura, aq më keq është mbajtja e ujit. Nëse temperatura e llaçit kalon 40°C, mbajtja e ujit të celulozës metil do të reduktohet ndjeshëm, duke ndikuar seriozisht në ndërtimin e llaçit.

(4)Metil celulozëka një efekt të rëndësishëm në punueshmërinë dhe kohezionin e llaçit. "Ngjitësi" këtu i referohet forcës ngjitëse që ndjehet midis veglës së aplikuesit të punëtorit dhe nënshtresës së murit, domethënë rezistencës në prerje të llaçit. Ngjitësia është e lartë, rezistenca në prerje e llaçit është e madhe dhe forca e kërkuar nga punëtorët në procesin e përdorimit është gjithashtu e madhe dhe performanca e ndërtimit të llaçit është e dobët. Kohezioni i metil celulozës është në një nivel mesatar në produktet e eterit të celulozës.

Hidroksipropilmetilceluloza:

Hidroksipropil metilceluloza është një varietet celuloze, prodhimi dhe konsumi i së cilës po rritet me shpejtësi. Është një eter i përzier celuloz jo-jonik i bërë nga pambuku i rafinuar pas alkalizimit, duke përdorur oksid propileni dhe klorur metil si agjent eterifikimi, përmes një sërë reaksionesh. Shkalla e zëvendësimit është përgjithësisht 1.2-2.0. Vetitë e tij ndryshojnë në varësi të raportit të përmbajtjes së metoksilit ndaj përmbajtjes së hidroksipropilit.

(1) Hidroksipropil metilceluloza është lehtësisht e tretshme në ujë të ftohtë dhe do të hasë vështirësi në tretjen në ujë të nxehtë. Por temperatura e tij e xhelit në ujë të nxehtë është dukshëm më e lartë se ajo e celulozës metil. Tretshmëria në ujë të ftohtë është gjithashtu shumë e përmirësuar në krahasim me celulozën metil.

(2) Viskoziteti i hidroksipropil metilcelulozës lidhet me peshën e saj molekulare, dhe sa më e madhe të jetë pesha molekulare, aq më i lartë është viskoziteti. Temperatura gjithashtu ndikon në viskozitetin e saj, ndërsa temperatura rritet, viskoziteti zvogëlohet. Sidoqoftë, ndikimi i viskozitetit dhe temperaturës së tij të lartë është më i ulët se ai i celulozës metil. Tretësira e tij është e qëndrueshme kur ruhet në temperaturën e dhomës.

(3) Mbajtja e ujit të hidroksipropil metilcelulozës varet nga sasia e saj shtesë, viskoziteti, etj., dhe shkalla e mbajtjes së ujit në të njëjtën sasi shtesë është më e lartë se ajo e celulozës metil.

(4)Hidroksipropil metilcelulozëështë e qëndrueshme ndaj acidit dhe alkalit dhe tretësira ujore e saj është shumë e qëndrueshme në intervalin pH=2~12. Soda kaustike dhe uji gëlqeror kanë pak efekt në performancën e tij, por alkali mund të përshpejtojë shpërbërjen e tij dhe të rrisë pak viskozitetin e tij. Hidroksipropil metilceluloza është e qëndrueshme ndaj kripërave të zakonshme, por kur përqendrimi i solucionit të kripës është i lartë, viskoziteti i tretësirës hidroksipropil metilcelulozë tenton të rritet.

(5) Hidroksipropil metilceluloza mund të përzihet me përbërje polimere të tretshme në ujë për të formuar një zgjidhje uniforme dhe me viskozitet më të lartë. Të tilla si alkooli polivinil, eteri niseshte, çamçakëz vegjetal etj.

(6) Hidroksipropil metilceluloza ka rezistencë më të mirë të enzimës sesa metilceluloza, dhe tretësira e saj ka më pak gjasa të degradohet nga enzimat sesa metilceluloza.

(7) Ngjitja e hidroksipropil metilcelulozës në konstruksionin e llaçit është më e lartë se ajo e metilcelulozës.

Hidroksietil celuloza:

Është bërë nga pambuku i rafinuar i trajtuar me alkali dhe reaguar me oksid etilen si agjent eterifikimi në prani të izopropanolit. Shkalla e tij e zëvendësimit është përgjithësisht 1.5-2.0. Ka një hidrofilitet të fortë dhe është i lehtë për të thithur lagështinë.

