Visión xeral
A celulosa é un polímero natural composto por unidades de β-glicosa anhidra e ten tres grupos hidroxilo en cada anel base.Ao modificar quimicamente a celulosa pódese producir unha variedade de derivados de celulosa, e un deles é o éter de celulosa.O éter de celulosa é un composto polímero cunha estrutura éter derivada da celulosa, incluíndo a metil celulosa, etil celulosa, hidroxietil celulosa, hidroxipropil celulosa, carboximetil celulosa e outros.Estes derivados prodúcense xeralmente facendo reaccionar celulosa alcalina con monocloroalcano, óxido de etileno, óxido de propileno ou ácido monocloroacético.O éter de celulosa resultante ten unha excelente solubilidade en auga, capacidade de espesamento e propiedades de formación de película, e úsase amplamente en industrias como a construción, a farmacéutica, a alimentación e a cosmética.O éter de celulosa é un material renovable, biodegradable e non tóxico, polo que é unha alternativa popular aos polímeros sintéticos.
Rendemento e características
1. Características de aparencia
O éter de celulosa é un po branco, inodoro e fibroso que absorbe facilmente a humidade e forma un coloide estable, viscoso e transparente cando se disolve en auga.
2. Formación e adhesión de películas
A modificación química da celulosa para producir éter de celulosa afecta significativamente as súas propiedades, incluíndo a súa solubilidade, a súa capacidade de formación de película, a forza de unión e a resistencia á sal.Estas características fan que o éter de celulosa sexa un polímero moi desexable cunha excelente resistencia mecánica, flexibilidade, resistencia á calor e resistencia ao frío.Ademais, presenta unha boa compatibilidade con varias resinas e plastificantes, polo que é axeitado para o seu uso na produción de plásticos, películas, vernices, adhesivos, látex e materiais de revestimento de drogas.Debido ás súas propiedades versátiles, o éter de celulosa converteuse nun material importante na industria manufacturera, proporcionando un rendemento, estabilidade e durabilidade mellorados a unha ampla gama de produtos.Como resultado, ten unha ampla gama de aplicacións en diversos campos, incluíndo industrias farmacéuticas, revestimentos, téxtiles, construción e alimentos, entre outros.
3. Solubilidade
A solubilidade dos éteres de celulosa como a metilcelulosa, a metilhidroxietilcelulosa, a hidroxietilcelulosa e a carboximetilhidroxietilcelulosa sódica varía dependendo da temperatura e do disolvente utilizado.A metilcelulosa e a metilhidroxietilcelulosa son solubles en auga fría e nalgúns disolventes orgánicos pero precipitan cando se quentan, coa metilcelulosa precipitando a 45-60°C e a mestura de metilhidroxietilcelulosa eterificada a 65-80°C.Non obstante, os precipitados poden volverse disolver cando a temperatura baixa.Por outra banda, a hidroxietil celulosa e a carboximetil hidroxietil celulosa sódica son solubles en auga a calquera temperatura pero insolubles en disolventes orgánicos.Estes éteres de celulosa teñen diferentes propiedades de solubilidade e precipitación que os fan axeitados para diversas aplicacións en industrias como plásticos, películas, revestimentos e adhesivos.
4. Engrosamento
Cando o éter de celulosa se disolve en auga, forma unha solución coloidal cuxa viscosidade está influenciada polo grao de polimerización do éter de celulosa.A solución contén macromoléculas hidratadas que presentan un comportamento non newtoniano, é dicir, o comportamento do fluxo cambia coa forza cortante aplicada.Debido á estrutura macromolecular, a viscosidade da solución aumenta rapidamente coa concentración, pero diminúe rapidamente co aumento da temperatura.A viscosidade das solucións de éter de celulosa tamén está influenciada polo pH, a forza iónica e a presenza doutros produtos químicos.Estas propiedades únicas do éter de celulosa fan que sexa útil en varias aplicacións como adhesivos, revestimentos, cosméticos e produtos alimenticios.
Aplicación
1. Industria do petróleo
A carboximetil celulosa sódica (NaCMC) é un éter de celulosa cunha ampla gama de aplicacións no proceso de extracción de aceite.As súas excelentes propiedades para aumentar a viscosidade e reducir a perda de fluídos fan que sexa unha opción popular en fluídos de perforación, fluídos de cementación e fluídos de fracturación.En particular, mostrou resultados prometedores na mellora da recuperación do petróleo.NaCMC pode resistir varias contaminacións de sal soluble e aumentar a recuperación de petróleo ao reducir a perda de auga, e a súa resistencia ao sal e a súa capacidade de aumento da viscosidade fan que sexa ideal para preparar fluídos de perforación para auga doce, auga do mar e auga salgada saturada.
