Celiuliozės eteris yra vandens tirpių polimerų medžiagų klasė, gauta chemiškai modifikuojant natūralią celiuliozę. Įprasti celiuliozės eteriai yra metil -celiuliozė (MC), hidroksietil celiuliozė (HEC), hidroksipropiletil -celiuliozė (HPMC) ir kt. Jie yra plačiai naudojami statybose, maiste, medicinoje, kosmetikoje ir kitose srityse. Pagrindinis tirpiklio mechanizmas apima fizines ir chemines molekulinės struktūros ir tirpalo sąveikos savybes.
1. Celiuliozės eterio molekulinė struktūra
Celiuliozės eteris susidaro įvedant skirtingus pakaitalus (tokius kaip metilas, etilas, hidroksipropilas ir kt.) Į natūralią celiuliozės grandinę. Šis procesas išlaiko linijinę celiuliozės struktūrą, tačiau keičia jo tirpumą ir tirpalo elgesį. Įvedus pakaitalų, celiuliozės eteriai turi gerą tirpumą vandenyje ir gali sudaryti stabilią koloidinę sistemą tirpale, kuri yra nepaprastai svarbi jo sustorėjimui.
2. Molekulinis elgesys tirpale
Celiuliozės eterio sustorėjimo poveikis daugiausia atsiranda dėl didelio klampumo tinklo struktūros, kurią jo molekulės sudaro tirpale. Konkretūs mechanizmai apima:
2.1 Molekulinių grandinių patinimas ir tempimas
Kai vandenyje ištirpsta celiuliozės eteris, jo makromolekulinės grandinės išsipūsta dėl hidratacijos. Šios patinusios molekulinės grandinės ištemps ir užims didesnį tūrį, žymiai padidindamas tirpalo klampumą. Šis tempimas ir patinimas priklauso nuo celiuliozės eterio pakaitalų pakeitimo tipo ir laipsnio, taip pat tirpalo temperatūros ir pH vertės.
2.2 Tarpmolekuliniai vandenilio ryšiai ir hidrofobinė sąveika
Celiuliozės eterio molekulinės grandinės turi daugybę hidroksilo grupių ir kitų hidrofilinių grupių, kurios gali sudaryti stiprią sąveiką su vandens molekulėmis per vandenilio ryšius. Be to, celiuliozės eterio pakaitalai dažnai turi tam tikrą hidrofobiškumo laipsnį, ir šios hidrofobinės grupės gali sudaryti hidrofobinius agregatus vandenyje, taip padidindamos tirpalo klampumą. Bendras vandenilio ryšių ir hidrofobinės sąveikos poveikis leidžia celiuliozės eterio tirpalui sudaryti stabilią aukšto klampumo būseną.
2.3 Įsipiminėjimas ir fizinis kryžminis ryšys tarp molekulinių grandinių
Celiuliozės eterio molekulinės grandinės sudarys fizinius įsipainiojimus tirpale dėl šiluminio judesio ir tarpmolekulinių jėgų, ir šie įsipainiojimai padidina tirpalo klampumą. Be to, esant didesnėms koncentracijoms, celiuliozės eterio molekulės gali sudaryti struktūrą, panašią į fizinį kryžminį sujungimą, o tai dar labiau padidina tirpalo klampumą.
3. Susirūpinimo mechanizmai konkrečiose programose
3.1 Statybinės medžiagos
Statybinėse medžiagose celiuliozės eteriai dažnai naudojami kaip tirštikliai skiediniuose ir dangose. Jie gali padidinti skiedinių statybos rezultatus ir vandens sulaikymą, taip pagerindami statybų patogumą ir galutinę pastatų kokybę. Celiuliozės eterių sustorėjantis poveikis šiose programose daugiausia yra susidarant didelio klampumo tirpalams, padidinant medžiagų adheziją ir anti-sagos savybes.
3.2 Maisto pramonė
Maisto pramonėje celiuliozės eteriai, tokie kaip hidroksipropilotilceliuliozė (HPMC) ir hidroksitil -celiuliozė (HEC), naudojami kaip tirštikliai, stabilizatoriai ir emulsikliai. Aukšto klampumo tirpalai, kuriuos jie suformuoja maiste, gali padidinti maisto skonį ir tekstūrą, tuo pačiu stabilizuodamas išsklaidytą sistemą maiste, kad būtų išvengta stratifikacijos ir kritulių.
3.3 Medicina ir kosmetika
Medicinos ir kosmetikos srityje celiuliozės eteriai naudojami kaip geliniai agentai ir tirštikliai ruošiant produktus, tokius kaip narkotikų geliai, losjonai ir kremai. Jo sustorėjimo mechanizmas priklauso nuo jo tirpimo elgsenos vandenyje ir susidarė didelio vizualinio tinklo struktūra, suteikianti klampumą ir stabilumą, kurio reikalauja produktas.
4. Aplinkos veiksnių įtaka sustorėjančiam poveikiui
Celiuliozės eterio sustorėjimui įtakos turi įvairūs aplinkos veiksniai, įskaitant tirpalo temperatūrą, pH vertę ir joninį stiprumą. Šie veiksniai gali pakeisti celiuliozės eterio molekulinės grandinės patinimo laipsnį ir tarpmolekulinę sąveiką, taip paveikdamas tirpalo klampumą. Pavyzdžiui, aukšta temperatūra paprastai sumažina celiuliozės eterio tirpalo klampumą, o pH vertės pokyčiai gali pakeisti molekulinės grandinės jonizacijos būseną ir taip paveikti klampumą.
Platus celiuliozės eterio, kaip tirštiklio, taikymas yra dėl jo unikalios molekulinės struktūros ir vandenyje suformuotos didelio klampumo tinklo struktūros. Suprasdamas jo sustorėjimo mechanizmą skirtingose programose, jo taikymo poveikis įvairiuose pramoniniuose laukuose gali būti geriau optimizuotas. Ateityje, išsamiai tyrinėjus ryšį tarp celiuliozės eterio struktūros ir našumo, tikimasi, kad celiuliozės eterio produktai, kurių našumas yra geresnis, bus sukurti siekiant patenkinti skirtingų laukų poreikius.
Pašto laikas: 2012 m. Vasario 17 d