(1) Celuloza hidroksietil është e tretshme në ujë të ftohtë, por është e vështirë të shpërndahet në ujë të nxehtë. Tretësira e tij është e qëndrueshme në temperaturë të lartë pa xhel. Mund të përdoret për një kohë të gjatë në temperaturë të lartë në llaç, por mbajtja e tij e ujit është më e ulët se ajo e celulozës metil.

(2) Celuloza hidroksietil është e qëndrueshme ndaj acidit dhe alkalit të përgjithshëm, dhe alkali mund të përshpejtojë shpërbërjen e tij dhe të rrisë pak viskozitetin e tij. Shpërndarja e tij në ujë është pak më e keqe se ajo e celulozës metil dhe hidroksipropil metil celulozës.

(3) Hidroksietil celuloza ka performancë të mirë kundër varjes për llaçin, por ka një kohë më të gjatë vonese për çimento.

(4) Performanca e celulozës hidroksietil të prodhuar nga disa ndërmarrje vendase është dukshëm më e ulët se ajo e celulozës metil për shkak të përmbajtjes së saj të lartë të ujit dhe përmbajtjes së lartë të hirit.

(5) Myku i tretësirës ujore të celulozës hidroksietil është relativisht serioz. Në një temperaturë prej rreth 40°C, myku mund të shfaqet brenda 3 deri në 5 ditë, gjë që do të ndikojë në performancën e tij.

Celuloza karboksimetil:

Eteri celuloz lonik është bërë nga fibra natyrale (pambuk, etj.) pas trajtimit me alkali, duke përdorur monokloroacetat natriumi si agjent eterifikimi dhe duke iu nënshtruar një sërë trajtimesh reaksionesh. Shkalla e zëvendësimit është përgjithësisht 0,4~1,4, dhe performanca e tij ndikohet shumë nga shkalla e zëvendësimit.

(1) Celuloza karboksimetil është më higroskopike dhe do të përmbajë më shumë ujë kur ruhet në kushte të përgjithshme.

(2) Tretësira ujore e karboksimetil celulozës nuk prodhon xhel, dhe viskoziteti zvogëlohet me rritjen e temperaturës. Kur temperatura kalon 50°C, viskoziteti është i pakthyeshëm.

(3) Stabiliteti i tij ndikohet shumë nga pH. Në përgjithësi, mund të përdoret në llaç me bazë gipsi, por jo në llaç me bazë çimento. Kur është shumë alkaline, do të humbasë viskozitetin.

(4) Mbajtja e tij e ujit është shumë më e ulët se celuloza metil. Ka një efekt ngadalësues në llaçin me bazë gipsi dhe zvogëlon forcën e tij. Megjithatë, çmimi i celulozës karboksimetil është dukshëm më i ulët se ai i celulozës metil.

Alkil Eter Celuloz:

Ato përfaqësuese janë celuloza metil dhe celuloza etil. Në prodhimin industrial, klorur metil ose klorur etilik përdoret përgjithësisht si agjent eterifikimi, dhe reagimi është si më poshtë:

Në formulë, R përfaqëson CH3 ose C2H5. Përqendrimi i alkalit jo vetëm që ndikon në shkallën e eterifikimit, por ndikon edhe në konsumin e halogjenëve alkil. Sa më i ulët të jetë përqendrimi i alkalit, aq më e fortë është hidroliza e alkil halidit. Për të zvogëluar konsumin e agjentit eterifikues, përqendrimi i alkalit duhet të rritet. Megjithatë, kur përqendrimi i alkalit është shumë i lartë, efekti i fryrjes së celulozës zvogëlohet, gjë që nuk është e favorshme për reaksionin e eterifikimit, dhe për këtë arsye shkalla e eterifikimit zvogëlohet. Për këtë qëllim gjatë reaksionit mund të shtohet sobë e koncentruar ose e ngurtë. Reaktori duhet të ketë një pajisje të mirë trazuese dhe grisëse në mënyrë që alkali të shpërndahet në mënyrë të barabartë. Celuloza metil përdoret gjerësisht si trashës, ngjitës dhe koloid mbrojtës etj. Mund të përdoret gjithashtu si një shpërndarës për polimerizimin e emulsionit, një shpërndarës lidhës për farat, një pluhur tekstili, një aditiv për ushqim dhe kozmetikë, një ngjitës mjekësor, një material mbulues medikamentoz, dhe përdoret në prodhimin e lateksit, bojërat e llakut, shtypjen e çimentos. Koha e fiksimit dhe rritja e forcës fillestare, etj. Produktet e etilocelulozës kanë forcë të lartë mekanike, fleksibilitet, rezistencë ndaj nxehtësisë dhe rezistencë ndaj të ftohtit. Celuloza etil me zëvendësim të ulët është e tretshme në ujë dhe në solucione të holluara alkaline, dhe produktet me zëvendësim të lartë janë të tretshëm në shumicën e tretësve organikë. Ka pajtueshmëri të mirë me rrëshira dhe plastifikues të ndryshëm. Mund të përdoret për të bërë plastikë, filma, llaqe, ngjitës, latex dhe materiale mbuluese për ilaçe, etj. Futja e grupeve hidroksialkil në eteret alkiloze të celulozës mund të përmirësojë tretshmërinë e tij, të zvogëlojë ndjeshmërinë ndaj kriposjes, të rrisë temperaturën e xhelatimit dhe të përmirësojë vetitë e shkrirjes së nxehtë, etj. grupe alkil në hidroksialkil.

