Introduction et classification des éthers de cellulose

Éthers de celluloseSont une classe de composés polymères non ioniques ou ioniques modifiés à partir de cellulose naturelle par réaction d'étherification. Il conserve la structure de squelette de base de la cellulose naturelle, et en même temps, en introduisant différents groupes d'éthérification (tels que le méthyle, l'hydroxypropyle, le carboxyméthyle, etc.), il a une bonne solubilité dans l'eau, stabilité thermique, filmogène, adhérence, émulsification, épaississement et autres propriétés. Il est largement utilisé dans les matériaux de construction, la médecine, la nourriture, les produits chimiques quotidiens, le forage pétrolier et d'autres industries.

1. principe de préparation des éthers de cellulose

La cellulose naturelle est un polymère linéaire composé d'unités D-glucose reliées par des liaisons β-1,4 glycosidiques. La molécule contient un grand nombre de groupes hydroxyle (chaque unité de glucose contient trois groupes hydroxyle). Ces groupes hydroxyles sont faciles à réagir avec les agents éthérifiants pour former des éthers de cellulose. Les étapes de préparation habituelles comprennent: le traitement d'alcalinisation, la réaction d'étherification et la neutralisation, le lavage, le séchage et d'autres processus. Les agents éthérifiants courants comprennent l'acide chloroacétique, le méthanol, l'oxyde de propylène, le chlorure de méthyle, etc.

2. classification principale des éthers de cellulose

Les éthers de cellulose peuvent être divisés en catégories suivantes selon les différents groupes de substituants introduits et la différence de solubilité:

2.1. Éthers de cellulose non ioniques

Les groupes substituants de ce type d'éther de cellulose sont généralement non ioniques, tels que le méthyle, l'hydroxypropyle, etc. Sa solution aqueuse est neutre ou faiblement acide et possède de bonnes propriétés de solubilité dans l'eau, d'épaississement, de rétention d'eau et de filmogène.

Méthylcellulose (MC)

Fabriqué par réaction de méthylation, il a de bonnes propriétés de gélification thermique et d'émulsification et est largement utilisé dans les aliments, la construction, la médecine, les produits chimiques quotidiens et d'autres domaines. Ses caractéristiques sont qu'il forme gel après chauffage et se dissout après refroidissement, et il est un représentant des matériaux de gel thermoréversibles.

Hydroxypropylméthylcellulose (HPMC)

Il est double substitué par le méthyle et l'hydroxypropyle et est la variété d'éther de cellulose de qualité construction la plus couramment utilisée. Il est utilisé dans le mortier sec, les revêtements, les colles, etc., et a une excellente solubilité, rétention d'eau et adhérence. Sa solubilité n'est pas affectée par le pH et sa température de gélification thermique est supérieure à celle de MC.

Hydroxyéthylcellulose (HEC)

Principalement utilisé dans les peintures au latex à base d'eau et les fluides de forage pour champs pétrolifères, avec une viscosité stable, une excellente résistance au sel et des propriétés épaississantes. Peut être utilisé dans des environnements alcalins.

Hydroxypropyl Cellulose (HPC)

Il a d'excellentes propriétés de solubilité et de filmogène, est soluble dans l'eau chaude et certains solvants organiques, et est largement utilisé dans les agents de libération contrôlée par médicament et les matériaux de capsule.

2.2. Éthers de cellulose ionique

Ce type de molécule d'éther de cellulose contient des groupes chargés, qui présentent des propriétés anioniques ou cationiques. Il est soluble dans l'eau et peut réagir ou former des complexes avec des substances avec des charges opposées.

Carboxyméthylcellulose sodique (CMC-Na)

C'est l'éther de cellulose anionique le plus couramment utilisé avec de bonnes propriétés de solubilité et d'émulsification. Il est utilisé dans les aliments (épaississant, stabilisant), la médecine (agent de suspension, adhésif), les produits chimiques quotidiens (dentifrice) et d'autres domaines. Le CMC a une viscosité élevée et est grandement affecté par le pH et les électrolytes.

Cellulose cationique

Fabriqué en introduisant des groupes de sel d'ammonium quaternaire, il peut se combiner avec des colloïdes ou des molécules chargés négativement et est utilisé dans la fabrication du papier, l'adoucissement des tissus et le traitement des eaux usées.

2.3. Autres éthers de cellulose modifiés

Éhers de cellulose réticulés: améliorent leurs propriétés de gonflement et de gel par des réactions de réticulation, et sont souvent utilisés dans les préparations médicamenteuses à libération contrôlée.

Éthers de cellulose biodégradables: ces dernières années, à des fins de protection de l'environnement et de développement durable, des dérivés de cellulose pouvant être dégradés en milieu naturel ont été développés.

3. Zones d'application

Industrie de la construction: comme utilisé dans le mortier sec, la colle à carrelage, la poudre de mastic, les additifs de béton, etc., pour jouer le rôle d'épaississement, de rétention d'eau et de prolongation du temps de construction.

Industrie pharmaceutique: utilisé comme adhésifs pour comprimés, coquilles de capsules, matrices d'agents à libération contrôlée, épaississants pour les gouttes oculaires, etc.

Industrie alimentaire: comme épaississants, émulsifiants, stabilisants, etc., tels que utilisés dans la gelée, les boissons et les condiments.

Produits chimiques quotidiens: utilisés dans le dentifrice, le shampooing et les produits de soins de la peau pour jouer un rôle épaississant et stabilisant.

Industrie pétrolière: utilisée dans le fluide de forage pour améliorer la viscosité du liquide, les performances de suspension et la lubrification.

Industrie de la fabrication du papier: améliorer les propriétés de surface du papier et améliorer l'aptitude à l'impression.

En tant que matériau fonctionnel vert, renouvelable et haute performance, l'éther de cellulose a de larges perspectives d'application. Avec l'avancement de la technologie et la croissance de la demande du marché, les variétés d'éther de cellulose sont constamment enrichies et les performances sont continuellement optimisées. Il continue de consolider sa position dans les domaines traditionnels et présente également un large potentiel de développement dans des domaines émergents (tels que les matériaux d'impression 3D, les matériaux biomédicaux et les matériaux respectueux de l'environnement). À l'avenir, la protection de l'environnement vert, le rendement élevé et la diversification fonctionnelle seront des directions importantes pour le développement de l'éther de cellulose.