Wat is cellulose-ether?

Cellulose-ether is een algemene term voor een reeks cellulosederivaten die worden geproduceerd door alkalicellulose en ethervormers onder bepaalde omstandigheden. Het is een product waarin ethergroepen de hydroxylgroepen op het cellulose macromolecuul geheel of gedeeltelijk vervangen. Momenteel bedraagt de totale jaarlijkse productiecapaciteit van cellulose-ethers wereldwijd meer dan 600.000 ton, waaronder ongeveer 200.000 ton niet-ionische cellulose-ethers en meer dan 400.000 ton ionische cellulose-ethers. Cellulose-ether is een cellulosederivaat met een breed scala aan toepassingen, een groot productievolume en een hoge onderzoekswaarde. Het wordt op vele gebieden gebruikt, zoals de industrie en de landbouw, dagelijkse chemiealindustrieMilieubescherming, lucht- en ruimtevaart en nationale defensie.

Bron van cellulose-ether (grondstof)

Afhankelijk van de verschillen in hulpbronnen in verschillende landen wordt voor de industriële productie van cellulose-ethers voornamelijk katoen en houtcellulose als grondstof gebruikt. Katoen cellulose wordt vaak geraffineerde katoen genoemd. Het wordt voornamelijk verkregen door het raffineren van katoenlinters met een lengte van minder dan 10 mm die overblijven op de katoenzaadschillen na verwijdering van de lange linters. De katoenlinters op katoenzaden zijn rijk aan cellulose, met een gehalte van ongeveer 65%~80%, en de rest is vet, was, pectine en as; Hout bevat 35%~45% cellulose, en de rest is hemicellulose (25%~35%), lignine (20%-30%), vet, was, resterende zaadhulzen, pectine en as, enz.

Door verschillen in klimaat en regio zijn de soorten houtvezels in verschillende landen ook verschillend. De primaire natuurlijke vezels in de wereld zijn afkomstig van verschillende soorten zacht- en hardhout. Naast natuurlijke bossen zijn er ook enkele kunstmatig aangeplante soorten naaldhout en loofhout. Verschillende andere niet-houtvezelgrondstoffen, voornamelijk gramineuze planten, zoals granen (rijst, tarwe, enz.), stro, bagasse en bamboe, zijn ook essentiële bronnen van cellulose, maar ze worden niet volledig benut.

Soorten cellulose-ethers

Cellulose-ethers kunnen mono-ethers of gemengde ethers zijn, en hun eigenschappen hebben specifieke verschillen. Er zijn hydrofiele groepen met een lage substitutie op de cellulose macromoleculen, zoals hydroxyethylgroepen, die het product een bepaalde oplosbaarheid in water kunnen geven, en de hydrofobe groepen zijn methyl, ethyl, etc. Slechts een matige substitutie kan het product een bepaalde mate van oplosbaarheid in water geven. Het product met een lage substitutie kan alleen opzwellen in water of oplossen in een verdunde alkali-oplossing. Met het diepgaande onderzoek naar de eigenschappen van cellulose-ethersnieuw ethers van cellulose en hun toepassingsgebieden zullen verder ontwikkeld en geproduceerd worden.

Volgens de verschillende soorten substitutiesets, ionisatie en oplosbaarheid van vezelenergie kunnen cellulose-ethers als volgt worden geclassificeerd:

De algemene regels voor de invloed van groepen in gemengde ethers op de oplosbaarheid zijn als volgt:

• Het verhogen van het gehalte hydrofobe groepen in het product zal de hydrofobiciteit van de ether verhogen en het gelpunt verlagen.
• Verhoog het gehalte hydrofiele groepen (zoals hydroxyethylgroepen) om het gelpunt te verhogen.
• De hydroxypropylgroep is uniek. Een goede hydroxypropylering kan de geleertemperatuur van het product verlagen. De geltemperatuur van het product met gemiddelde hydroxypropylering neemt toe, maar het hoge substitutieniveau verlaagt het gelpunt. Dit komt door de specifieke koolstofketenlengtestructuur van de hydroxypropylgroep. Een laag niveau van hydroxypropylering zal de intra- en intermoleculaire waterstofbruggen van cellulose macromoleculen verzwakken en er zullen hydrofiele hydroxylgroepen op de vertakkingsketens zitten, waardoor de hydrofiliteit overheerst. Een hoog substitutieniveau zal polymerisatie op de zijgroepen veroorzaken, het relatieve gehalte aan hydroxylgroepen zal afnemen en de hydrofobiciteit zal toenemen, waardoor de oplosbaarheid zal afnemen.

De mensheid kent een lange geschiedenis van productie en onderzoek naar cellulose-ethers. Suida rapporteerde voor het eerst de ethervorming van cellulose in 1905, wat neerkwam op methylering met dimethylsulfaat. Niet-ionische alkyl ether werd gepatenteerd door Lilienfeld (1912), en Dreyfus (1914), en Leuchs (1920) verkregen respectievelijk in water of olie oplosbare cellulose ethers. Buchler en Gomberg produceerden benzylcellulose in 1921, carboxymethylcellulose werd voor het eerst gemaakt door Jansen in 1918 en Hubert produceerde hydroxyethylcellulose in 1920. In het begin van de jaren 1920 werd carboxymethylcellulose in Duitsland op de markt gebracht. Geïndustrialiseerde productie van MC en Star HEC werd gerealiseerd in de Verenigde Staten van 1937-1938.

In een onbekende wereld zal de nieuwsgierige mens nooit ophouden met onderzoeken, en het onderzoeksteam van MelaColl cellulose-ether van het bedrijf Mikem heeft non-stop gewerkt aan de structuur en de eigenschappen van cellulose-ether. prestaties van cellulose-etherverbetering van de productkwaliteit en verlaging van de productiekosten. Het verbeteren van de controleerbaarheid van producten, het verbeteren van de technologie en het toepassingsniveau, het vaststellen van effectieve milieubeschermingsmaatregelen en het terugdringen van vervuiling zijn nog steeds de doelen die worden nagestreefd door de cellulose-etherindustrie.