اترهای سلولزی: تعریف، ساخت و کاربرد

تعریف اترهای سلولزی:

اترهای سلولزی خانواده ای از پلیمرهای محلول در آب هستند که از سلولز، یک پلی ساکارید طبیعی که در دیواره سلولی گیاهان یافت می شود، به دست می آیند. از طریق اصلاح شیمیایی، گروه‌های اتر به ستون فقرات سلولزی معرفی می‌شوند و در نتیجه مشتقاتی با طیف وسیعی از خواص مانند حلالیت در آب، توانایی ضخیم شدن و قابلیت‌های تشکیل فیلم به دست می‌آیند. رایج ترین انواع اترهای سلولزی عبارتند ازهیدروکسی پروپیل متیل سلولز(HPMC)، کربوکسی متیل سلولز (CMC)، هیدروکسی اتیل سلولز (HEC)، متیل سلولز (MC)، و اتیل سلولز (EC).

تولید اترهای سلولزی:

فرآیند تولید اترهای سلولزی معمولاً شامل مراحل زیر است:

1. انتخاب منبع سلولزی:
   • سلولز را می توان از خمیر چوب، الیاف پنبه یا سایر مواد گیاهی تهیه کرد.
2. خمیرسازی:
   • سلولز انتخاب شده تحت خمیرسازی قرار می گیرد و الیاف را به شکل قابل کنترل تری تجزیه می کند.
3. فعال سازی سلولز:
   • سلولز پالپ شده با متورم کردن آن در محلول قلیایی فعال می شود. این مرحله سلولز را در طول اتریفیکاسیون بعدی واکنش پذیرتر می کند.
4. واکنش اتریفیکاسیون:
   • گروه های اتر (به عنوان مثال متیل، هیدروکسی پروپیل، کربوکسی متیل) از طریق واکنش های شیمیایی به سلولز معرفی می شوند.
   • عوامل متداول اتریف کننده شامل اکسیدهای آلکیلن، آلکیل هالیدها یا سایر معرفها بسته به اتر سلولزی مورد نظر است.
5. خنثی سازی و شستشو:
   • سلولز اتری شده برای حذف معرف های اضافی خنثی می شود و سپس برای از بین بردن ناخالصی ها شسته می شود.
6. خشک کردن:
   • سلولز خالص و اتری شده خشک می شود و در نتیجه محصول نهایی اتر سلولز به دست می آید.
7. کنترل کیفیت:
   • تکنیک‌های تحلیلی مختلف، مانند طیف‌سنجی NMR و طیف‌سنجی FTIR، برای کنترل کیفیت به کار می‌روند تا از درجه مطلوب جایگزینی و خلوص اطمینان حاصل شود.

کاربرد اترهای سلولزی:

1. صنعت ساختمان:
   • چسب کاشی، ملات، رندر: باعث حفظ آب، بهبود کارایی و افزایش چسبندگی می شود.
   • ترکیبات خود تراز کننده: خواص جریان و تثبیت را بهبود می بخشد.
2. داروها:
   • فرمولاسیون قرص: به عنوان چسباننده، تجزیه کننده و عوامل تشکیل دهنده فیلم عمل می کنند.
3. صنایع غذایی:
   • قوام دهنده و تثبیت کننده: در محصولات غذایی مختلف برای ایجاد ویسکوزیته و پایداری استفاده می شود.
4. پوشش ها و رنگ ها:
   • رنگ های مبتنی بر آب: به عنوان غلیظ کننده و تثبیت کننده عمل می کنند.
   • پوشش های دارویی: برای فرمولاسیون های با رهش کنترل شده استفاده می شود.
5. محصولات مراقبت شخصی:
   • شامپوها، لوسیون ها: به عنوان قوام دهنده و تثبیت کننده عمل می کنند.
6. چسب ها:
   • چسب های مختلف: ویسکوزیته، چسبندگی و خواص رئولوژیکی را بهبود می بخشد.
7. صنعت نفت و گاز:
   • سیالات حفاری: کنترل رئولوژیکی و کاهش اتلاف سیال را فراهم می کند.
8. صنعت کاغذ:
   • پوشش و اندازه کاغذ: استحکام کاغذ، چسبندگی پوشش و اندازه را بهبود می بخشد.
9. منسوجات:
   • اندازه نساجی: چسبندگی و تشکیل لایه روی منسوجات را بهبود می بخشد.
10. محصولات مراقبت شخصی:
    • لوازم آرایشی و بهداشتی، شوینده ها: به عنوان قوام دهنده و تثبیت کننده عمل می کنند.

اترهای سلولزی به دلیل خواص چندمنظوره خود کاربرد گسترده ای پیدا می کنند و به عملکرد طیف متنوعی از محصولات در صنایع مختلف کمک می کنند. انتخاب اتر سلولز به کاربرد خاص و خواص مورد نیاز بستگی دارد.