Что такое эфир целлюлозы?

Эфир целлюлозы - это общий термин для ряда производных целлюлозы, получаемых при помощи щелочной целлюлозы и этерифицирующих агентов в определенных условиях. Это продукт, в котором эфирные группы полностью или частично замещают гидроксильные группы на макромолекуле целлюлозы. В настоящее время общий годовой объем производства эфиров целлюлозы в мире составляет более 600 000 тонн, включая около 200 000 тонн неионных эфиров целлюлозы и более 400 000 тонн ионных эфиров целлюлозы. Эфир целлюлозы представляет собой производное целлюлозы Широкий спектр применения, большой объем производства и высокая исследовательская ценность. Он используется во многих областях, таких как промышленность, сельское хозяйство, ежедневная химияалюминиевая промышленностьВ частности, в области охраны окружающей среды, аэрокосмической промышленности и национальной обороны.

Источник эфира целлюлозы (сырье)

В соответствии с различиями в ресурсах в разных странах, для промышленного производства эфиров целлюлозы в качестве сырья используется в основном хлопковая и древесная целлюлоза. Хлопковая целлюлоза часто называют рафинированным хлопком. Его получают в основном путем переработки хлопковых волокон длиной менее 10 мм, остающихся на хлопковой шелухе после удаления длинных волокон. Хлопковые катышки хлопчатника богаты целлюлозой, содержание которой составляет около 65%~80%, а остальное - жир, воск, пектин и зола; древесина содержит 35%~45% целлюлозы, а остальное - гемицеллюлозу (25%~35%), лигнин (20%-30%), жир, воск, остатки шелухи семян, пектин и золу, и т.д., довольно сложную.

Из-за различий в климате и регионе типы древесных волокон в разных странах также отличаются. Основные натуральные волокна в мире производятся из различных хвойных и лиственных пород. Помимо естественных лесов, существуют искусственные посадки хвойных и лиственных пород. Различные другие виды недревесного сырья, в основном граминизированные растения, такие как зерновые (рис, пшеница и т.д.), солома, багасса и бамбук, также являются важными источниками целлюлозы, но они еще не полностью использованы.

Типы эфиров целлюлозы

Эфиры целлюлозы могут быть моноэфирами или смешанными эфирами, и их свойства имеют специфические различия. На макромолекулах целлюлозы имеются низкозамещенные гидрофильные группы, такие как гидроксиэтильные группы, которые могут придать продукту определенную степень растворимости в воде, а гидрофобные группы включают метил, этил и т.д. Только умеренная степень замещения может обеспечить продукту определенную степень растворимости в воде. Продукт с низкой степенью замещения может только набухать в воде или растворяться в разбавленном растворе щелочи. Благодаря глубокому исследованию свойства эфиров целлюлозы, новый Эфиры целлюлозы и области их применения будут продолжать разрабатываться и производиться.

В соответствии с различными типами наборов замещения, ионизации и растворимость По энергии волокна эфиры целлюлозы можно классифицировать следующим образом:

Общие правила влияния групп в смешанных эфирах на растворимость таковы:

• Увеличение содержания гидрофобных групп в продукте приведет к увеличению гидрофобности эфира и снижению точки гелеобразования.
• Увеличьте содержание гидрофильных групп (например, гидроксиэтильных), чтобы повысить температуру геля.
• Гидроксипропильная группа уникальна. Правильное гидроксипропилирование может снизить температуру геля продукта. Температура геля продукта со средней степенью гидроксипропилирования повышается, но высокий уровень замещения снижает температуру геля. Это связано с особой структурой гидроксипропильной группы с длиной углеродной цепи. Низкий уровень гидроксипропилирования ослабляет внутри- и межмолекулярные водородные связи макромолекул целлюлозы, на ветвях цепей остаются гидрофильные гидроксильные группы, и гидрофильность продукта преобладает; высокий уровень замещения приводит к полимеризации боковых групп, относительное содержание гидроксильных групп уменьшается, а гидрофобность увеличивается, что снижает его растворимость.

Человечество имеет долгую историю производства и исследования эфиров целлюлозы. Суида впервые сообщил об этерификации целлюлозы в 1905 году, которая представляла собой метилирование диметилсульфатом. Неионный алкиловый эфир был запатентован Лилиенфельдом (1912), а Дрейфус (1914) и Лейхс (1920) получили водорастворимые или маслорастворимые эфиры целлюлозы соответственно. В 1921 году Бухлер и Гомберг получили бензилцеллюлозу, карбоксиметилцеллюлоза впервые была создана Янсеном в 1918 году, а Губерт произвел гидроксиэтилцеллюлозу в 1920 году. В начале 1920-х годов карбоксиметилцеллюлоза была коммерциализирована в Германии. Промышленное производство МК и Star HEC было реализовано в США в 1937-1938 годах.

В неизведанном мире любопытный человек никогда не перестанет исследовать его, и команда исследователей из компании MelaColl, занимающаяся разработкой эфира целлюлозы, безостановочно работает над структурой и эффективность эфира целлюлозы, повышение качества продукции и снижение себестоимости. Улучшение управляемости продукции, совершенствование технологий и уровня их применения, разработка эффективных мер по защите окружающей среды и снижение уровня загрязнения по-прежнему являются целями, которые преследуют промышленность эфира целлюлозы.