เซลลูโลสอีเทอร์เกิดขึ้นได้อย่างไร และมีกี่ประเภท?

เซลลูโลสเซลลูโลสเป็นส่วนประกอบหลักของผนังเซลล์พืช และเป็นพอลิแซ็กคาไรด์ที่พบได้แพร่หลายและมีปริมาณมากที่สุดในธรรมชาติ คิดเป็นมากกว่า 50% ของปริมาณคาร์บอนในอาณาจักรพืช ในจำนวนนี้ ฝ้ายมีปริมาณเซลลูโลสเกือบ 100% ซึ่งถือเป็นแหล่งเซลลูโลสธรรมชาติที่บริสุทธิ์ที่สุด โดยทั่วไปในไม้ เซลลูโลสคิดเป็น 40-50% และมีเฮมิเซลลูโลส 10-30% และลิกนิน 20-30% เซลลูโลสอีเทอร์เป็นคำทั่วไปสำหรับอนุพันธ์ต่างๆ ที่ได้จากเซลลูโลสธรรมชาติเป็นวัตถุดิบผ่านกระบวนการอีเทอร์ริฟิเคชัน เป็นผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้นหลังจากหมู่ไฮดรอกซิลบนโมเลกุลขนาดใหญ่ของเซลลูโลสถูกแทนที่ด้วยหมู่เอเทอร์บางส่วนหรือทั้งหมด โมเลกุลขนาดใหญ่ของเซลลูโลสมีพันธะไฮโดรเจนทั้งภายในและระหว่างสายโซ่ ทำให้ละลายได้ยากในน้ำและตัวทำละลายอินทรีย์เกือบทั้งหมด แต่หลังจากกระบวนการอีเทอร์ริฟิเคชัน การนำหมู่เอเทอร์เข้ามาจะช่วยเพิ่มคุณสมบัติชอบน้ำและเพิ่มความสามารถในการละลายในน้ำและตัวทำละลายอินทรีย์ได้อย่างมาก คุณสมบัติการละลาย

เซลลูโลสอีเทอร์ได้รับการยกย่องว่าเป็น “โมโนโซเดียมกลูตาเมตสำหรับอุตสาหกรรม” มีคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยม เช่น การเพิ่มความหนืดของสารละลาย การละลายน้ำได้ดี ความเสถียรของสารแขวนลอยหรือลาเท็กซ์ การขึ้นรูปฟิล์ม การกักเก็บน้ำ และการยึดเกาะ นอกจากนี้ยังปลอดสารพิษและไม่มีกลิ่น และใช้กันอย่างแพร่หลายในวัสดุก่อสร้าง ยา อาหาร สิ่งทอ สารเคมีในชีวิตประจำวัน การสำรวจปิโตรเลียม การทำเหมือง การผลิตกระดาษ การพอลิเมอไรเซชัน อวกาศ และอีกหลายสาขา เซลลูโลสอีเทอร์มีข้อดีคือ การใช้งานที่หลากหลาย การใช้ในปริมาณน้อย ผลการปรับปรุงที่ดี และเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม สามารถปรับปรุงและเพิ่มประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ได้อย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งเอื้อต่อการเพิ่มประสิทธิภาพการใช้ทรัพยากรและมูลค่าเพิ่มของผลิตภัณฑ์ เป็นสารเติมแต่งที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมที่จำเป็นในหลากหลายสาขา

ตามการแตกตัวเป็นไอออนของเซลลูโลสอีเทอร์ ชนิดของหมู่แทนที่ และความแตกต่างของความสามารถในการละลาย เซลลูโลสอีเทอร์สามารถแบ่งออกเป็นประเภทต่างๆ ได้ ตามชนิดของหมู่แทนที่ เซลลูโลสอีเทอร์สามารถแบ่งออกเป็นอีเทอร์เดี่ยวและอีเทอร์ผสม ตามความสามารถในการละลาย เซลลูโลสอีเทอร์สามารถแบ่งออกเป็นผลิตภัณฑ์ที่ละลายน้ำได้และผลิตภัณฑ์ที่ไม่ละลายน้ำ ตามการแตกตัวเป็นไอออน สามารถแบ่งออกเป็นผลิตภัณฑ์ที่มีไอออน ไม่มีไอออน และผลิตภัณฑ์ผสม ในบรรดาเซลลูโลสอีเทอร์ที่ละลายน้ำได้ เซลลูโลสอีเทอร์ที่ไม่มีไอออน เช่น HPMC มีความทนทานต่ออุณหภูมิและความทนทานต่อเกลือได้ดีกว่าเซลลูโลสอีเทอร์ที่มีไอออน (CMC) อย่างเห็นได้ชัด

เซลลูโลสอีเทอร์มีการยกระดับคุณภาพในอุตสาหกรรมอย่างไร?

