Asendatud tselluloosietrid on tselluloosist saadud mitmekülgsete ja tööstuslikult oluliste ühendite rühm, mis on üks kõige rikkalikumaid biopolümeerisid Maa peal. Neid eetreid toodetakse tselluloosi selgroo hüdroksüülrühmade (-OH) keemilise modifitseerimise teel, mille tulemuseks on erinevad tooted, millel on erinevad omadused ja rakendused. Rakendused ulatuvad farmaatsiatoodetest, toidust, isikuhooldustoodetest, ehitusmaterjalidest, tekstiilidest ja muust.
Tselluloosi struktuur:
Tselluloos on lineaarne polüsahhariid, mis koosneb korduvatest glükoosikogumitest, mis on ühendatud β-1,4-glükosiidsidemetega. Korduvad üksused koosnevad kolmest hüdroksüülrühmast glükoosiüksuse kohta, mis muudab tselluloosi väga hüdrofiilseks ja vastuvõtlikuks erinevatele keemilistele modifikatsioonidele.
Asendatud tselluloosietrite süntees:
Asendatud tselluloosietrite süntees hõlmab erinevate funktsionaalrühmade kasutuselevõttu tselluloosi selgroo hüdroksüülrühmades. Nende eetrite sünteesimise tavalised meetodid hõlmavad eetri ja esterdamist.
Eeterlik reaktsioonid hõlmavad hüdroksüülrühmade asendamist alküül- või arüülrühmadega, et moodustada eetri sidemeid. Seda saab saavutada reaktsiooniga alküülhalogeniidide, alküülsulfaatide või alküülteeridega sobivates tingimustes. Nendes reaktsioonides on tavaliselt kasutatavad alküleerivad ained metüülkloriid, etüülkloriid ja bensüülkloriid.
Esterdamine seevastu hõlmab hüdroksüülrühma asendamist atsüülrühmaga, et moodustada estri side. Seda saab saavutada katalüsaatorite juuresolekul reageerides happekloriidide, anhüdriidide või hapetega. Nendes reaktsioonides on tavaliselt kasutatavad atsüülivad ained äädikanhüdriid, atsetüülkloriid ja rasvhapped.
Asendatud tselluloosi eetrite tüübid:
Metüültselluloos (MC):
Metüültselluloosi toodetakse tselluloosi eetrisel metüülkloriidiga.
Seda kasutatakse laialdaselt paksendajana, stabilisaatorina ja emulgaatorina erinevates tööstusharudes, sealhulgas toidu, farmaatsiatoodete ja isikuhooldustoodetena.
MC moodustab hüdreerituna selge geeli ja näitab pseudoplastilist käitumist, muutes selle sobivaks viskoossuse kontrollimiseks vajalike rakenduste jaoks.
Hüdroksüetüülselluloos (HEC):
Hüdroksüetüültselluloosi sünteesitakse tselluloosi ja etüleenoksiidi eetristusega.
Seda kasutatakse tavaliselt paksendajana, liimi ja kile moodustava ainena katte, kosmeetika-, meditsiini- ja muudes tööstusharudes.
HEC annab lahuse pseudoplastilise käitumise ja pakub suurepäraseid veepeetuse omadusi.
Hüdroksüpropüültselluloos (HPC):
Hüdroksüpropüültselluloosi toodetakse tselluloosi eeterlikul propüleenoksiidiga.
Seda kasutatakse farmaatsiapreparaatides paksendajana, stabilisaatorina ja sideainena, eriti tableti kattekihtides ja kontrollitud vabastatud ravimite manustamissüsteemides.
HPC -l on termogenereerimisomadused, moodustades geele kõrgel temperatuuril.
Karboksümetüülselluloos (CMC):
Karboksümetüülselluloos sünteesitakse tselluloosi ja naatriuminokloroatsetaadi eeterlikul aluselistel tingimustel.
Seda kasutatakse laialdaselt paksendajana, stabilisaatorina ja emulgaatorina toidu-, farmaatsia- ja tööstuslike rakendustena.
CMC annab viskoossuse ja nihkehaavade käitumise lahendustele ja moodustab stabiilsed kolloidsed dispersioonid.
Etüülhüdroksüetüültselluloos (EHEC):
Etüülhüdroksüetüültselluloos on diskreetseeritud tselluloosi eeter, mida tekitab tselluloosi järjestikune eeter, etüleenoksiidi ja etüülkloriidiga.
