Целлюлоза эфирі (CE) - целлюлозаны химиялық түрлендіру арқылы алынған туындылар класы. Целлюлоза өсімдік жасушасының қабырғаларының негізгі құрамдас бөлігі болып табылады, ал целлюлоза эфирлері целлюлозадағы кейбір гидроксил топтарының (–OH) эфирленуі нәтижесінде түзілетін полимерлер қатары. Олар құрылыс материалдары, медицина, тамақ, косметика және т.б. сияқты көптеген салаларда кеңінен қолданылады және бірегей физикалық және химиялық қасиеттері мен жан-жақтылығына байланысты әртүрлі салаларда кеңінен қолданылады.
1. Целлюлоза эфирлерінің классификациясы
Целлюлоза эфирлерін химиялық құрылымдағы орынбасарларының түрлеріне қарай әртүрлі түрлерге бөлуге болады. Ең көп тараған классификация алмастырғыштардағы айырмашылыққа негізделген. Кәдімгі целлюлоза эфирлері келесідей:
Метилцеллюлоза (MC)
Метилцеллюлоза целлюлоза молекуласының гидроксил бөлігін метилмен (–CH₃) ауыстыру арқылы түзіледі. Ол жақсы қалыңдататын, қабық түзетін және байланыстыратын қасиеттерге ие және әдетте құрылыс материалдарында, жабындарда, фармацевтикада және тамақ өнеркәсібінде қолданылады.
Гидроксипропилметилцеллюлоза (HPMC)
Гидроксипропилметилцеллюлоза - бұл суда жақсы ерігіштігі мен химиялық тұрақтылығына байланысты құрылыс материалдарында, медицинада, күнделікті химиялық заттарда және азық-түлік салаларында кеңінен қолданылатын қарапайым целлюлоза эфирі. HPMC - суды ұстау, қоюландыру және тұрақтылық қасиеттері бар иондық емес целлюлоза эфирі.
Карбоксиметилцеллюлоза (CMC)
Карбоксиметил целлюлоза – целлюлоза молекулаларына карбоксиметил (–CH₂COOH) топтарын енгізу арқылы түзілетін анионды целлюлоза эфирі. CMC суда тамаша ерігіштігі бар және жиі қоюлатқыш, тұрақтандырғыш және суспензия агенті ретінде пайдаланылады. Ол тамақ, медицина және косметикада маңызды рөл атқарады.
Этил целлюлоза (EC)
Этил целлюлозасы целлюлозадағы гидроксил тобын этилмен (–CH₂CH₃) ауыстыру арқылы алынады. Ол жақсы гидрофобтылыққа ие және көбінесе фармацевтика өнеркәсібінде пленкамен қаптау агенті және бақыланатын босату материалы ретінде қолданылады.
2. Целлюлоза эфирлерінің физикалық және химиялық қасиеттері
Целлюлоза эфирлерінің физикалық және химиялық қасиеттері целлюлоза эфирінің түрі, алмастырғыштың түрі және алмастыру дәрежесі сияқты факторлармен тығыз байланысты. Оның негізгі қасиеттеріне мыналар жатады:
Суда ерігіштігі және ерігіштігі
Целлюлоза эфирлерінің көпшілігі суда жақсы ерігіштікке ие және мөлдір коллоидты ерітінді түзу үшін суық немесе ыстық суда ерітіледі. Мысалы, HPMC, CMC және т.б. суда тез ерітіліп, тұтқырлығы жоғары ерітіндіні құрайды, ол қоюлану, суспензия және пленка қалыптастыру сияқты функционалдық талаптары бар қолдану сценарийлерінде кеңінен қолданылады.
Қалыңдатқыш және қабық түзу қасиеттері
Целлюлоза эфирлері тамаша қоюландыратын қасиеттерге ие және сулы ерітінділердің тұтқырлығын тиімді арттыра алады. Мысалы, құрылыс материалдарына HPMC қосу ерітіндінің икемділігі мен жұмысқа қабілеттілігін жақсартып, салбырауға қарсы қасиеттерін жақсартады. Сонымен бірге целлюлоза эфирлері жақсы қабық түзетін қасиеттерге ие және заттардың бетінде біркелкі қорғаныс қабықшасын құра алады, сондықтан олар жабындар мен дәрілік жабындарда кеңінен қолданылады.
Суды ұстау және тұрақтылық
Целлюлоза эфирлері де суды жақсы ұстайды, әсіресе құрылыс материалдары саласында. Целлюлоза эфирлері көбінесе цемент ерітіндісінің суды ұстауын жақсарту, ерітіндінің шөгуінің сызаттарының пайда болуын азайту және ерітіндінің қызмет ету мерзімін ұзарту үшін қолданылады. Азық-түлік саласында CMC тағамды кептіруді кешіктіру үшін ылғалдандырғыш ретінде де қолданылады.
Химиялық тұрақтылық
Целлюлоза эфирлері қышқыл, сілті және электролит ерітінділерінде жақсы химиялық тұрақтылық көрсетеді және әртүрлі күрделі химиялық орталарда құрылымы мен қызметін сақтай алады. Бұл оларды басқа химиялық заттардың кедергісіз әртүрлі салаларда қолдануға мүмкіндік береді.
