¿Qué es el éter de celulosa?

Éter de celulosa es un término general para una serie de derivados de celulosa producidos por celulosa alcalina y agentes eterificantes en determinadas condiciones. Es un producto en el que los grupos éter reemplazan total o parcialmente a los grupos hidroxilo de la macromolécula de celulosa. En la actualidad, la capacidad total de producción anual de éteres de celulosa en todo el mundo es de más de 600,000 toneladas, incluidas unas 200,000 toneladas de éteres de celulosa no iónicos y más de 400,000 toneladas de éteres de celulosa iónicos. El éter de celulosa es un derivado de la celulosa con una amplia variedad de aplicaciones, un gran volumen de producción y un alto valor de investigación. Sus usos involucran muchos campos como la industria, la agricultura, la industria química diaria, la protección del medio ambiente, la industria aeroespacial y la defensa nacional.

Fuente de éter de celulosa (materia prima)

 

Según las diferencias de recursos entre los distintos países, la materia prima celulosa utilizada es principalmente algodón y celulosa de madera para la producción industrial de éteres de celulosa. La celulosa de algodón a menudo se denomina algodón refinado. Se obtiene principalmente refinando la borra de algodón con una longitud inferior a 10 mm que queda en las cáscaras de las semillas de algodón después de retirar las borras largas. La borra de algodón de las semillas de algodón es rica en celulosa, con un contenido de aproximadamente 65% ~ 80%, y el resto es grasa, cera, pectina y ceniza; La madera contiene entre un 35% y un 45% de celulosa y el resto es hemicelulosa (25% y 35%), lignina (20% y 30%), grasa, cera, cáscaras residuales de semillas, pectina y cenizas, etc., bastante complicado. Debido a las diferencias climáticas y regionales, los tipos de fibras de madera en distintos países también son diferentes. Las principales fibras naturales del mundo provienen de diversas maderas blandas y duras. Además de los bosques naturales, existen algunas especies de madera blanda y dura plantadas artificialmente. Otras materias primas de fibra no leñosas, principalmente plantas gramíneas, como cereales (arroz, trigo, etc.), paja, bagazo y bambú, también son fuentes esenciales de celulosa, pero no se han utilizado plenamente.

 

Tipos de éteres de celulosa

 

Los éteres de celulosa pueden ser monoéteres o éteres mixtos y sus propiedades tienen diferencias específicas. Hay grupos hidrófilos poco sustituidos en las macromoléculas de celulosa, como grupos hidroxietilo, que pueden dar al producto un cierto grado de solubilidad en agua, y los grupos hidrófobos incluyen metilo, etilo, etc. Sólo un grado moderado de sustitución puede proporcionar el producto. con cierto grado de solubilidad en agua. El producto con baja sustitución solo puede hincharse en agua o disolverse en una solución alcalina diluida. Con la investigación en profundidad sobre las propiedades de los éteres de celulosa, se seguirán desarrollando y produciendo nuevos éteres de celulosa y sus campos de aplicación.

 

Según los diferentes tipos de conjuntos de sustitución, ionización y solubilidad de la energía de la fibra, los éteres de celulosa se pueden clasificar de la siguiente manera: 

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Las reglas generales para la influencia de los grupos en éteres mixtos sobre la solubilidad son las siguientes:

· Aumentar el contenido de grupos hidrofóbicos en el producto aumentará la hidrofobicidad del éter y reducirá el punto de gelificación.

· Aumentar el contenido de grupos hidrofílicos (como los grupos hidroxietilo) para aumentar su punto de gel.

· El grupo hidroxipropilo es único. Una hidroxipropilación adecuada puede reducir la temperatura del gel del producto. La temperatura del gel del producto de hidroxipropilación media aumenta, pero el alto nivel de sustitución reducirá su punto de gelificación. Esto se debe a la estructura particular de la longitud de la cadena de carbonos del grupo hidroxipropilo. Los niveles bajos de hidroxipropilación debilitarán los enlaces de hidrógeno intra e intermoleculares de las macromoléculas de celulosa, habrá grupos hidroxilo hidrófilos en las cadenas ramificadas y su hidrofilia es dominante; Si bien una alta sustitución provocará la polimerización en los grupos laterales, el contenido relativo de grupos hidroxilo disminuirá y la hidrofobicidad aumentará, lo que reducirá su solubilidad.

 

La humanidad tiene una larga historia de producción e investigación de éteres de celulosa. Suida informó por primera vez sobre la eterificación de la celulosa en 1905, que era la metilación con sulfato de dimetilo. El éter alquílico no iónico fue patentado por Lilienfeld (1912), y Dreyfus (1914), y Leuchs (1920) obtuvo éteres de celulosa solubles en agua o solubles en aceite, respectivamente. Buchler y Gomberg produjeron bencilcelulosa en 1921, Jansen creó por primera vez la carboximetilcelulosa en 1918 y Hubert produjo hidroxietilcelulosa en 1920. A principios de la década de 1920, la carboximetilcelulosa se comercializó en Alemania. La producción industrializada de MC y Star HEC se realizó en los Estados Unidos entre 1937 y 1938.

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