Seda kasutatakse paksendajana, reoloogia modifikaatorina ja filmina endistena erinevates rakendustes, sealhulgas katted, liimid ja isiklikud hooldustooted.
EHEC -l on suurem vee lahustuvus ja ühilduvus kui tema üksikult asendatud kolleegidel.
Asendatud tselluloosietrite omadused:
Asendatud tselluloosietrite omadused varieeruvad sõltuvalt sellistest teguritest nagu asendamise aste, molekulmass ja keemiline struktuur. Kuid neil on tavaliselt järgmised omadused:
Hüdrofiilsus: asendatud tselluloosietrid on hüdroksüülrühmade olemasolu tõttu nende struktuuris hüdrofiilsed, mis võimaldab neil vesiniksideme kaudu vee molekulidega suhelda.
Paksenemine ja gelling: paljudel asendatud tselluloosieliitidel on paksenemine ja geelistus, mille tulemuseks on hüdratsiooni korral viskoossete lahuste või geelide moodustumine. Viskoossus ja geeli tugevus sõltuvad sellistest teguritest nagu polümeeri kontsentratsioon ja molekulmass.
KILMIMÄNGID: Mõned asendatud tselluloosietrid on lahendusest valamisel võimelised moodustama selgeid ja paindlikke kileid. Sellel omadusel on eeliseid sellistes rakendustes nagu katted, liimid ja kontrollitud vabastatud ravimite manustamissüsteemid.
Stabiilsus: asendatud tselluloosietritel on üldiselt hea stabiilsus laias pH ja temperatuuritingimustes. Need on vastupidavad mikroobide lagunemisele ja ensümaatilisele hüdrolüüsile, muutes need sobivaks kasutamiseks erinevates koostistes.
Reoloogiline käitumine: asendatud tselluloosietrid esinevad sageli pseudoplastilise või nihkekeha käitumisega, mis tähendab, et nende viskoossus väheneb nihkepinge korral. See omadus on soovitav rakendustes, mis nõuavad töötlemise või rakendamist.
Asendatud tselluloosi eetrite rakendused:
Asendatud tselluloosietreid kasutatakse nende multifunktsionaalsete omaduste tõttu laialdaselt paljudes tööstusharudes. Mõned peamised rakendused hõlmavad:
Toiduainetööstus: asendatud tselluloosieetreid nagu karboksümetüültselluloos (CMC) kasutatakse paksendajana, stabilisaatoreid ja emulgaatorites sellistes toitudes nagu kastmed, kastmed ja piimatooted. Need parandavad tekstuuri, stabiilsust ja suutõusu, pikendades samal ajal säilivusaega.
Farmaatsiatooted: Asendatud tselluloosietreid kasutatakse laialdaselt farmatseutilistes preparaatides sideainete, lagundajate ja kontrollitud vabastamisagentidena tablettides, kapslites ja aktuaalsetes preparaatides. Need parandavad ravimite manustamist, biosaadavust ja patsientide järgimist.
Isikuhooldustooted: asendatud tselluloosietrid on tavalised koostisosad isiklikes hooldustoodetes, näiteks šampoonides, kreemid ja kreemid nende paksenemise, peatamise ja kile moodustavate omaduste tõttu. Need suurendavad toote stabiilsust, tekstuuri ja sensoorseid atribuute.
Ehitusmaterjalid: Alternatiivseid tselluloosietreid kasutatakse lisaainetena sellistes ehitusmaterjalides nagu tsement, mört ja kipsipõhised tooted, et parandada töövõimet, veepeetust ja adhesiooni. Need parandavad nende materjalide jõudlust ja vastupidavust.
Tekstiilid: asendab tselluloosietreid tekstiiliprintimise ja viimistlusprotsessides, et tagada viskoossuse juhtimine, adhesioon ja pesemine. Nad aitavad värvainete ja pigmentide ühtlase ladestumisel tekstiilsubstraatidele.
Nafta- ja gaasitööstus: asendage tselluloosietrid viskoosifikaatorite ja vedeliku kadude ainena puurimisvedelikes, et parandada nafta- ja gaasipuurimisoperatsioonide tõhusust ja ohutust.
Postiaeg: 19. veebruar-20125