Эфиры целлюлозы

Участок молекулы эфира целлюлозы (с R = органический остаток) со степенью замещения, увеличивающейся сверху вниз.

и отображать информацию об изображении низкая степень замещения

и отображать информацию об изображении средняя степень замещения

и отображать информацию об изображении высокая степень замещения

Простые эфиры целлюлозы представляют собой производные целлюлозы , которые образуются путем частичного или полного замещения атомов водорода гидроксильных групп в целлюлозе. Эта реакция известна как этерификация .

характеристики

Свойства эфиров целлюлозы зависят от типа заместителя, количества замещенных гидроксильных групп и их распределения. Таким образом, эфиры целлюлозы растворимы в воде и / или органических растворителях, в зависимости от типа и количества введенных эфирных групп. Некоторые эфиры целлюлозы (например, метил- и гидроксипропилцеллюлозы) показывают обратную растворимость в воде, т. Е. то есть их можно флокулировать из водных растворов путем нагревания. Представителями группы эфиров целлюлозы являются z. Б.

• Карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ)
• Метилцеллюлоза (MC)
• Этилцеллюлоза (EC)
• Гидроксиэтилцеллюлоза (HEC)
• Гидроксипропилцеллюлоза (HPC)

Простые эфиры целлюлозы, полученные взаимодействием целлюлозы с более чем одним этерифицирующим агентом, называются смешанными эфирами целлюлозы z. Б.

• Метилэтилцеллюлоза (MEC)
• Гидроксиэтилметилцеллюлоза (HEMC)
• Гидроксипропилметилцеллюлоза (HPMC)
• Этилгидроксиэтилцеллюлоза
• Карбоксиметил гидроксиэтилцеллюлоза

Для отдельных областей применения производятся изделия разного качества с разными характеристиками.

Производство

Простые эфиры целлюлозы производятся в промышленности с 1925 года, и все чаще появляются водорастворимые продукты. Целью этерификации является включение гидрофильных заместителей в сеть водородных связей. Отдельные простые эфиры целлюлозы предлагаются в широком диапазоне типов, которые зависят от степени замещения, степени полимеризации и вязкости раствора. Производственные процессы оптимизированы для различных свойств эфиров целлюлозы, но имеют следующие общие особенности на основных этапах:

• Производство целлюлозы
• Активация целлюлозы концентрированной каустической содой и образование щелочной целлюлозы
• Этерификация с алкилирующих агентов ( галогенированные углеводороды (например , хлористый метил , этил хлорид ), эпоксиды (например , окись этилена , окись пропилена ) или эпихлоргидрина )
• Нейтрализация и вымывание побочных продуктов
• Обработка и измельчение или просеивание конечного продукта

Все реакции этерификации, проводимые промышленно на целлюлозе, проводят в гетерогенной реакции, т.е. То есть не происходит растворения целлюлозы до или во время реакции. Целлюлозу обычно получают из древесины деревьев, при этом лигнин, содержащийся в древесине дерева, первоначально z. Б. должен быть отделен от структуры целлюлозы как лигносульфонат . Из хлопка можно получить целлюлозу высокого качества .

применение

Клей для обоев

Рынок производных целлюлозы (эфиры целлюлозы и сложные эфиры целлюлозы ) оценивается в более чем 100 000 тонн в Германии. Наиболее важными производителями являются группы DOW, Henkel и Shin-Etsu . С точки зрения количества наиболее важным эфиром целлюлозы является карбоксиметилцеллюлоза, за которой следуют метилцеллюлоза и гидроксиэтилцеллюлоза. Наиболее важными областями применения эфиров целлюлозы являются вспомогательные строительные материалы для целенаправленной корректировки технологических свойств гипса, штукатурки, строительного раствора и плиточного клея. Поскольку простые эфиры целлюлозы являются продуктами, изготовленными из возобновляемого сырья, они приобретают все большее значение для экологически безопасных процессов, например Б. в качестве вспомогательного текстиля в текстильной промышленности. Эфиры целлюлозы - u. а. используется в качестве

• потенциальные пленкообразователи
• Клеи ( например, клей для обоев )
• Эмульгаторы
• Защитные коллоиды
• Стабилизаторы
• Средства для мытья (в том числе грязеотталкивающие и ингибиторы поседения) и кондиционеры для волос
• Загуститель для растворов на основе воды и органических растворителей

Они используются в самых разных областях, таких как

• Моющие и чистящие средства
• Косметические средства
• Аптека (качество USP)
• Пищевая промышленность и производство напитков (качество GMP)
• Клеи , строительные материалы и краски
• Текстильная , бумажная и кабельная промышленность
• Горное дело и добыча нефти
• сельское хозяйство
• Полимеризационная добавка (например, ПВХ)

подтверждающие документы

1. ^ Wissenschaft-Online Lexika: запись на простых эфиров целлюлозы в Lexikon дер Chemie, доступ к 17 марта 2010 года.
2. ↑ Х.-П. Финк и С. Фишер: Переработка целлюлозы - экологически чистые технологии в движении. (PDF, 2MB) Институт прикладных исследований полимеров им. Фраунгофера. В: Практическая наука - химия в школе , Том 54 (2005), No. 7. С. 18-25.
3. ^ FNR [специализированное агентство по возобновляемому сырью] (2006): Анализ рынка возобновляемого сырья; Гюльцов.

литература

• Ульманн (4-й) 9, 192-212
• Серия публикаций Fonds der Chemischen Industrie , Issue 24, pp. 71–76
• Römpp издание 1994 г.
• Таня Вюстенберг: Целлюлоза и производные целлюлозы. Behr's Verlag DE, 2013, ISBN 978-3-95468-188-4 , стр. 225-238 ( ограниченный предварительный просмотр в поиске книг Google)