Целюлозні ефіри – це важливий клас полімерних сполук, що широко використовуються в будівництві, медицині, харчовій промисловості та інших галузях. Серед них ГПМЦ (гідроксипропілметилцелюлоза), МЦ (метилцелюлоза), ГЕК (гідроксиетилцелюлоза) та КМЦ (карбоксиметилцелюлоза) – чотири поширені ефіри целюлози.
Метилцелюлоза (МЦ):
MC розчинний у холодній воді та важко розчинний у гарячій. Водний розчин дуже стабільний у діапазоні pH = 3~12, має добру сумісність і може змішуватися з різними поверхнево-активними речовинами, такими як крохмаль та гуарова камедь. Коли температура досягає температури гелеутворення, відбувається гелеутворення.
Водоутримування целюлози залежить від кількості доданої речовини, в'язкості, дисперсії частинок та швидкості розчинення. Як правило, коефіцієнт водоутримування високий, коли кількість доданої речовини велика, частинки дрібні, а в'язкість висока. Серед них кількість доданої речовини має найбільший вплив на коефіцієнт водоутримування, а рівень в'язкості не пропорційний коефіцієнту водоутримування. Коефіцієнт розчинення головним чином залежить від ступеня модифікації поверхні та дисперсії частинок целюлози.
Коливання температури серйозно впливають на водоутримання MC. Як правило, чим вища температура, тим гірше водоутримання. Якщо температура розчину перевищує 40°C, водоутримання MC значно знижується, що серйозно впливає на будівельні характеристики розчину.
MC має значний вплив на будівельні характеристики та адгезію розчину. Тут під «адгезією» розуміється адгезія між будівельними інструментами робітника та основою стіни, тобто опір розчину зсуву. Чим більша адгезія, тим більший опір розчину зсуву, тим більша сила, необхідна робітнику під час використання, і тим погані будівельні характеристики розчину. Адгезія MC знаходиться на середньому рівні серед продуктів на основі ефіру целюлози.
Гідроксипропілметилцелюлоза (ГПМЦ):
ГПМЦ легко розчиняється у воді, але може бути важко розчинятися в гарячій воді. Однак температура його гелеутворення в гарячій воді значно вища, ніж у MC, а його розчинність у холодній воді також краща, ніж у MC.
В'язкість ГПМЦ пов'язана з молекулярною масою, і в'язкість висока, коли молекулярна маса велика. Температура також впливає на його в'язкість, і в'язкість зменшується зі збільшенням температури, але температура, за якої його в'язкість зменшується, нижча, ніж у МЦ. Його розчин стабільний за кімнатної температури.
Водоутримування ГПМЦ залежить від кількості додавання та в'язкості тощо. Швидкість водоутримання при тій самій кількості додавання вища, ніж у МЦ.
ГПМЦ стійкий до кислот і лугів, а його водний розчин дуже стабільний у діапазоні pH 2~12. Каустична сода та вапняна вода мало впливають на його характеристики, але луги можуть пришвидшити швидкість його розчинення та збільшити в'язкість. ГПМЦ стійкий до загальних солей, але коли концентрація сольового розчину висока, в'язкість розчину ГПМЦ має тенденцію до збільшення.
ГПМЦ можна змішувати з водорозчинними полімерними сполуками для утворення однорідного розчину з вищою в'язкістю, такими як полівініловий спирт, ефір крохмалю, рослинна камедь тощо.
ГПМЦ має кращу стійкість до ферментів, ніж МЦ, а його розчин менш схильний до ферментативного розкладання, ніж МЦ. ГПМЦ має кращу адгезію до розчину, ніж МЦ.
Гідроксиетилцелюлоза (ГЕК):
ГЕК розчинний у холодній воді та важко розчинний у гарячій. Розчин стабільний за високої температури та не має гелеподібних властивостей. Його можна використовувати в розчині протягом тривалого часу за високої температури, але його водоутримувальна здатність нижча, ніж у MC.
ГЕК стійкий до загальних кислот і лугів, луги можуть прискорити його розчинення та дещо збільшити в'язкість, а його диспергованість у воді дещо поступається MC та HPMC.
ГЕК має хороші суспензійні властивості для розчину, але цемент має довший час уповільнення застигання.
ГЕК, що виробляється деякими вітчизняними підприємствами, має нижчі експлуатаційні характеристики, ніж MC, через високий вміст води та золи.
Карбоксиметилцелюлоза (КМЦ):
КМЦ – це іонний ефір целюлози, який отримують шляхом серії реакційних обробок після обробки натуральних волокон (таких як бавовна) лугом та використання хлороцтової кислоти як етерифікуючого агента. Ступінь заміщення зазвичай становить від 0,4 до 1,4, і його характеристики значно залежать від ступеня заміщення.
КМЦ має загущувальний та емульсійний стабілізуючий ефект, і може використовуватися в напоях, що містять олію та білок, для стабілізації емульгування.
КМЦ має ефект утримання води. У м'ясних продуктах, хлібі, парових булочках та інших продуктах вона може відігравати певну роль у покращенні стану тканин, а також може зробити воду менш летючою, збільшити вихід продукту та покращити смак.
КМЦ має гелеутворюючий ефект і може бути використана для приготування желе та варення.
КМЦ може утворювати плівку на поверхні їжі, що має певний захисний ефект на фрукти та овочі та продовжує термін їх зберігання.
Ці ефіри целюлози мають свої унікальні властивості та сфери застосування. Вибір відповідних продуктів необхідно визначати відповідно до конкретних вимог застосування та умов навколишнього середовища.
Час публікації: 29 жовтня 2024 р.