เซลลูโลสอีเทอร์ผลิตจากฝ้ายบริสุทธิ์ผ่านกระบวนการอัลคาไลเซชัน อีเทอร์ริฟิเคชัน และขั้นตอนอื่นๆ กระบวนการผลิต HPMC เกรดเภสัชกรรมและเกรดอาหารโดยพื้นฐานแล้วเหมือนกัน เมื่อเปรียบเทียบกับเซลลูโลสอีเทอร์เกรดวัสดุก่อสร้าง กระบวนการผลิต HPMC เกรดเภสัชกรรมและเกรดอาหารต้องใช้กระบวนการอีเทอร์ริฟิเคชันหลายขั้นตอน ซึ่งซับซ้อน ควบคุมได้ยาก และต้องการความสะอาดสูงของอุปกรณ์และสภาพแวดล้อมการผลิต

จากข้อมูลของสมาคมอุตสาหกรรมเซลลูโลสแห่งประเทศจีน พบว่ากำลังการผลิตรวมของผู้ผลิตเซลลูโลสอีเทอร์ชนิดไม่มีประจุรายใหญ่ในประเทศ เช่น Hercules Temple, Shandong Heda เป็นต้น มีมากกว่า 50% ของกำลังการผลิตรวมของประเทศ นอกจากนี้ยังมีผู้ผลิตเซลลูโลสอีเทอร์ชนิดไม่มีประจุรายเล็กอีกมากมายที่มีกำลังการผลิตน้อยกว่า 4,000 ตัน ยกเว้นเพียงไม่กี่แห่ง ส่วนใหญ่ผลิตเซลลูโลสอีเทอร์เกรดวัสดุก่อสร้างทั่วไป โดยมีกำลังการผลิตรวมประมาณ 100,000 ตันต่อปี เนื่องจากขาดกำลังทางการเงิน วิสาหกิจขนาดเล็กหลายแห่งจึงไม่สามารถปฏิบัติตามมาตรฐานการลงทุนด้านการรักษาสิ่งแวดล้อม เช่น การบำบัดน้ำเสียและก๊าซไอเสีย เพื่อลดต้นทุนการผลิต เมื่อประเทศและสังคมโดยรวมให้ความสำคัญกับการรักษาสิ่งแวดล้อมมากขึ้นเรื่อยๆ วิสาหกิจในอุตสาหกรรมที่ไม่สามารถปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านการรักษาสิ่งแวดล้อมได้จะค่อยๆ ปิดตัวลงหรือลดการผลิต ในขณะนั้น ความเข้มข้นของอุตสาหกรรมการผลิตเซลลูโลสอีเทอร์ในประเทศจีนก็จะเพิ่มมากขึ้น

นโยบายการปกป้องสิ่งแวดล้อมภายในประเทศมีความเข้มงวดมากขึ้นเรื่อยๆ และมีการกำหนดข้อกำหนดที่เข้มงวดมากขึ้นสำหรับเทคโนโลยีการปกป้องสิ่งแวดล้อมและการลงทุนด้านการผลิตเซลลูโลสอีเทอร์มาตรการคุ้มครองสิ่งแวดล้อมที่มีมาตรฐานสูงจะเพิ่มต้นทุนการผลิตขององค์กร และยังสร้างเกณฑ์ที่สูงขึ้นสำหรับการคุ้มครองสิ่งแวดล้อมด้วย องค์กรที่ไม่สามารถปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านการคุ้มครองสิ่งแวดล้อมได้ มีแนวโน้มที่จะทยอยปิดตัวลงหรือลดการผลิตลงเนื่องจากไม่เป็นไปตามมาตรฐานการคุ้มครองสิ่งแวดล้อม จากข้อมูลในเอกสารชี้ชวนของบริษัท องค์กรที่ทยอยลดการผลิตและหยุดการผลิตเนื่องจากปัจจัยด้านการคุ้มครองสิ่งแวดล้อม อาจเกี่ยวข้องกับการจัดหาสารเซลลูโลสอีเทอร์เกรดวัสดุก่อสร้างทั่วไปรวมประมาณ 30,000 ตันต่อปี ซึ่งเอื้อต่อการขยายตัวขององค์กรที่มีศักยภาพ

โดยใช้เซลลูโลสอีเทอร์เป็นพื้นฐาน เทคโนโลยีนี้ยังคงขยายไปสู่ผลิตภัณฑ์ระดับไฮเอนด์และผลิตภัณฑ์ที่มีมูลค่าเพิ่มสูง