O que é o éter de celulose?

O éter de celulose é um termo geral para uma série de derivados de celulose produzidos por celulose alcalina e agentes eterificantes em determinadas condições. Trata-se de um produto em que os grupos éter substituem total ou parcialmente os grupos hidroxilo da macromolécula de celulose. Atualmente, a capacidade total de produção anual de éteres de celulose a nível mundial é superior a 600 000 toneladas, incluindo cerca de 200 000 toneladas de éteres de celulose não iónicos e mais de 400 000 toneladas de éteres de celulose iónicos. O éter de celulose é um derivado de celulose com uma grande variedade de aplicações, um grande volume de produção e um elevado valor de investigação. As suas utilizações envolvem muitos domínios, como a indústria e a agricultura, química diáriaindústria alA proteção do ambiente, a indústria aeroespacial e a defesa nacional.

Origem do éter de celulose (matéria-prima)

De acordo com as diferenças de recursos em vários países, a celulose de matéria-prima utilizada é principalmente a celulose de algodão e de madeira para a produção industrial de éteres de celulose. Celulose de algodão é frequentemente designado por algodão refinado. É obtido principalmente através da refinação de linters de algodão com um comprimento inferior a 10 mm que permanecem nas cascas das sementes de algodão após a remoção dos linters longos. Os linters de algodão das sementes de algodão são ricos em celulose, com um teor de cerca de 65%~80%, sendo o restante constituído por gordura, cera, pectina e cinzas; a madeira contém 35%~45% de celulose, sendo o restante constituído por hemicelulose (25%~35%), lenhina (20%-30%), gordura, cera, cascas de sementes residuais, pectina e cinzas, etc., bastante complicado.

Devido às diferenças de clima e região, os tipos de fibras de madeira nos vários países também são diferentes. As principais fibras naturais do mundo provêm de várias madeiras macias e duras. Para além das florestas naturais, existem algumas espécies de madeira de coníferas e de folhosas plantadas artificialmente. Diversas outras matérias-primas não lenhosas, principalmente gramíneas, como os cereais (arroz, trigo, etc.), a palha, o bagaço e o bambu, são também fontes essenciais de celulose, mas ainda não foram totalmente utilizadas.

Tipos de éteres de celulose

Os éteres de celulose podem ser monoéteres ou éteres mistos, e as suas propriedades têm diferenças específicas. Existem grupos hidrofílicos pouco substituídos nas macromoléculas de celulose, tais como grupos hidroxietilo, que podem conferir ao produto um certo grau de solubilidade em água, e os grupos hidrofóbicos incluem metilo, etilo, etc. Apenas um grau moderado de substituição pode proporcionar ao produto um certo grau de solubilidade em água. O produto com baixa substituição só pode inchar em água ou dissolver-se numa solução alcalina diluída. Com a investigação aprofundada sobre propriedades dos éteres de celulose, novo éteres de celulose e seus domínios de aplicação continuarão a ser desenvolvidos e produzidos.

De acordo com os diferentes tipos de conjuntos de substituição, ionização e solubilidade de energia da fibra, os éteres de celulose podem ser classificados da seguinte forma:

As regras gerais da influência dos grupos em éteres mistos na solubilidade são as seguintes

• O aumento do teor de grupos hidrofóbicos no produto aumentará a hidrofobicidade do éter e reduzirá o ponto de gel.
• Aumentar o teor de grupos hidrofílicos (como os grupos hidroxietilo) para aumentar o seu ponto de gel.
• O grupo hidroxipropilo é único. A hidroxipropilação correta pode reduzir a temperatura de gel do produto. A temperatura de gel do produto com hidroxipropilação média aumenta, mas o elevado nível de substituição reduzirá o seu ponto de gel. Este facto deve-se à estrutura específica do comprimento da cadeia de carbono do grupo hidroxipropílico. Baixos níveis de hidroxipropilação enfraquecerão as ligações de hidrogénio intra e intermoleculares das macromoléculas de celulose, e haverá grupos hidroxilo hidrofílicos nas cadeias de ramificação, e a sua hidrofilicidade é dominante; enquanto a substituição elevada causará polimerização nos grupos laterais, o conteúdo relativo dos grupos hidroxilo diminuirá e a hidrofobicidade aumentará, o que reduzirá a sua solubilidade.

A humanidade tem uma longa história de produção e investigação de éteres de celulose. Suida relatou pela primeira vez a eterificação da celulose em 1905, que era a metilação com sulfato de dimetilo. O éter alquílico não iónico foi patenteado por Lilienfeld (1912), e Dreyfus (1914) e Leuchs (1920) obtiveram éteres de celulose solúveis em água ou em óleo, respetivamente. Buchler e Gomberg produziram benzilcelulose em 1921, carboximetilcelulose foi criada por Jansen em 1918 e Hubert produziu a hidroxietilcelulose em 1920. No início da década de 1920, a carboximetilcelulose foi comercializada na Alemanha. A produção industrializada de MC e Star HEC foi realizada nos Estados Unidos em 1937-1938.

Num mundo desconhecido, o ser humano curioso nunca pára de explorar, e a equipa de investigação do éter de celulose MelaColl da empresa Mikem tem trabalhado sem parar na estrutura e desempenho do éter de celuloseMelhorar a qualidade dos produtos e reduzir os custos de produção. A melhoria da controlabilidade dos produtos, a melhoria da tecnologia e do nível de aplicação, o estabelecimento de medidas eficazes de proteção do ambiente e a redução da poluição continuam a ser os objectivos perseguidos por a indústria do éter de celulose.