Eter Hidroksialkil Celuloz:

Përfaqësues janë celuloza hidroksietil dhe celuloza hidroksipropil. Agjentët eterifikues janë epooksidet si oksidi i etilenit dhe oksidi i propilenit. Përdorni acid ose bazë si katalizator. Prodhimi industrial është të reagojë celulozën alkaline me agjentin eterifikimi:hidroksietil celulozëme vlerë të lartë zëvendësimi është i tretshëm si në ujë të ftohtë ashtu edhe në ujë të nxehtë. Hidroksipropil celuloza me vlerë të lartë zëvendësimi është e tretshme vetëm në ujë të ftohtë por jo në ujë të nxehtë. Hidroksietil celuloza mund të përdoret si trashës për veshjet e lateksit, pastat e printimit dhe ngjyrosjes së tekstilit, materialet për madhësinë e letrës, ngjitësit dhe koloidet mbrojtëse. Përdorimi i celulozës hidroksipropil është i ngjashëm me atë të celulozës hidroksietil. Hidroksipropil celuloza me vlerë të ulët zëvendësimi mund të përdoret si një eksipient farmaceutik, i cili mund të ketë edhe veti lidhëse dhe shpërbërëse.

Celuloza karboksimetil, shkurtesa angleze CMC, në përgjithësi ekziston në formën e kripës së natriumit. Agjenti eterifikues është acidi monokloroacetik, dhe reagimi është si më poshtë:

Celuloza karboksimetil është eteri i celulozës më i përdorur në ujë. Në të kaluarën përdorej kryesisht si baltë shpimi, por tani është zgjeruar për t'u përdorur si shtesë e detergjentit, llumit të veshjeve, bojës lateksi, veshjes së kartonit dhe letrës etj. Celuloza e pastër karboksimetil mund të përdoret në ushqim, mjekësi, kozmetikë, si dhe si ngjitës për qeramikë dhe kallëpe.

Celuloza poliajonike (PAC) është një eter celuloz jonik dhe është një produkt zëvendësues i nivelit të lartë për celulozën karboksimetil (CMC). Është një pluhur ose kokrrizë e bardhë, e bardhë ose pak e verdhë, jo toksike, pa shije, e lehtë për t'u tretur në ujë për të formuar një zgjidhje transparente me një viskozitet të caktuar, ka qëndrueshmëri më të mirë ndaj nxehtësisë dhe rezistencë ndaj kripës dhe veti të forta antibakteriale. Nuk ka myk dhe përkeqësim. Ka karakteristikat e pastërtisë së lartë, shkallës së lartë të zëvendësimit dhe shpërndarjes uniforme të zëvendësuesve. Mund të përdoret si lidhës, trashës, modifikues reologjik, reduktues i humbjes së lëngjeve, stabilizues i pezullimit, etj. Celuloza poliajonike (PAC) përdoret gjerësisht në të gjitha industritë ku mund të aplikohet CMC, e cila mund të zvogëlojë shumë dozën, të lehtësojë përdorimin, të sigurojë stabilitet më të mirë dhe të përmbushë kërkesat më të larta të procesit.

Cianoetil celuloza është produkt i reaksionit të celulozës dhe akrilonitrilit nën katalizimin e alkalit.

Celuloza cianoetil ka një konstante dielektrike të lartë dhe koeficient të ulët humbjeje dhe mund të përdoret si një matricë rrëshirë për fosforin dhe llambat elektrolumineshente. Cianoetil celuloza me zëvendësim të ulët mund të përdoret si letër izoluese për transformatorët.

