اترهای سلولز جایگزین چیست؟

اترهای سلولز جایگزین گروهی از ترکیبات مهم همه کاره و از نظر صنعتی است که از سلولز حاصل می شود ، یکی از بیوپلیمرهای فراوان روی زمین. این اترها با اصلاح شیمیایی گروههای هیدروکسیل (-OH) ستون فقرات سلولز تولید می شوند و در نتیجه محصولات متنوعی با خواص و کاربردهای مختلف ایجاد می شوند. برنامه های کاربردی از داروسازی ، مواد غذایی ، محصولات مراقبت شخصی ، مصالح ساختمانی ، منسوجات و موارد دیگر متغیر است.

ساختار سلولز:
سلولز یک پلی ساکارید خطی است که از تکراری واحدهای گلوکز در ارتباط با پیوندهای β-1،4 گلیکوزیدی تشکیل شده است. واحدهای تکراری از سه گروه هیدروکسیل در هر واحد گلوکز تشکیل شده است ، که باعث می شود سلولز بسیار آبگریز و مستعد اصلاحات شیمیایی مختلف باشد.

سنتز اترهای سلولز جایگزین:
سنتز اترهای سلولز جایگزین شامل معرفی گروههای مختلف عملکردی در گروههای هیدروکسیل ستون فقرات سلولز است. روشهای متداول برای سنتز این اترها شامل اتر سازی و استری شدن است.

واکنش های اتریکاسیون شامل تعویض گروه های هیدروکسیل با گروه های آلکیل یا آریل برای تشکیل پیوندهای اتر است. این امر می تواند با واکنش با هالیدهای آلکیل ، سولفات آلکیل یا اترهای آلکیل در شرایط مناسب حاصل شود. مواد آلکیل کننده معمولاً در این واکنش ها مورد استفاده قرار می گیرند شامل متیل کلرید ، اتیل کلرید و بنزیل کلرید.

از طرف دیگر ، استری شدن شامل تعویض یک گروه هیدروکسیل با یک گروه acyl برای تشکیل پیوند استر است. این امر می تواند با واکنش با کلریدهای اسید ، انیدریدها یا اسیدها در حضور کاتالیزورها حاصل شود. از عوامل آسیلاسیون که معمولاً در این واکنشها استفاده می شود شامل انیدرید استیک ، استیل کلرید و اسیدهای چرب است.

انواع اترهای سلولز جایگزین:
متیل سلولز (MC):

متیل سلولز با اتر سازی سلولز با متیل کلرید تولید می شود.
این ماده به طور گسترده ای به عنوان ضخیم کننده ، تثبیت کننده و امولسیفایر در صنایع مختلف از جمله مواد غذایی ، داروسازی و محصولات مراقبت شخصی مورد استفاده قرار می گیرد.
MC در هنگام هیدراته یک ژل واضح تشکیل می دهد و رفتارهای شبه پلاستیک را نشان می دهد ، و آن را برای برنامه های کاربردی که نیاز به کنترل ویسکوزیته دارند مناسب است.
هیدروکسی اتیل سلولز (HEC):

هیدروکسی اتیل سلولز با اتر سازی سلولز و اتیلن اکسید سنتز می شود.
این ماده معمولاً به عنوان ضخیم کننده ، چسبنده و عامل تشکیل دهنده فیلم در پوشش ، مواد آرایشی ، دارو و سایر صنایع استفاده می شود.
HEC رفتار شبه پلاستیک را به محلول منتقل می کند و خصوصیات حفظ آب عالی را ارائه می دهد.
هیدروکسی پروپیل سلولز (HPC):

هیدروکسی پروپیل سلولز با اتر سازی سلولز با پروپیلن اکسید تولید می شود.
از آن به عنوان ضخیم کننده ، تثبیت کننده و چسبنده در فرمولاسیون دارویی ، به ویژه در پوشش های قرص و سیستم های تحویل دارویی کنترل شده استفاده می شود.
HPC دارای خواص ترموژلینگ است و ژل ها را در دماهای بالا تشکیل می دهد.
کربوکسی متیل سلولز (CMC):

کربوکسی متیل سلولز با اتر سازی سلولز و سدیم مونوکلرواستات در شرایط قلیایی سنتز می شود.
این ماده به طور گسترده ای به عنوان ضخیم کننده ، تثبیت کننده و امولسیفایر در کاربردهای مواد غذایی ، دارویی و صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد.
CMC ویسکوزیته و رفتار نازک برشی را به محلول ها منتقل می کند و پراکندگی های کلوئیدی پایدار را تشکیل می دهد.
اتیل هیدروکسی اتیل سلولز (EHEC):