A carboximetil hidroxipropil celulosa de sodio (NaCMHPC) e a carboximetil hidroxietil celulosa de sodio (NaCMHEC) son dous derivados de éter de celulosa con alta taxa de suspensión, bo rendemento anti-calcio e boa capacidade para aumentar a viscosidade, polo que son excelentes opcións como axentes e materiais de tratamento de lodos de perforación. preparación de fluídos de terminación.Presentan unha capacidade superior de aumento da viscosidade e propiedades de redución da perda de fluídos en comparación coa hidroxietilcelulosa, e a súa capacidade de formularse en fluídos de perforación de varias densidades baixo o peso do cloruro de calcio convérteos nun aditivo versátil para aumentar a produción de petróleo.
A hidroxietilcelulosa (HEC) é outro derivado da celulosa que se usa como axente espesante e estabilizador do lodo no proceso de perforación, terminación e cementación.En comparación coa carboximetilcelulosa sódica e a goma guar, o HEC ten unha forte suspensión de area, alta capacidade de sal, boa resistencia á calor, baixa resistencia á mestura, menor perda de líquido e bloque de rotura de xel.O HEC foi amplamente utilizado debido ao seu bo efecto espesante, baixo contido de residuos e outras propiedades.En xeral, os éteres de celulosa como NaCMC, NaCMHPC, NaCMHEC e HEC desempeñan un papel crítico no proceso de extracción de petróleo e mostraron un potencial significativo para mellorar a recuperación do petróleo.
2. Industria da construción e da pintura
A carboximetil celulosa sódica é un aditivo versátil para materiais de construción que se pode usar como retardador, axente de retención de auga, espesante e aglutinante para a construción de cachotería e morteiro de revoco.Tamén se pode usar como dispersante, axente de retención de auga e espesante para xeso, morteiro e materiais de nivelación de terreos.Unha mestura especial de morteiro de mampostería e revoco feito de carboximetil celulosa pode mellorar a traballabilidade, a retención de auga e a resistencia ás fisuras, evitando rachaduras e ocos na parede do bloque.Ademais, a metilcelulosa pódese usar para fabricar materiais de decoración de superficies de construción respectuosas co medio ambiente para paredes de alta calidade e baldosas de pedra, así como para a decoración de superficies de columnas e monumentos.
3. Industria química diaria
A carboximetil celulosa sódica é un viscosificador estabilizador versátil que se pode usar nunha variedade de produtos.Nos produtos de pasta que conteñen materias primas sólidas en po, xoga un papel fundamental na estabilización da dispersión e da suspensión.Para cosméticos líquidos ou en emulsión, funciona como axente espesante, dispersante e homoxeneizador.Este derivado de celulosa tamén pode actuar como estabilizador de emulsión, espesante e estabilizador de pomadas e xampú, estabilizador de adhesivo de pasta de dentes e espesante de deterxente e axente antimanchas.A carboximetil hidroxipropil celulosa sódica, un tipo de éter de celulosa, úsase amplamente como estabilizador de pasta de dentes debido ás súas propiedades tixotrópicas, que axudan a manter a formabilidade e a consistencia da pasta de dentes.Este derivado tamén é resistente ao sal e ao ácido, polo que é un espesante eficaz en deterxentes e axentes antimanchas.A carboximetil celulosa sódica úsase habitualmente como dispersante de sucidade, espesante e dispersante na produción de lavado en po e deterxentes líquidos.
4. Medicina e Industria Alimentaria
Na industria farmacéutica, a hidroxipropil carboximetilcelulosa de Yibang (HPMC) úsase amplamente como excipiente de drogas para a liberación controlada de fármacos por vía oral e as preparacións de liberación sostida.Actúa como material retardador de liberación para regular a liberación de fármacos e como material de revestimento para atrasar a liberación de formulacións.A metil carboximetil celulosa e a etil carboximetil celulosa úsanse habitualmente para facer comprimidos e cápsulas ou para recubrir comprimidos revestidos de azucre.Na industria alimentaria, os éteres de celulosa de calidade premium son espesantes, estabilizadores, excipientes, axentes de retención de auga e axentes espumantes mecánicos eficaces en varios alimentos.A metilcelulosa e a hidroxipropilmetilcelulosa considéranse metabólicamente inertes e son seguras para o seu consumo.A carboximetilcelulosa de alta pureza pódese engadir aos produtos alimenticios, incluíndo leite e nata, condimentos, marmeladas, marmelada, alimentos enlatados, xarope de mesa e bebidas.Ademais, a carboximetil celulosa pódese usar no transporte e almacenamento de froitas frescas como envoltura de plástico, proporcionando un bo efecto de conservación do fresco, menos contaminación, sen danos e fácil produción mecanizada.
5. Materiais funcionais ópticos e eléctricos
O éter de celulosa de alta pureza con boa resistencia ao ácido e ao sal actúa como un estabilizador de espesamento de electrólitos, proporcionando propiedades coloidais estables para baterías alcalinas e cinc-manganeso.Algúns éteres de celulosa presentan cristalinidade líquida termotrópica, como o acetato de hidroxipropil celulosa, que forma cristais líquidos colestéricos por debaixo de 164 °C.
Referencia principal
● Diccionario de substancias químicas.
● Características, preparación e aplicación industrial do éter de celulosa.
● Situación actual e tendencia de desenvolvemento do mercado de éter de celulosa.