Eteret e alkoolit me yndyrë më të lartë, eteret alkenil dhe eteret aromatike të alkoolit të celulozës janë përgatitur, por nuk janë përdorur në praktikë.

Metodat e përgatitjes së eterit të celulozës mund të ndahen në metodën e mjedisit të ujit, metodën e tretësit, metodën e zierjes, metodën e slurit, metodën e gazit të ngurtë, metodën e fazës së lëngshme dhe kombinimin e metodave të mësipërme.

5. Parimi i përgatitjes:

Pulpa me nivel të lartë α-celuloze ngjyhet me tretësirë ​​alkaline për ta fryrë për të shkatërruar më shumë lidhje hidrogjenore, për të lehtësuar difuzionin e reagentëve dhe për të gjeneruar celulozë alkali, dhe më pas reagon me agjentin eterifikimi për të marrë eter celuloz. Agjentët eterifikues përfshijnë halidet (ose sulfatet) hidrokarbure, epooksidet dhe komponimet α dhe β të pangopura me pranues elektronesh.

6. Performanca bazë:

Përzierjet luajnë një rol kyç në përmirësimin e performancës së llaçit të përzier të thatë të ndërtimit dhe përbëjnë më shumë se 40% të kostos së materialit në llaçin e përzier të thatë. Një pjesë e konsiderueshme e përzierjes në tregun vendas furnizohet nga prodhues të huaj, dhe doza referencë e produktit sigurohet gjithashtu nga furnizuesi. Si rezultat, kostoja e produkteve të llaçit të përzier të thatë mbetet e lartë dhe është e vështirë të popullarizohen llaçet e zakonshme të muraturës dhe suvatimit me një sasi të madhe dhe një gamë të gjerë. Produktet e tregut të nivelit të lartë kontrollohen nga kompani të huaja dhe prodhuesit e llaçit të përzier të thatë kanë fitime të ulëta dhe përballueshmëri të ulët të çmimeve; aplikimit të përzierjeve i mungon kërkimi sistematik dhe i synuar dhe ndjek verbërisht formula të huaja.

Agjenti mbajtës i ujit është një përzierje kyçe për të përmirësuar performancën e mbajtjes së ujit të llaçit të përzier të thatë, dhe është gjithashtu një nga përzierjet kryesore për të përcaktuar koston e materialeve të llaçit të përzier të thatë. Funksioni kryesor i eterit të celulozës është mbajtja e ujit.

Eter celuloz është një term i përgjithshëm për një seri produktesh të prodhuara nga reaksioni i celulozës alkaline dhe agjentit eterifikues në kushte të caktuara. Celuloza alkali zëvendësohet nga agjentë të ndryshëm eterifikues për të marrë eterë të ndryshëm celulozë. Sipas vetive jonizuese të zëvendësuesve, eteret e celulozës mund të ndahen në dy kategori: jonike (siç është celuloza karboksimetil) dhe jojonike (siç është celuloza metil). Sipas llojit të zëvendësuesit, eteri celuloz mund të ndahet në monoeter (siç është celuloza metil) dhe eter i përzier (siç është celuloza hidroksipropil metil). Sipas tretshmërisë së ndryshme, ajo mund të ndahet në tretshmërinë në ujë (siç është celuloza hidroksietil) dhe tretshmëria e tretësit organik (siç është celuloza etil). Llaçi i përzier në thatë është kryesisht celulozë e tretshme në ujë, dhe celuloza e tretshme në ujë ndahet në llojin e menjëhershëm dhe tipin me tretje të vonuar të trajtuar në sipërfaqe.

Mekanizmi i veprimit të eterit të celulozës në llaç është si më poshtë:

(1) Paseter celuloznë llaç tretet në ujë, për shkak të aktivitetit sipërfaqësor sigurohet shpërndarja efektive dhe uniforme e materialit çimento në sistem dhe eteri celuloz, si një koloid mbrojtës, “mbështjell” grimcat e ngurta dhe në sipërfaqen e saj të jashtme formohet një shtresë filmi lubrifikues, i cili e bën sistemin e llaçit më të qëndrueshëm, si dhe përmirëson procesin e lëmimit të llaçit gjatë përzierjes.

(2) Për shkak të strukturës së vet molekulare, tretësira e eterit të celulozës e bën lagështinë në llaç të mos humbet lehtë dhe gradualisht e çliron atë gjatë një periudhe të gjatë kohore, duke i dhënë llaçit mbajtje të mirë të ujit dhe punueshmëri.