01. Увођење целулозе
Целулоза је макромолекуларни полисахарид састављен од глукозе. Нерастворљива је у води и општим органским растварачима. Главна је компонента ћелијског зида биљака, а такође је и најраспрострањенији и најзаступљенији полисахарид у природи.
Целулоза је најзаступљенији обновљиви ресурс на Земљи, а такође је и природни полимер са највећим залихама. Њене предности су што је обновљива, потпуно биоразградива и има добру биокомпатибилност.
02. Разлози за модификовање целулозе
Макромолекули целулозе садрже велики број -OH група. Због дејства водоничних веза, сила између макромолекула је релативно велика, што ће довести до велике енталпије топљења △H; с друге стране, у макромолекулима целулозе постоје прстенови. Као и код структуре, крутост молекуларног ланца је већа, што ће довести до мање промене ентропије топљења ΔS. Ова два разлога доводе до тога да температура растопљене целулозе (= △H / △S) постаје виша, а температура разлагања целулозе је релативно ниска. Стога, када се целулоза загреје на одређену температуру, појавиће се влакна. Феномен је да се целулоза разложила пре него што почне да се топи, па се целулозни материјали не могу прво топити, па затим обликовати.
03. Значај модификације целулозе
Са постепеним исцрпљивањем фосилних ресурса и све озбиљнијим еколошким проблемима изазваним отпадом хемијских влакана у текстилу, развој и коришћење природних обновљивих влакана постало је једно од жаришта на које људи обраћају пажњу. Целулоза је најзаступљенији обновљиви природни ресурс у природи. Има одлична својства као што су добра хигроскопност, антистатичност, јака пропустљивост ваздуха, добра могућност бојења, удобност ношења, лака обрада текстила и биоразградивост. Има карактеристике које су неупоредиве са хемијским влакнима.
Молекули целулозе садрже велики број хидроксилних група, које лако формирају интрамолекуларне и интермолекуларне водоничне везе и разлажу се на високим температурама без топљења. Међутим, целулоза има добру реактивност, а њене водоничне везе могу се уништити хемијском модификацијом или реакцијом калемљења, што може ефикасно снизити тачку топљења. Као разноврсни индустријски производи, широко се користи у текстилу, мембранској сепарацији, пластици, дувану и премазима.
04. Модификација етерификацијом целулозе
Целулозни етар је врста деривата целулозе добијена етерификационом модификацијом целулозе. Широко се користи због својих одличних својстава згушњавања, емулгирања, суспензије, формирања филма, заштитног колоида, задржавања влаге и адхезије. Користи се у храни, медицини, производњи папира, бојама, грађевинским материјалима итд.
Етерификација целулозе је низ деривата добијених реакцијом хидроксилних група на молекуларном ланцу целулозе са алкилним средствима под алкалним условима. Потрошња хидроксилних група смањује број интермолекуларних водоничних веза како би се смањиле интермолекуларне силе, чиме се побољшава термичка стабилност целулозе, побољшавају перформансе обраде материјала и истовремено смањује тачка топљења целулозе.
Примери ефеката модификације етерификације на друге функције целулозе:
Користећи рафинисани памук као основну сировину, истраживачи су користили једностепени процес етерификације како би припремили карбоксиметил хидроксипропил целулозни комплексни етар са уједначеном реакцијом, високим вискозитетом, добром отпорношћу на киселине и соли кроз реакције алкализације и етерификације. Коришћењем једностепеног процеса етерификације, произведена карбоксиметил хидроксипропил целулоза има добру отпорност на соли, киселине и растворљивост. Променом релативних количина пропилен оксида и хлоросирћетне киселине, могу се припремити производи са различитим садржајем карбоксиметил и хидроксипропил групе. Резултати испитивања показују да карбоксиметил хидроксипропил целулоза произведена једностепеним поступком има кратак производни циклус, ниску потрошњу растварача, а производ има одличну отпорност на моновалентне и двовалентне соли и добру отпорност на киселине.
05. Перспектива модификације етерификације целулозе
Целулоза је важна хемијска сировина богата ресурсима, зелена је и еколошки прихватљива, а такође је и обновљива. Деривати модификације етерификације целулозе имају одличне перформансе, широк спектар употребе и одличне ефекте употребе, и у великој мери задовољавају потребе националне економије. И потребе друштвеног развоја, уз континуирани технолошки напредак и остваривање комерцијализације у будућности, ако се синтетичке сировине и синтетичке методе деривата целулозе могу више индустријализовати, биће потпуније искоришћени и оствариће шири спектар примене. Вредност
Време објаве: 20. фебруар 2023.