Che cos'è l'etere di cellulosa?

Etere di cellulosa è un termine generale per indicare una serie di derivati della cellulosa prodotti da cellulosa alcalina e agenti eterificanti in determinate condizioni. Si tratta di un prodotto in cui i gruppi eterei sostituiscono in tutto o in parte i gruppi ossidrilici della macromolecola di cellulosa. Attualmente, la capacità produttiva annuale totale di eteri di cellulosa a livello mondiale è di oltre 600.000 tonnellate, di cui circa 200.000 tonnellate di eteri di cellulosa non ionici e oltre 400.000 tonnellate di eteri di cellulosa ionici. L'etere di cellulosa è un derivato della cellulosa con un'ampia varietà di applicazioni, un grande volume di produzione e un elevato valore di ricerca. I suoi impieghi riguardano molti campi, come l'industria e l'agricoltura, chimica quotidianaindustria, protezione dell'ambiente, aerospaziale e difesa nazionale.

Fonte di Etere di Cellulosa (Materia Prima)

In base alle differenze di risorse nei vari Paesi, la materia prima cellulosa utilizzata è principalmente cotone e cellulosa di legno per la produzione industriale di eteri di cellulosa. Cellulosa di cotone è spesso indicato come cotone raffinato. Si ottiene principalmente dalla raffinazione dei linters di cotone di lunghezza inferiore a 10 mm che rimangono sui semi di cotone dopo la rimozione dei linters lunghi. I linters dei semi di cotone sono ricchi di cellulosa, con un contenuto di circa 65%~80%, e il resto è costituito da grasso, cera, pectina e cenere; il legno contiene 35%~45% di cellulosa, e il resto è costituito da emicellulosa (25%~35%), lignina (20%-30%), grasso, cera, mallo di semi residui, pectina e cenere, ecc.

A causa delle differenze climatiche e regionali, anche i tipi di fibre di legno dei vari Paesi sono diversi. Le principali fibre naturali nel mondo provengono da varie specie di legno tenero e duro. Oltre alle foreste naturali, esistono alcune specie di conifere e latifoglie piantate artificialmente. Diverse altre materie prime non legnose, principalmente piante graminacee, come cereali (riso, grano, ecc.), paglia, bagassa e bambù, sono anch'esse fonti essenziali di cellulosa, ma non sono state pienamente utilizzate.

Tipi di eteri di cellulosa

Gli eteri di cellulosa possono essere mono eteri o eteri misti e le loro proprietà presentano differenze specifiche. Sulle macromolecole di cellulosa sono presenti gruppi idrofili a basso grado di sostituzione, come i gruppi idrossietilici, che possono conferire al prodotto un certo grado di solubilità in acqua, mentre i gruppi idrofobici includono metile, etile, ecc. Solo un grado di sostituzione moderato può conferire al prodotto un certo grado di solubilità in acqua. Il prodotto a basso grado di sostituzione può solo gonfiarsi in acqua o dissolversi in una soluzione alcalina diluita. Con la ricerca approfondita su le proprietà degli eteri di cellulosa, nuovo eteri di cellulosa e loro campi di applicazione continueranno a essere sviluppati e prodotti.

In base ai diversi tipi di set di sostituzione, ionizzazione e solubilità di energia della fibra, gli eteri di cellulosa possono essere classificati come segue:

Le regole generali dell'influenza dei gruppi negli eteri misti sulla solubilità sono le seguenti:

• Aumentando il contenuto di gruppi idrofobici nel prodotto, si aumenta l'idrofobicità dell'etere e si riduce il punto di gel.
• Aumentare il contenuto di gruppi idrofili (come i gruppi idrossietilici) per aumentare il punto di gelificazione.
• Il gruppo idrossipropilico è unico. Una corretta idrossipropilazione può ridurre la temperatura di gel del prodotto. La temperatura di gel del prodotto a media idrossipropilazione aumenta, ma l'elevato livello di sostituzione ne riduce il punto di gel. Ciò è dovuto alla particolare struttura della catena di carbonio del gruppo idrossipropilico. Bassi livelli di idrossipropilazione indeboliranno i legami idrogeno intra e intermolecolari delle macromolecole di cellulosa, e ci saranno gruppi idrossilici idrofili sulle catene ramificate, e la sua idrofilia è dominante; mentre un alto livello di sostituzione causerà la polimerizzazione dei gruppi laterali, il contenuto relativo di gruppi idrossilici diminuirà e l'idrofobicità aumenterà, riducendo la sua solubilità.

L'umanità ha una lunga storia di produzione e ricerca di eteri di cellulosa. Suida riportò per la prima volta l'eterificazione della cellulosa nel 1905, che consisteva nella metilazione con dimetil solfato. L'alchil etere non ionico fu brevettato da Lilienfeld (1912), mentre Dreyfus (1914) e Leuchs (1920) ottennero rispettivamente eteri di cellulosa solubili in acqua o in olio. Buchler e Gomberg produssero la benzilcellulosa nel 1921, carbossimetilcellulosa è stata creata per la prima volta da Jansen nel 1918, mentre Hubert ha prodotto l'idrossietilcellulosa nel 1920. All'inizio degli anni '20, la carbossimetilcellulosa fu commercializzata in Germania. La produzione industrializzata di MC e Star HEC fu realizzata negli Stati Uniti nel periodo 1937-1938.

In un mondo sconosciuto, l'uomo curioso non smetterà mai di esplorare, e il team di ricerca dell'etere di cellulosa MelaColl dell'azienda Mikem ha lavorato senza sosta sulla struttura e sul prestazioni dell'etere di cellulosamigliorare la qualità dei prodotti e ridurre i costi di produzione. Migliorare la controllabilità dei prodotti, migliorare la tecnologia e il livello di applicazione, stabilire misure efficaci di protezione dell'ambiente e ridurre l'inquinamento sono ancora gli obiettivi perseguiti da l'industria dell'etere di cellulosa.