Oversigt
Cellulose er en naturlig polymer sammensat af vandfri β-glucoseenheder, og den har tre hydroxylgrupper på hver basering.Ved kemisk modificering af cellulose kan der fremstilles en række forskellige cellulosederivater, og en af dem er celluloseether.Celluloseether er en polymerforbindelse med en etherstruktur afledt af cellulose, herunder methylcellulose, ethylcellulose, hydroxyethylcellulose, hydroxypropylcellulose, carboxymethylcellulose og andre.Disse derivater fremstilles sædvanligvis ved at omsætte alkalicellulose med monochloralkan, ethylenoxid, propylenoxid eller monochloreddikesyre.Den resulterende celluloseether har fremragende vandopløselighed, fortykningsevne og filmdannende egenskaber, og den er meget udbredt i industrier som byggeri, farmaceutiske produkter, fødevarer og kosmetik.Celluloseether er et vedvarende, biologisk nedbrydeligt og ikke-giftigt materiale, hvilket gør det til et populært alternativ til syntetiske polymerer.
Ydeevne og funktioner
1. Udseende funktioner
Celluloseether er et hvidt, lugtfrit, fibrøst pulver, der let absorberer fugt og danner et stabilt, tyktflydende, gennemsigtigt kolloid, når det opløses i vand.
2. Filmdannelse og vedhæftning
Den kemiske modifikation af cellulose til at producere celluloseether påvirker dens egenskaber betydeligt, herunder dens opløselighed, filmdannende evne, bindingsstyrke og saltbestandighed.Disse egenskaber gør celluloseether til en yderst ønskelig polymer med fremragende mekanisk styrke, fleksibilitet, varmebestandighed og kuldebestandighed.Derudover udviser den god kompatibilitet med forskellige harpikser og blødgørere, hvilket gør den velegnet til brug i produktionen af plast, film, lak, klæbemidler, latex og lægemiddelbelægningsmaterialer.På grund af dets alsidige egenskaber er celluloseether blevet et vigtigt materiale i fremstillingsindustrien, hvilket giver forbedret ydeevne, stabilitet og holdbarhed til en bred vifte af produkter.Som et resultat har det en bred vifte af applikationer inden for forskellige områder, herunder lægemidler, belægninger, tekstiler, byggeri og fødevareindustrien, blandt andre.
3. Opløselighed
Opløseligheden af celluloseethere såsom methylcellulose, methylhydroxyethylcellulose, hydroxyethylcellulose og natriumcarboxymethylhydroxyethylcellulose varierer afhængigt af den anvendte temperatur og opløsningsmiddel.Methylcellulose og methylhydroxyethylcellulose er opløselige i koldt vand og nogle organiske opløsningsmidler, men udfældes ved opvarmning, idet methylcellulose udfældes ved 45-60°C og den blandede etherificerede methylhydroxyethylcellulose ved 65-80°C.Bundfaldene kan dog genopløses, når temperaturen sænkes.På den anden side er hydroxyethylcellulose og natriumcarboxymethylhydroxyethylcellulose vandopløselige ved enhver temperatur, men uopløselige i organiske opløsningsmidler.Disse celluloseethere har forskellige opløseligheds- og udfældningsegenskaber, der gør dem velegnede til forskellige anvendelser i industrier såsom plast, film, belægninger og klæbemidler.
4. Fortykkelse
Når celluloseether opløses i vand, danner den en kolloid opløsning, hvis viskositet påvirkes af polymerisationsgraden af celluloseetheren.Opløsningen indeholder hydratiserede makromolekyler, som udviser ikke-newtonsk adfærd, dvs. strømningsadfærden ændres med den påførte forskydningskraft.På grund af den makromolekylære struktur stiger opløsningens viskositet hurtigt med koncentration, men falder hurtigt med temperaturstigning.Viskositeten af celluloseetheropløsninger er også påvirket af pH, ionstyrke og tilstedeværelsen af andre kemikalier.Disse unikke egenskaber ved celluloseether gør den nyttig i forskellige applikationer såsom klæbemidler, belægninger, kosmetik og fødevarer.
Ansøgning
1. Petroleumsindustrien
Natriumcarboxymethylcellulose (NaCMC) er en celluloseether med en bred vifte af anvendelser i olieekstraktionsprocessen.Dens fremragende viskositetsforøgende og væsketabsreducerende egenskaber gør den til et populært valg inden for borevæsker, cementeringsvæsker og fraktureringsvæsker.Det har især vist lovende resultater med at forbedre olieindvindingen.NaCMC kan modstå forskellig opløselig saltforurening og øge olieudvindingen ved at reducere vandtab, og dens saltbestandighed og viskositetsforøgende evne gør den ideel til at forberede borevæsker til ferskvand, havvand og mættet saltvand.
Natriumcarboxymethylhydroxypropylcellulose (NaCMHPC) og natriumcarboxymethylhydroxyethylcellulose (NaCMHEC) er to celluloseetherderivater med høj opslæmningshastighed, god anti-calcium ydeevne og god viskositetsforøgende evne, hvilket gør dem til fremragende valg som midler til behandling af boremudder og materialer til klargøring af færdiggørelsesvæsker.De udviser overlegen viskositetsforøgende evne og væsketabsreducerende egenskaber sammenlignet med hydroxyethylcellulose, og deres evne til at blive formuleret til borevæsker med forskellige densiteter under vægten af calciumchlorid gør dem til et alsidigt additiv til at øge olieproduktionen.
