Modyfikacja eteryfikacji celulozy

01. Wprowadzenie celulozy

Celuloza jest wielkocząsteczkowym polisacharydem składającym się z glukozy. Nierozpuszczalny w wodzie i ogólnych rozpuszczalnikach organicznych. Jest głównym składnikiem ściany komórkowej roślin, a także najbardziej rozpowszechnionym i najobficiej występującym w przyrodzie polisacharydem.

Celuloza jest najobficiej występującym zasobem odnawialnym na Ziemi, a także naturalnym polimerem, którego akumulacja jest największa. Ma tę zaletę, że jest odnawialny, całkowicie biodegradowalny i ma dobrą biokompatybilność.

02. Przyczyny modyfikacji celulozy

Makrocząsteczki celulozy zawierają dużą liczbę grup -OH. Ze względu na działanie wiązań wodorowych siła pomiędzy makrocząsteczkami jest stosunkowo duża, co doprowadzi do dużej entalpii topnienia △H; z drugiej strony w makrocząsteczkach celulozy znajdują się pierścienie. Podobnie jak struktura, sztywność łańcucha molekularnego jest większa, co doprowadzi do mniejszej zmiany entropii topnienia ΔS. Te dwa powody powodują, że temperatura stopionej celulozy (= △H / △S ) będzie wyższa, a temperatura rozkładu celulozy stosunkowo niska. Dlatego po podgrzaniu celulozy do określonej temperatury pojawią się włókna. Zjawisko polegające na tym, że celuloza uległa rozkładowi, zanim zaczęła się topić, dlatego w przetwarzaniu materiałów celulozowych nie można stosować metody najpierw topienia, a następnie formowania.

03. Znaczenie modyfikacji celulozy

Wraz ze stopniowym wyczerpywaniem się zasobów kopalnych i coraz poważniejszymi problemami środowiskowymi powodowanymi przez odpady tekstyliów z włókien chemicznych, rozwój i wykorzystanie naturalnych materiałów z włókien odnawialnych stał się jednym z gorących punktów, na które ludzie zwracają uwagę. Celuloza jest najobficiej występującym w przyrodzie odnawialnym zasobem naturalnym. Ma doskonałe właściwości, takie jak dobra higroskopijność, antystatyka, silna przepuszczalność powietrza, dobra zdolność do barwienia, wygodne noszenie, łatwa obróbka tekstyliów i biodegradowalność. Posiada właściwości nieporównywalne z włóknami chemicznymi. .

Cząsteczki celulozy zawierają dużą liczbę grup hydroksylowych, które łatwo tworzą wewnątrzcząsteczkowe i międzycząsteczkowe wiązania wodorowe i rozkładają się w wysokich temperaturach bez topienia. Jednakże celuloza ma dobrą reaktywność, a jej wiązanie wodorowe można zniszczyć poprzez modyfikację chemiczną lub reakcję szczepienia, co może skutecznie obniżyć temperaturę topnienia. Jako różnorodne produkty przemysłowe, jest szeroko stosowany w tekstyliach, separacji membranowej, tworzywach sztucznych, tytoniu i powłokach.

04. Modyfikacja eteryfikacji celulozy

Eter celulozy jest rodzajem pochodnej celulozy otrzymywanej w wyniku eteryfikacji modyfikacji celulozy. Jest szeroko stosowany ze względu na doskonałe właściwości zagęszczające, emulgujące, tworzące zawiesinę, tworzące film, koloid ochronny, zatrzymujący wilgoć i właściwości adhezyjne. Stosowany w żywności, medycynie, produkcji papieru, farbach, materiałach budowlanych itp.

Eteryfikacja celulozy to szereg pochodnych wytwarzanych w wyniku reakcji grup hydroksylowych w łańcuchu cząsteczkowym celulozy ze środkami alkilującymi w warunkach zasadowych. Zużycie grup hydroksylowych zmniejsza liczbę międzycząsteczkowych wiązań wodorowych, aby zmniejszyć siły międzycząsteczkowe, poprawiając w ten sposób stabilność termiczną celulozy, poprawiając wydajność przetwarzania materiałów, a jednocześnie obniżając temperaturę topnienia celulozy.

Przykłady wpływu modyfikacji eteryfikacji na inne funkcje celulozy:

Wykorzystując rafinowaną bawełnę jako podstawowy surowiec, badacze zastosowali jednoetapowy proces eteryfikacji, aby przygotować kompleksowy eter karboksymetylohydroksypropylocelulozy o jednolitej reakcji, wysokiej lepkości, dobrej odporności na kwasy i sól w wyniku reakcji alkalizacji i eteryfikacji. Dzięki jednoetapowemu procesowi eteryfikacji wytworzona karboksymetylohydroksypropyloceluloza ma dobrą odporność na sól, odporność na kwasy i rozpuszczalność. Zmieniając względne ilości tlenku propylenu i kwasu chlorooctowego, można otrzymać produkty o różnej zawartości karboksymetylu i hydroksypropylu. Wyniki badań wykazały, że karboksymetylohydroksypropyloceluloza wytwarzana metodą jednoetapową charakteryzuje się krótkim cyklem produkcyjnym, niskim zużyciem rozpuszczalnika, a produkt charakteryzuje się doskonałą odpornością na sole jedno i dwuwartościowe oraz dobrą odpornością na kwasy.

05. Perspektywy modyfikacji eteryfikacji celulozy

Celuloza jest ważnym surowcem chemicznym i chemicznym, bogatym w zasoby, ekologicznym, przyjaznym dla środowiska i odnawialnym. Pochodne modyfikacji eteryfikacji celulozy charakteryzują się doskonałymi właściwościami użytkowymi, szerokim zakresem zastosowań i doskonałymi efektami użytkowymi oraz w dużym stopniu odpowiadają potrzebom gospodarki narodowej. A potrzeby rozwoju społecznego, przy ciągłym postępie technologicznym i realizacji komercjalizacji w przyszłości, jeśli syntetyczne surowce i metody syntezy pochodnych celulozy będą mogły zostać bardziej uprzemysłowione, będą one pełniej wykorzystane i osiągną szerszy zakres zastosowań . Wartość