3. Целлюлоза эфирін алу процесі
Целлюлоза эфирін алу негізінен табиғи целлюлозаның эфирлену реакциясы арқылы дайындалады. Негізгі процестің қадамдарына целлюлозаны сілтілеу, эфирлеу реакциясы, тазарту және т.б.
Алкализациямен емдеу
Біріншіден, табиғи целлюлоза (мысалы, мақта, ағаш және т.б.) целлюлозадағы гидроксил бөлігін жоғары белсенді спирт тұздарына айналдыру үшін сілтіленеді.
Эфирлену реакциясы
Алкализациядан кейін целлюлоза эфирлеуші агентпен (мысалы, метилхлорид, пропилен оксиді және т.б.) целлюлоза эфирін түзеді. Реакция жағдайларына байланысты целлюлоза эфирлерінің әртүрлі түрлерін алуға болады.
Тазарту және кептіру
Реакция нәтижесінде түзілген целлюлоза эфирі ұнтақ немесе түйіршікті өнім алу үшін тазартылады, жуылады және кептіріледі. Соңғы өнімнің тазалығы мен физикалық қасиеттерін кейінгі өңдеу технологиясы арқылы бақылауға болады.
4. Целлюлоза эфирінің қолдану өрістері
Целлюлоза эфирлерінің бірегей физикалық және химиялық қасиеттеріне байланысты олар көптеген өнеркәсіп салаларында кеңінен қолданылады. Негізгі қолданбалы өрістер келесідей:
Құрылыс материалдары
Құрылыс материалдары саласында целлюлоза эфирлері негізінен цемент ерітінділері мен гипс негізіндегі өнімдер үшін қоюландырғыштар және су ұстағыштар ретінде қолданылады. HPMC және MC сияқты целлюлоза эфирлері ерітіндінің құрылыс жұмысын жақсарта алады, судың жоғалуын азайтады, осылайша адгезия мен жарыққа төзімділікті арттырады.
Дәрі
Фармацевтика өнеркәсібінде целлюлоза эфирлері дәрілік заттарды жабу агенттері, таблеткалар үшін желімдер және басқарылатын шығарылатын материалдар ретінде кеңінен қолданылады. Мысалы, HPMC көбінесе дәрілік пленка жабындарын дайындау үшін қолданылады және жақсы бақыланатын босату әсері бар.
Тамақ
CMC көбінесе тамақ өнеркәсібінде қоюлатқыш, эмульгатор және тұрақтандырғыш ретінде қолданылады. Ол сусындарда, сүт өнімдерінде және нан өнімдерінде кеңінен қолданылады және тағамның дәмі мен ылғалдандырғыш қасиеттерін жақсартады.
Косметика және күнделікті химиялық заттар
Целлюлоза эфирлері жақсы консистенция мен текстураны қамтамасыз ете алатын косметика мен күнделікті химиялық заттарда қоюлатқыштар мен эмульгаторлар және тұрақтандырғыштар ретінде қолданылады. Мысалы, HPMC тұтқырлық пен тұрақты суспензия әсерін беру үшін тіс пастасы мен сусабын сияқты өнімдерде жиі қолданылады.
Жабындар
Қаптау өнеркәсібінде целлюлоза эфирлері қоюлатқыштар, қабық түзгіштер және суспензия агенттері ретінде пайдаланылады, олар жабындардың құрылыс көрсеткіштерін жақсартады, тегістеуді жақсартады және бояу қабықшасының жақсы сапасын қамтамасыз етеді.
5. Целлюлоза эфирлерінің болашақтағы дамуы
Қоршаған ортаны қорғауға сұраныстың артуымен, табиғи жаңартылатын ресурстардың туындысы ретінде целлюлоза эфирі кең даму перспективаларына ие. Оның биоыдырағыштығы, жаңартылатындығы және әмбебаптығы оны болашақта жасыл материалдар, ыдырайтын материалдар және смарт материалдар салаларында кеңінен қолдануды күтуге мүмкіндік береді. Сонымен қатар, целлюлоза эфирі биомедициналық инженерия және озық материалдар сияқты қосылған құны жоғары салаларда одан әрі зерттеу және дамыту әлеуетіне ие.
Маңызды химиялық өнім ретінде целлюлоза эфирі қолданудың кең ауқымына ие. Тамаша қоюлануы, суды ұстауы, пленка түзу және жақсы химиялық тұрақтылығы арқасында құрылыс, медицина және тамақ сияқты көптеген салаларда таптырмас рөл атқарады. Болашақта технологияның үздіксіз ілгерілеуімен және қоршаған ортаны қорғау тұжырымдамаларын ілгерілетумен целлюлоза эфирін қолдану перспективалары кеңірек болады және әртүрлі салалардың тұрақты дамуына ықпал етуге үлкен үлес қосады.
Жіберу уақыты: 24 қыркүйек 2024 ж