اتیل هیدروکسی اتیل سلولز یک اتر سلولز جداگانه است که با اتائیکاسیون متوالی سلولز با اتیلن اکسید و اتیل کلرید تولید می شود.
از آن به عنوان ضخیم کننده ، اصلاح کننده رئولوژی و فیلم قبلی در انواع برنامه های کاربردی از جمله پوشش ، چسب و محصولات مراقبت شخصی استفاده می شود.
EHEC نسبت به همتایان جایگزین خود حلالیت و سازگاری بالاتری دارد.
خصوصیات اترهای سلولز جایگزین:
خواص اترهای سلولز جایگزین بسته به عواملی مانند درجه تعویض ، وزن مولکولی و ساختار شیمیایی متفاوت است. با این حال ، آنها معمولاً ویژگی های زیر را نشان می دهند:

آبگریز: اترهای سلولز جایگزین به دلیل وجود گروه های هیدروکسیل در ساختار خود ، آبگریز هستند ، که به آنها امکان می دهد از طریق پیوند هیدروژن با مولکول های آب در تعامل باشند.

ضخیم شدن و ژل: بسیاری از اترهای سلولز جایگزین دارای خاصیت ضخیم کننده و ژل هستند و در نتیجه باعث تشکیل محلول های چسبناک یا ژل ها بر روی هیدراتاسیون می شوند. ویسکوزیته و قدرت ژل به عواملی مانند غلظت پلیمر و وزن مولکولی بستگی دارد.

شکل گیری فیلم: برخی از اترهای سلولز جایگزین قادر به ساخت فیلم های واضح و انعطاف پذیر هنگام بازیگران از محلول هستند. این خاصیت در برنامه های کاربردی مانند پوشش ، چسب و سیستم های تحویل دارویی کنترل شده دارای مزایایی است.

پایداری: اترهای سلولز جایگزین به طور کلی ثبات خوبی را در طیف گسترده ای از pH و شرایط دما نشان می دهند. آنها در برابر تخریب میکروبی و هیدرولیز آنزیمی مقاوم هستند و آنها را برای استفاده در فرمولاسیون های مختلف مناسب می کند.

رفتار رئولوژیکی: اترهای سلولز جایگزین غالباً رفتار شبه پلاستیک یا برشی را نشان می دهند ، به این معنی که ویسکوزیته آنها باعث کاهش استرس برشی می شود. این خاصیت در برنامه های کاربردی که نیاز به سهولت پردازش یا درخواست دارند مطلوب است.

کاربردهای اترهای سلولز جایگزین:
اترهای سلولز جایگزین به دلیل خاصیت چند منظوره در صنایع متعدد مورد استفاده قرار می گیرند. برخی از برنامه های کلیدی عبارتند از:

صنایع غذایی: اترهای سلولز جایگزین مانند کربوکسی متیل سلولز (CMC) به عنوان ضخیم کننده ، تثبیت کننده و امولسیفایر در غذاهایی مانند سس ، پانسمان و محصولات لبنی استفاده می شود. آنها ضمن افزایش ماندگاری ، بافت ، ثبات و دهان را بهبود می بخشند.

داروسازی: اترهای سلولز جایگزین به طور گسترده در فرمولاسیون دارویی به عنوان اتصال دهنده ها ، تجزیه کننده ها و عوامل آزاد شده کنترل شده در قرص ها ، کپسول ها و فرمولاسیون های موضعی مورد استفاده قرار می گیرند. آنها تحویل دارو ، فراهمی زیستی و انطباق بیمار را بهبود می بخشند.

محصولات مراقبت شخصی: اترهای جایگزین سلولز در محصولات مراقبت شخصی مانند شامپوها ، لوسیون ها و کرم ها به دلیل ضخیم شدن ، تعلیق و خاصیت فیلم ، مواد متداول هستند. آنها ثبات محصول ، بافت و ویژگی های حسی را تقویت می کنند.

مصالح ساختمانی: اترهای جایگزین سلولز به عنوان مواد افزودنی در مصالح ساختمانی مانند سیمان ، ملات و محصولات مبتنی بر گچ برای بهبود عملکرد ، احتباس آب و چسبندگی استفاده می شود. آنها عملکرد و دوام این مواد را بهبود می بخشند.

منسوجات: اترهای سلولز را در فرآیندهای چاپ و پایان نساجی جایگزین می کند تا کنترل ویسکوزیته ، چسبندگی و شستشو را فراهم کند. آنها در رسوب یکنواخت رنگها و رنگدانه ها بر روی بسترهای نساجی کمک می کنند.

صنعت نفت و گاز: اترهای سلولز را به عنوان ویسکوزیک کننده ها و عوامل از دست دادن مایعات در مایعات حفاری جایگزین می کند تا کارایی و ایمنی عملیات حفاری نفت و گاز را بهبود بخشد.