Sellulose -eterderivate is 'n klas chemies gemodifiseerde natuurlike sellulose -polimere. As gevolg van hul uitstekende wateroplosbaarheid, viskositeitsaanpassingsprestasie en sensitiwiteit vir eksterne toestande soos temperatuur en pH, word dit wyd gebruik in boumateriaal, bedekkings, medisyne, voedsel en skoonheidsmiddels. Die viskositeitsbeheerfunksie van sellulose -eter is een van die kernkenmerke van die wye toepassing daarvan in baie industriële en daaglikse toepassings.
1. Struktuur en klassifikasie van sellulose -eters
Sellulose -eter -afgeleides word deur etherifiseringsreaksie uit natuurlike sellulose berei. Sellulose is 'n polimeerverbinding wat gevorm word deur glukose-monomere wat deur β-1,4-glikosidiese bindings gekoppel is. Die voorbereidingsproses van sellulose-eter behels gewoonlik die reaksie van die hidroksiel (-OH) deel van sellulose met 'n eterifiseringsmiddel om sellulose-afgeleides met verskillende substituente (soos methoxy, hydroxyethyl, hydroxypropyl, ens.) Te genereer.
Afhangend van die substituent, sluit algemene sellulose -eter -afgeleides metiel sellulose (MC), hidroksietiel sellulose (HEC), hidroksipropielmetiel sellulose (HPMC), karboksimetiel sellulose (CMC), ens. Die aantal en posisie van substituente beïnvloed nie net die wateroplosbaarheid van sellulose -eters nie, maar hou ook direk verband met hul viskositeitsvormingsvermoë in waterige oplossings.
2. Viskositeitsvormingsmeganisme
Die viskositeit wat die effek van sellulose -eters reguleer, kom hoofsaaklik uit hul ontbinding in water en die verlenggedrag van molekulêre kettings. As sellulose -eters in water opgelos word, vorm poolgroepe waterstofbindings met watermolekules, wat veroorsaak dat die sellulose molekulêre kettings in water ontvou, wat daartoe lei dat watermolekules 'verstrengel' word rondom sellulose -molekules, wat die interne wrywing van water verhoog, en sodoende die viskositeit van die oplossing verhoog.
Die grootte van die viskositeit is nou verwant aan die molekulêre gewig, substituente tipe, substitusiegraad (DS) en die mate van polimerisasie (DP) van sellulose -eters. Oor die algemeen, hoe groter die molekulêre gewig van sellulose -eters en hoe langer die molekulêre ketting, hoe hoër is die viskositeit van die oplossing. Terselfdertyd beïnvloed verskillende substituente die hidrofilisiteit van sellulose -etermolekules, en beïnvloed dit dus hul oplosbaarheid en viskositeit in water. Byvoorbeeld, HPMC het goeie wateroplosbaarheid en viskositeitstabiliteit vanweë die hidroksipropiel- en metiel -substituente. CMC het egter 'n hoër viskositeit omdat dit negatief gelaaide karboksielgroepe bekendstel, wat sterker kan inwerk met watermolekules in waterige oplossing.
3. Effek van eksterne faktore op viskositeit
Die viskositeit van sellulose -eter hang nie net van sy eie struktuur af nie, maar ook van eksterne omgewingsfaktore, insluitend temperatuur, pH -waarde, ioonkonsentrasie, ens.
3.1 Temperatuur
Temperatuur is 'n belangrike faktor wat die viskositeit van sellulose -eteroplossing beïnvloed. Oor die algemeen neem die viskositeit van sellulose -eteroplossing af met toenemende temperatuur. Dit is omdat die toenemende temperatuur molekulêre beweging versnel, die interaksie tussen molekules verswak en die krulgraad van sellulose -molekulêre kettings in die water laat toeneem, wat die bindende effek op watermolekules verminder en sodoende die viskositeit verminder. Sommige sellulose -eters (soos HPMC) vertoon egter termiese geleringskenmerke binne 'n spesifieke temperatuurbereik, dit wil sê, namate die temperatuur toeneem, die oplossingsviskositeit toeneem en uiteindelik 'n gel vorm.
