คุณสมบัติของคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส เซลลูโลสอัลคิลอีเธอร์ และเซลลูโลสไฮดรอกซีอัลคิลอีเธอร์คืออะไร?

คาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส：

ไอออนิกเซลลูโลสอีเธอร์ผลิตจากเส้นใยธรรมชาติ (ฝ้าย ฯลฯ) หลังจากผ่านการบำบัดด้วยด่าง โดยใช้โซเดียมโมโนคลอโรอะซิเตทเป็นตัวทำปฏิกิริยาอีเทอร์ริฟิเคชัน และผ่านการบำบัดปฏิกิริยาหลายขั้นตอน โดยทั่วไประดับการทดแทนจะอยู่ที่ 0.4~1.4 และประสิทธิภาพการทำงานจะได้รับผลกระทบอย่างมากจากระดับการทดแทน

(1) คาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลสมีคุณสมบัติดูดความชื้นได้ดีกว่า และจะมีน้ำอยู่มากกว่าเมื่อจัดเก็บในสภาวะทั่วไป

(2) สารละลายคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลสในน้ำไม่ก่อให้เกิดเจล และความหนืดจะลดลงเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น เมื่ออุณหภูมิสูงเกิน 50°C ความหนืดจะไม่สามารถกลับคืนได้

(3) ความเสถียรของสารจะได้รับผลกระทบอย่างมากจากค่า pH โดยทั่วไปสารนี้สามารถใช้ผสมในปูนยิปซัมได้ แต่ไม่สามารถใช้ผสมในปูนซีเมนต์ได้ หากสารนี้มีฤทธิ์เป็นด่างสูง สารนี้จะสูญเสียความหนืด

(4) การกักเก็บน้ำของคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลสต่ำกว่ามาก มีผลในการชะลอการยึดเกาะของปูนยิปซัมและลดความแข็งแรง อย่างไรก็ตาม ราคาของคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลสต่ำกว่าเมทิลเซลลูโลสอย่างมาก

เซลลูโลสอัลคิลอีเธอร์：

ตัวแทนได้แก่ เมทิลเซลลูโลสและเอทิลเซลลูโลส ในการผลิตทางอุตสาหกรรม เมทิลคลอไรด์หรือเอทิลคลอไรด์มักใช้เป็นตัวทำปฏิกิริยาอีเทอร์ริฟิเคชัน และปฏิกิริยาจะเป็นดังนี้:

ในสูตร R แทน CH3 หรือ C2H5 ความเข้มข้นของด่างไม่เพียงแต่ส่งผลต่อระดับของอีเทอร์ริฟิเคชันเท่านั้น แต่ยังส่งผลต่อการใช้อัลคิลฮาไลด์ด้วย ยิ่งความเข้มข้นของด่างต่ำเท่าไร การไฮโดรไลซิสของอัลคิลฮาไลด์ก็จะยิ่งแข็งแกร่งขึ้นเท่านั้น เพื่อลดการใช้สารอีเทอร์ริฟิเคชัน จำเป็นต้องเพิ่มความเข้มข้นของด่าง อย่างไรก็ตาม เมื่อความเข้มข้นของด่างสูงเกินไป ผลของเซลลูโลสที่บวมจะลดลง ซึ่งไม่เอื้อต่อปฏิกิริยาอีเทอร์ริฟิเคชัน ดังนั้นระดับของอีเทอร์ริฟิเคชันจึงลดลง เพื่อจุดประสงค์นี้ สามารถเติมโซดาไฟเข้มข้นหรือโซดาไฟแข็งระหว่างปฏิกิริยาได้ เครื่องปฏิกรณ์ควรมีอุปกรณ์กวนและฉีกที่ดี เพื่อให้กระจายด่างได้สม่ำเสมอ

เมทิลเซลลูโลสใช้กันอย่างแพร่หลายในฐานะสารเพิ่มความข้น กาว และคอลลอยด์ป้องกัน เป็นต้น นอกจากนี้ยังสามารถใช้เป็นสารกระจายตัวสำหรับการเกิดพอลิเมอไรเซชันแบบอิมัลชัน สารกระจายตัวสำหรับเมล็ดพืช สารแขวนลอยสิ่งทอ สารเติมแต่งสำหรับอาหารและเครื่องสำอาง กาวทางการแพทย์ วัสดุเคลือบยา และสำหรับสีน้ำยาง หมึกพิมพ์ การผลิตเซรามิก และผสมลงในซีเมนต์ ใช้เพื่อควบคุมเวลาการแข็งตัวและเพิ่มความแข็งแรงเริ่มต้น เป็นต้น

ผลิตภัณฑ์เอทิลเซลลูโลสมีความแข็งแรงเชิงกล ความยืดหยุ่น ทนทานต่อความร้อนและความเย็นสูง เอทิลเซลลูโลสที่มีการทดแทนต่ำสามารถละลายได้ในน้ำและสารละลายด่างเจือจาง และผลิตภัณฑ์ที่มีการทดแทนสูงสามารถละลายได้ในตัวทำละลายอินทรีย์ส่วนใหญ่ มีความเข้ากันได้ดีกับเรซินและพลาสติไซเซอร์ต่างๆ สามารถใช้ทำพลาสติก ฟิล์ม วานิช กาว น้ำยาง และวัสดุเคลือบสำหรับยา เป็นต้น

การนำกลุ่มไฮดรอกซีอัลคิลเข้าไปในอีเธอร์เซลลูโลสอัลคิลสามารถปรับปรุงความสามารถในการละลาย ลดความไวต่อการตกตะกอน เพิ่มอุณหภูมิของการเกิดเจล และปรับปรุงคุณสมบัติของกาวร้อน เป็นต้น ระดับของการเปลี่ยนแปลงในคุณสมบัติข้างต้นจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับลักษณะของสารทดแทนและอัตราส่วนของกลุ่มอัลคิลต่อกลุ่มไฮดรอกซีอัลคิล

