¿Qué es el éter de celulosa?

Éter de celulosa es un término general para una serie de derivados de la celulosa producidos por celulosa alcalina y agentes eterificantes en determinadas condiciones. Se trata de un producto en el que los grupos éter sustituyen total o parcialmente a los grupos hidroxilo de la macromolécula de celulosa. En la actualidad, la capacidad total de producción anual de éteres de celulosa en todo el mundo supera las 600.000 toneladas, incluidas unas 200.000 toneladas de éteres de celulosa no iónicos y más de 400.000 toneladas de éteres de celulosa iónicos. El éter de celulosa es un derivado de celulosa con una amplia variedad de aplicaciones, un gran volumen de producción y un alto valor para la investigación. Sus usos abarcan muchos campos, como la industria, la agricultura, química diariaa industriaprotección del medio ambiente, aeroespacial y defensa nacional.

Origen del éter de celulosa (materia prima)

Según las diferencias de recursos en los distintos países, la materia prima celulósica utilizada es principalmente el algodón y la celulosa de madera para la producción industrial de éteres de celulosa. Celulosa de algodón se denomina a menudo algodón refinado. Se obtiene principalmente refinando los linters de algodón con una longitud inferior a 10 mm que quedan en las cáscaras de las semillas de algodón tras eliminar los linters largos. Los linters de algodón de las semillas de algodón son ricos en celulosa, con un contenido de aproximadamente 65%~80%, y el resto es grasa, cera, pectina y ceniza; la madera contiene 35%~45% de celulosa, y el resto es hemicelulosa (25%~35%), lignina (20%-30%), grasa, cera, cáscaras de semillas residuales, pectina y ceniza, etc., bastante complicado.

Debido a las diferencias climáticas y regionales, los tipos de fibras de madera de los distintos países también son diferentes. Las principales fibras naturales del mundo proceden de diversas maderas blandas y duras. Además de los bosques naturales, existen algunas especies de coníferas y frondosas plantadas artificialmente. Otras materias primas de fibras no madereras, principalmente plantas gramíneas, como los cereales (arroz, trigo, etc.), la paja, el bagazo y el bambú, también son fuentes esenciales de celulosa, pero no se han aprovechado plenamente.

Tipos de éteres de celulosa

Los éteres de celulosa pueden ser monoeteres o éteres mixtos, y sus propiedades presentan diferencias específicas. Hay grupos hidrófilos poco sustituidos en las macromoléculas de celulosa, como los grupos hidroxietilo, que pueden proporcionar al producto un cierto grado de solubilidad en agua, y los grupos hidrófobos incluyen metilo, etilo, etc. Sólo un grado moderado de sustitución puede proporcionar al producto un cierto grado de solubilidad en agua. El producto con baja sustitución sólo puede hincharse en agua o disolverse en una solución alcalina diluida. Con la investigación en profundidad sobre propiedades de los éteres de celulosanuevo éteres de celulosa y sus campos de aplicación seguirán desarrollándose y produciéndose.

Según los distintos tipos de conjuntos de sustitución, ionización y solubilidad de energía de la fibra, los éteres de celulosa pueden clasificarse de la siguiente manera:

Las reglas generales de la influencia de los grupos en los éteres mixtos sobre la solubilidad son las siguientes:

• Aumentar el contenido de grupos hidrófobos en el producto aumentará la hidrofobicidad del éter y reducirá el punto de gel.
• Aumentar el contenido de grupos hidrófilos (como los grupos hidroxietilo) para aumentar su punto de gel.
• El grupo hidroxipropilo es único. Una hidroxipropilación adecuada puede reducir la temperatura de gel del producto. La temperatura de gel del producto con hidroxipropilación media aumenta, pero el alto nivel de sustitución reducirá su punto de gel. Esto se debe a la particular estructura de la longitud de la cadena de carbono del grupo hidroxipropilo. Los niveles bajos de hidroxipropilación debilitarán los enlaces de hidrógeno intra e intermoleculares de las macromoléculas de celulosa, y habrá grupos hidroxilo hidrófilos en las cadenas ramificadas, y su hidrofilicidad es dominante; mientras que la sustitución alta provocará la polimerización en los grupos laterales, el contenido relativo de grupos hidroxilo disminuirá, y la hidrofobicidad aumentará, lo que reducirá su solubilidad.

La humanidad tiene una larga historia de producción e investigación de éteres de celulosa. Suida informó por primera vez de la eterificación de la celulosa en 1905, que fue la metilación con sulfato de dimetilo. El éter alquílico no iónico fue patentado por Lilienfeld (1912), y Dreyfus (1914) y Leuchs (1920) obtuvieron éteres de celulosa solubles en agua o en aceite, respectivamente. Buchler y Gomberg produjeron bencilcelulosa en 1921, carboximetilcelulosa fue creada por primera vez por Jansen en 1918, y Hubert produjo hidroxietilcelulosa en 1920. A principios de la década de 1920, la carboximetilcelulosa se comercializó en Alemania. La producción industrializada de MC y Star HEC se realizó en Estados Unidos entre 1937 y 1938.

En un mundo desconocido, el humano curioso nunca dejará de explorar, y el equipo de investigación del éter de celulosa MelaColl de la empresa Mikem ha estado trabajando sin parar en la estructura y la rendimiento del éter de celulosamejorar la calidad de los productos y reducir los costes de producción. Mejorar la controlabilidad de los productos, perfeccionar la tecnología y el nivel de aplicación, establecer medidas eficaces de protección del medio ambiente y reducir la contaminación siguen siendo los objetivos perseguidos por la industria del éter de celulosa.