3.2 pH -waarde
Die pH -waarde het ook 'n beduidende effek op die viskositeit van sellulose -eter. Vir sellulose -eters met ioniese substituente (soos CMC), beïnvloed die pH -waarde die ladingstoestand van die substituente in die oplossing, waardeur die interaksie tussen molekules en die viskositeit van die oplossing beïnvloed word. By hoër pH -waardes is die karboksielgroep meer geïoniseerd, wat lei tot 'n sterker elektrostatiese afstoting, wat die molekulêre ketting makliker maak om te ontvou en die viskositeit te verhoog; Alhoewel die karboksielgroep by laer pH -waardes nie maklik geïoniseerd is nie, word die elektrostatiese afstoting verminder, die molekulêre kettingkrulle, en die viskositeit neem af.
3.3 Ionkonsentrasie
Die effek van ioonkonsentrasie op die viskositeit van sellulose -eter is veral voor die hand liggend. Sellulose -eter met ioniese substituente sal beïnvloed word deur die afskermingseffek van eksterne ione in die oplossing. Namate die ioonkonsentrasie in die oplossing toeneem, sal die eksterne ione die elektrostatiese afstoting tussen sellulose -etermolekules verswak, wat die molekulêre ketting krul nouer maak, waardeur die viskositeit van die oplossing verminder word. Veral in 'n hoë-sout-omgewing sal die viskositeit van CMC aansienlik afneem, wat van groot belang is vir toepassingsontwerp.
4. Viskositeitsbeheer in toepassingsvelde
Sellulose -eter is wyd gebruik in baie velde vanweë die uitstekende prestasie van die aanpassing van die viskositeit.
4.1 Boumateriaal
In boumateriaal word sellulose-eter (soos HPMC) dikwels gebruik in droë-gemengde mortier, stopverfpoeier, teëlklep en ander produkte om die viskositeit van die mengsel aan te pas en die vloeiendheid en anti-verswakte eienskappe tydens die konstruksie te verbeter. Terselfdertyd kan dit ook die verdamping van water vertraag, die waterretensie van materiale verbeter en sodoende die sterkte en duursaamheid van die finale produk verbeter.
4.2 Bedekkings en ink
Sellulose-eters dien as verdikkers en stabiliseerders in waterbasisbedekkings en ink. Deur die viskositeit aan te pas, verseker hulle die nivellering en hegting van die deklaag tydens die konstruksie. Daarbenewens kan dit ook die anti-spat van die deklaag verbeter, die versakking verminder en die konstruksie meer eenvormig maak.
4.3 Geneeskunde en kos
In die velde van medisyne en voedsel word sellulose -eters (soos HPMC, CMC) dikwels gebruik as verdikkers, emulgatoren of stabiliseerders. Byvoorbeeld, HPMC, as 'n dekmateriaal vir tablette, kan 'n volgehoue vrystellingseffek van medisyne bereik deur die ontbindingstempo te beheer. In voedsel word CMC gebruik om viskositeit te verhoog, smaak te verbeter en die rakleeftyd van voedsel te verleng.
4.4 skoonheidsmiddels
Die toepassing van sellulose -eters in skoonheidsmiddels is hoofsaaklik gekonsentreer in produkte soos emulsies, gels en gesigsmaskers. Deur die viskositeit aan te pas, kan sellulose -eters die produk toepaslike vloeibaarheid en tekstuur gee, en 'n bevogtigende film op die vel vorm om die gemak tydens gebruik te verhoog.
Sellulose -eter -afgeleides kan die viskositeit van oplossings effektief beheer deur hul unieke molekulêre struktuur en reaksie op die eksterne omgewing. Dit het gelei tot hul wye toepassing in baie velde soos konstruksie, medisyne, voedsel en skoonheidsmiddels. Met die deurlopende ontwikkeling van wetenskap en tegnologie, sal die funksies van sellulose -eters verder uitgebrei word om meer presiese viskositeitsbeheeroplossings vir meer velde te bied.
Postyd: Feb-17-2025