เซลลูโลสไฮดรอกซีอัลคิลอีเธอร์：

ตัวแทนได้แก่ ไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลสและไฮดรอกซีโพรพิลเซลลูโลส ตัวแทนอีเทอร์ริฟายเออร์คืออีพอกไซด์ เช่น เอทิลีนออกไซด์และโพรพิลีนออกไซด์ ใช้กรดหรือเบสเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา การผลิตทางอุตสาหกรรมคือ เซลลูโลสอัลคาไลทำปฏิกิริยากับตัวแทนอีเทอร์ริฟายเออร์ ไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลสที่มีค่าการแทนที่สูงละลายได้ทั้งในน้ำเย็นและน้ำร้อน ไฮดรอกซีโพรพิลเซลลูโลสที่มีค่าการแทนที่สูงละลายได้ในน้ำเย็นเท่านั้นแต่ไม่ละลายในน้ำร้อน ไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลสสามารถใช้เป็นสารเพิ่มความข้นสำหรับเคลือบลาเท็กซ์ การพิมพ์สิ่งทอและการวางย้อม วัสดุปรับขนาดกระดาษ กาว และคอลลอยด์ป้องกัน การใช้ไฮดรอกซีโพรพิลเซลลูโลสจะคล้ายกับไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลส ไฮดรอกซีโพรพิลเซลลูโลสที่มีค่าการแทนที่ต่ำสามารถใช้เป็นสารช่วยทางเภสัชกรรม ซึ่งสามารถมีคุณสมบัติในการยึดเกาะและสลายตัวได้

คาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส ย่อว่าซีเอ็มซีโดยทั่วไปมีอยู่ในรูปของเกลือโซเดียม สารอีเทอร์ริฟายเออร์คือกรดโมโนคลอโรอะซิติก และปฏิกิริยาจะเป็นดังนี้:

คาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลสเป็นเซลลูโลสอีเธอร์ที่ละลายน้ำได้ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุด ในอดีตนั้นส่วนใหญ่ใช้เป็นโคลนเจาะ แต่ในปัจจุบันได้มีการขยายขอบเขตการใช้งานให้กลายเป็นสารเติมแต่งในผงซักฟอก สารละลายสำหรับเสื้อผ้า สีน้ำยาง สารเคลือบกระดาษแข็งและกระดาษ เป็นต้น คาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลสบริสุทธิ์สามารถใช้ในอาหาร ยา เครื่องสำอาง และยังเป็นกาวสำหรับเซรามิกและแม่พิมพ์ได้อีกด้วย

เซลลูโลสโพลีแอนไอโอนิก (PAC) เป็นไอออนิกเซลลูโลสอีเธอร์และเป็นผลิตภัณฑ์ทดแทนคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส (CMC) ระดับไฮเอนด์ เป็นผงหรือเม็ดสีขาว ออกขาว หรือสีเหลืองเล็กน้อย ไม่เป็นพิษ ไม่มีรส ละลายน้ำได้ง่าย ก่อตัวเป็นสารละลายโปร่งใสที่มีความหนืดในระดับหนึ่ง มีเสถียรภาพในการทนความร้อนและทนต่อเกลือได้ดีกว่า และมีคุณสมบัติต้านเชื้อแบคทีเรียที่แข็งแกร่ง ไม่มีเชื้อราและการเสื่อมสภาพ มีคุณสมบัติของความบริสุทธิ์สูง ระดับการทดแทนสูง และการกระจายตัวของสารทดแทนที่สม่ำเสมอ สามารถใช้เป็นสารยึดเกาะ สารทำให้ข้น ตัวปรับเปลี่ยนรีโอโลยี ตัวลดการสูญเสียของเหลว ตัวทำให้คงตัวของสารแขวนลอย เป็นต้น เซลลูโลสโพลีแอนไอโอนิก (PAC) ใช้กันอย่างแพร่หลายในทุกอุตสาหกรรมที่สามารถใช้ CMC ได้ ซึ่งสามารถลดปริมาณการใช้ลงได้อย่างมาก อำนวยความสะดวกในการใช้งาน ให้ความเสถียรที่ดีขึ้น และตอบสนองความต้องการของกระบวนการที่สูงขึ้น

ไซยาโนเอทิลเซลลูโลสเป็นผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาของเซลลูโลสและอะคริโลไนไตรล์ภายใต้การเร่งปฏิกิริยาของด่าง:

เซลลูโลสไซยาโนเอทิลมีค่าคงที่ไดอิเล็กตริกสูงและค่าสัมประสิทธิ์การสูญเสียต่ำ และสามารถใช้เป็นเมทริกซ์เรซินสำหรับหลอดฟอสเฟอร์และหลอดเรืองแสงไฟฟ้า เซลลูโลสไซยาโนเอทิลที่มีการทดแทนต่ำสามารถใช้เป็นกระดาษฉนวนสำหรับหม้อแปลงไฟฟ้าได้

ได้มีการเตรียมอีเธอร์แอลกอฮอล์ไขมันสูง อีเธอร์อัลคินิล และอีเธอร์แอลกอฮอล์อะโรมาติกของเซลลูโลส แต่ยังไม่ได้นำมาใช้ในทางปฏิบัติ

วิธีการเตรียมเซลลูโลสอีเธอร์สามารถแบ่งออกได้เป็นวิธีการใช้น้ำเป็นตัวกลาง วิธีตัวทำละลาย วิธีการนวด วิธีการสารละลาย วิธีก๊าซ-ของแข็ง วิธีเฟสของเหลว และการรวมกันของวิธีการข้างต้น