Ce este eterul de celuloză?

Eterul de celuloză este un termen general pentru o serie de derivați ai celulozei produși prin alcalinizarea celulozei și agenți de eterificare în anumite condiții. Este un produs în care grupurile eterice înlocuiesc total sau parțial grupurile hidroxil de pe macromolecula de celuloză. În prezent, capacitatea anuală totală de producție de eteri de celuloză la nivel mondial este de peste 600 000 de tone, inclusiv aproximativ 200 000 de tone de eteri de celuloză neionici și peste 400 000 de tone de eteri de celuloză ionici. Eterul de celuloză este un derivat de celuloză cu o mare varietate de aplicații, un volum mare de producție și o valoare ridicată pentru cercetare. Utilizările sale implică multe domenii, cum ar fi industria, agricultura, chimia zilnicăal industriei, protecția mediului, industria aerospațială și apărarea națională.

Sursa de eter de celuloză (materie primă)

În funcție de diferențele de resurse din diferite țări, materia primă celuloză utilizată este în principal bumbacul și celuloza din lemn pentru producția industrială de eteri de celuloză. Bumbac celuloză este adesea denumit bumbac rafinat. Acesta se obține în principal prin rafinarea firelor de bumbac cu o lungime mai mică de 10 mm rămase pe cojile semințelor de bumbac după îndepărtarea firelor lungi. Lintersul de bumbac de pe semințele de bumbac este bogat în celuloză, cu un conținut de aproximativ 65%~80%, iar restul este grăsime, ceară, pectină și cenușă; lemnul conține 35%~45% celuloză, iar restul este hemiceluloză (25%~35%), lignină (20%-30%), grăsime, ceară, coji reziduale de semințe, pectină și cenușă etc., destul de complicat.

Din cauza diferențelor de climă și regiune, tipurile de fibre de lemn din diferite țări sunt, de asemenea, diferite. Principalele fibre naturale din lume provin din diferite specii de conifere și foioase. Pe lângă pădurile naturale, există unele specii de rășinoase și foioase plantate artificial. Diferite alte materii prime din fibre nelemnoase, în principal plante graminee, cum ar fi cerealele (orez, grâu etc.), paiele, bagasa și bambusul, sunt, de asemenea, surse esențiale de celuloză, dar nu au fost pe deplin utilizate.

Tipuri de eteri de celuloză

Eterii de celuloză pot fi monoeteri sau eteri amestecați, iar proprietățile lor au diferențe specifice. Există grupe hidrofile slab substituite pe macromoleculele de celuloză, cum ar fi grupele hidroxietil, care pot oferi produsului un anumit grad de solubilitate în apă, iar grupele hidrofobe includ metil, etil etc. Numai un grad moderat de substituție poate oferi produsului un anumit grad de solubilitate în apă. Produsul cu substituție redusă poate doar să se umfle în apă sau să se dizolve într-o soluție alcalină diluată. Cu ajutorul cercetărilor aprofundate privind proprietățile eteriilor de celuloză, nou eteri de celuloză și domeniile lor de aplicare vor continua să fie dezvoltate și produse.

În funcție de diferitele tipuri de seturi de substituție, ionizare și solubilitate de energie a fibrelor, eterii de celuloză pot fi clasificați după cum urmează:

Regulile generale ale influenței grupărilor din eterii amestecați asupra solubilității sunt următoarele:

• Creșterea conținutului de grupe hidrofobe în produs va crește hidrofobicitatea eterului și va reduce punctul de gel.
• Creșteți conținutul de grupe hidrofile (cum ar fi grupele hidroxietil) pentru a crește punctul de gel.
• Grupul hidroxipropil este unic. O hidroxipropilare corespunzătoare poate reduce temperatura de gel a produsului. Temperatura de gel a produsului cu hidroxipropilare medie crește, dar nivelul ridicat de substituție îi va reduce punctul de gel. Acest lucru se datorează structurii specifice a lungimii lanțului de carbon al grupării hidroxipropil. Nivelurile scăzute de hidroxipropilare vor slăbi legăturile de hidrogen intra- și intermoleculare ale macromoleculelor de celuloză și vor exista grupări hidroxil hidrofile pe lanțurile ramificate, iar hidrofilia sa este dominantă; în timp ce substituția ridicată va provoca polimerizarea grupărilor laterale, conținutul relativ de grupări hidroxil va scădea, iar hidrofobicitatea va crește, ceea ce va reduce solubilitatea sa.

Omenirea are o lungă istorie de producție și cercetare a eterilor de celuloză. Suida a raportat prima eterificare a celulozei în 1905, care a fost metilarea cu sulfat de dimetil. Eterul de alchil neionic a fost brevetat de Lilienfeld (1912), iar Dreyfus (1914) și Leuchs (1920) au obținut eteri de celuloză solubili în apă, respectiv solubili în ulei. Buchler și Gomberg au produs benzilceluloză în 1921, carboximetilceluloză a fost creată pentru prima dată de Jansen în 1918, iar Hubert a produs hidroxietilceluloza în 1920. La începutul anilor 1920, carboximetilceluloza a fost comercializată în Germania. Producția industrializată de MC și Star HEC a fost realizată în Statele Unite în perioada 1937-1938.

Într-o lume necunoscută, omul curios nu se va opri niciodată din explorare, iar echipa de cercetare de la MelaColl celuloză eter de la compania Mikem a lucrat non-stop la structura și performanța eterului de celuloză, îmbunătățirea calității produselor și reducerea costurilor de producție. Îmbunătățirea controlabilității produselor, îmbunătățirea tehnologiei și a nivelului de aplicare, stabilirea unor măsuri eficiente de protecție a mediului și reducerea poluării sunt în continuare obiectivele urmărite de industria eterului de celuloză.