Hydroxyethylcellulose (HEC) er et andet cellulosederivat, der anvendes som et mudderfortykkelses- og stabiliseringsmiddel i bore-, færdiggørelses- og cementeringsprocessen.Sammenlignet med natriumcarboxymethylcellulose og guargummi har HEC stærk sandsuspension, høj saltkapacitet, god varmebestandighed, lav blandingsmodstand, mindre væsketab og gelbrydende blok.HEC har været meget udbredt på grund af dets gode fortykkelseseffekt, lave restkoncentrationer og andre egenskaber.Samlet set spiller celluloseethere som NaCMC, NaCMHPC, NaCMHEC og HEC kritiske roller i olieudvindingsprocessen og har vist betydeligt potentiale til at forbedre olieudvinding.
2. Bygge- og malerindustrien
Natriumcarboxymethylcellulose er et alsidigt byggematerialeadditiv, der kan bruges som retarder, vandtilbageholdelsesmiddel, fortykningsmiddel og bindemiddel til bygningsmurværk og pudsemørtel.Det kan også bruges som dispergeringsmiddel, vandtilbageholdende middel og fortykningsmiddel til puds, mørtel og jordudjævningsmaterialer.En speciel tilsætning af mur- og pudsemørtel lavet af carboxymethylcellulose kan forbedre bearbejdeligheden, vandretentionen og modstandsdygtigheden over for revner, så man undgår revner og hulrum i blokvæggen.Derudover kan methylcellulose bruges til at fremstille miljøvenlige bygningsoverfladedekorationsmaterialer til højkvalitets væg- og stenfliseoverflader samt til overfladedekoration af søjler og monumenter.
3. Daglig kemisk industri
Natriumcarboxymethylcellulose er et alsidigt stabiliserende viskositetsmiddel, der kan bruges i en række forskellige produkter.I pastaprodukter, der indeholder faste pulverråmaterialer, spiller det en afgørende rolle i dispersion og suspensionsstabilisering.Til flydende eller emulsionskosmetik fungerer det som et fortykkelses-, dispergerings- og homogeniserende middel.Dette cellulosederivat kan også fungere som en emulsionsstabilisator, salve og shampoo fortykningsmiddel og stabilisator, tandpasta klæbende stabilisator og vaskemiddel fortykningsmiddel og anti-pletmiddel.Natriumcarboxymethylhydroxypropylcellulose, en type celluloseether, er meget udbredt som tandpastastabilisator på grund af dens tixotrope egenskaber, som hjælper med at bevare tandpastaens formbarhed og konsistens.Dette derivat er også modstandsdygtigt over for salt og syre, hvilket gør det til et effektivt fortykningsmiddel i rengøringsmidler og anti-pletmidler.Natriumcarboxymethylcellulose bruges almindeligvis som smudsdispergeringsmiddel, fortykningsmiddel og dispergeringsmiddel i fremstillingen af vaskepulver og flydende vaskemidler.
4. Medicin og fødevareindustri
I den farmaceutiske industri er Yibang hydroxypropylcarboxymethylcellulose (HPMC) i vid udstrækning brugt som lægemiddelhjælpestof til orale præparater med kontrolleret frigivelse og langvarig frigivelse.Det virker som et frigivelseshæmmende materiale til at regulere frigivelsen af lægemidler og som et coatingmateriale til at forsinke frigivelsen af formuleringer.Methylcarboxymethylcellulose og ethylcarboxymethylcellulose bruges almindeligvis til fremstilling af tabletter og kapsler eller til at overtrække sukkerovertrukne tabletter.I fødevareindustrien er celluloseethere af høj kvalitet effektive fortykningsmidler, stabilisatorer, hjælpestoffer, vandtilbageholdende midler og mekaniske skummidler i forskellige fødevarer.Methylcellulose og hydroxypropylmethylcellulose anses for metabolisk inerte og er sikre til indtagelse.Carboxymethylcellulose med høj renhed kan tilsættes fødevarer, herunder mælk og fløde, krydderier, syltetøj, gelé, dåsemad, bordsirup og drikkevarer.Derudover kan carboxymethylcellulose bruges til transport og opbevaring af frisk frugt som plastfolie, hvilket giver en god friskholdende effekt, mindre forurening, ingen skader og nem mekaniseret produktion.
5. Optiske og elektriske funktionelle materialer
Den højrente celluloseether med god syre- og saltresistens fungerer som en elektrolytfortykkelsesstabilisator, der giver stabile kolloide egenskaber til alkaliske og zink-manganbatterier.Nogle celluloseethere udviser termotrop flydende krystallinitet, såsom hydroxypropylcelluloseacetat, som danner kolesteriske flydende krystaller under 164°C.
Hovedreference
● Ordbog over kemiske stoffer.
● Karakteristika, fremstilling og industriel anvendelse af celluloseether.
● Status Quo og udviklingstendens for Cellulose Ether Market.
