Visão geral
A celulose é um polímero natural composto por unidades de β-glicose anidra e possui três grupos hidroxila em cada anel de base.Ao modificar quimicamente a celulose, uma variedade de derivados de celulose podem ser produzidos, e um deles é o éter de celulose.O éter de celulose é um composto polimérico com estrutura éter derivada da celulose, incluindo metilcelulose, etilcelulose, hidroxietilcelulose, hidroxipropilcelulose, carboximetilcelulose e outros.Esses derivados são geralmente produzidos pela reação da celulose alcalina com monocloroalcano, óxido de etileno, óxido de propileno ou ácido monocloroacético.O éter de celulose resultante tem excelente solubilidade em água, capacidade de espessamento e propriedades de formação de filme, e é amplamente utilizado em indústrias como construção, farmacêutica, alimentícia e cosmética.O éter de celulose é um material renovável, biodegradável e não tóxico, o que o torna uma alternativa popular aos polímeros sintéticos.
Desempenho e recursos
1. Recursos de aparência
O éter de celulose é um pó fibroso branco, inodoro que absorve facilmente a umidade e forma um colóide estável, viscoso e transparente quando dissolvido em água.
2. Formação e adesão de filmes
A modificação química da celulose para produzir éter de celulose impacta significativamente suas propriedades, incluindo sua solubilidade, capacidade de formação de filme, força de ligação e resistência ao sal.Estas características tornam o éter de celulose um polímero altamente desejável com excelente resistência mecânica, flexibilidade, resistência ao calor e resistência ao frio.Além disso, apresenta boa compatibilidade com diversas resinas e plastificantes, tornando-o adequado para uso na produção de plásticos, filmes, vernizes, adesivos, látex e materiais de revestimento de medicamentos.Devido às suas propriedades versáteis, o éter de celulose tornou-se um material importante na indústria de transformação, proporcionando melhor desempenho, estabilidade e durabilidade a uma ampla gama de produtos.Como resultado, tem uma ampla gama de aplicações em diversos campos, incluindo produtos farmacêuticos, revestimentos, têxteis, construção e indústrias alimentícias, entre outros.
3. Solubilidade
A solubilidade dos éteres de celulose, como metilcelulose, metil hidroxietil celulose, hidroxietil celulose e carboximetil hidroxietil celulose sódica, varia dependendo da temperatura e do solvente utilizado.A metilcelulose e a metil-hidroxietilcelulose são solúveis em água fria e em alguns solventes orgânicos, mas precipitam quando aquecidas, com a metilcelulose precipitando a 45-60°C e a metil-hidroxietilcelulose eterificada mista a 65-80°C.No entanto, os precipitados podem redissolver-se quando a temperatura é reduzida.Por outro lado, a hidroxietil celulose e a carboximetil hidroxietil celulose sódica são solúveis em água a qualquer temperatura, mas insolúveis em solventes orgânicos.Esses éteres de celulose possuem diferentes propriedades de solubilidade e precipitação que os tornam adequados para diversas aplicações em indústrias como plásticos, filmes, revestimentos e adesivos.
4. Espessamento
Quando o éter de celulose se dissolve em água, forma uma solução coloidal cuja viscosidade é influenciada pelo grau de polimerização do éter de celulose.A solução contém macromoléculas hidratadas que apresentam comportamento não newtoniano, ou seja, o comportamento do fluxo muda com a força de cisalhamento aplicada.Devido à estrutura macromolecular, a viscosidade da solução aumenta rapidamente com a concentração, mas diminui rapidamente com o aumento da temperatura.A viscosidade das soluções de éter de celulose também é influenciada pelo pH, força iônica e presença de outros produtos químicos.Essas propriedades únicas do éter de celulose o tornam útil em diversas aplicações, como adesivos, revestimentos, cosméticos e produtos alimentícios.
Aplicativo
1. Indústria Petrolífera
A carboximetilcelulose de sódio (NaCMC) é um éter de celulose com ampla gama de aplicações no processo de extração de petróleo.Suas excelentes propriedades de aumento de viscosidade e redução de perda de fluido o tornam uma escolha popular em fluidos de perfuração, fluidos de cimentação e fluidos de fraturamento.Em particular, mostrou resultados promissores na melhoria da recuperação de petróleo.O NaCMC pode resistir a vários tipos de poluição por sal solúvel e aumentar a recuperação de petróleo, reduzindo a perda de água, e sua resistência ao sal e capacidade de aumentar a viscosidade o tornam ideal para preparar fluidos de perfuração para água doce, água do mar e água salgada saturada.
A carboximetil hidroxipropil celulose de sódio (NaCMHPC) e a carboximetil hidroxietil celulose de sódio (NaCMHEC) são dois derivados de éter de celulose com alta taxa de pasta, bom desempenho anticálcio e boa capacidade de aumento de viscosidade, tornando-os excelentes opções como agentes de tratamento de lama de perfuração e materiais para preparar fluidos de completação.Eles exibem capacidade superior de aumento de viscosidade e propriedades de redução de perda de fluido em comparação com a hidroxietilcelulose, e sua capacidade de serem formulados em fluidos de perfuração de várias densidades sob o peso do cloreto de cálcio os torna um aditivo versátil para aumentar a produção de petróleo.
A hidroxietilcelulose (HEC) é outro derivado da celulose usado como agente espessante e estabilizante de lama no processo de perfuração, completação e cimentação.Comparado à carboximetilcelulose de sódio e à goma guar, o HEC possui forte suspensão de areia, alta capacidade de sal, boa resistência ao calor, baixa resistência à mistura, menor perda de líquido e bloco de quebra de gel.HEC tem sido amplamente utilizado devido ao seu bom efeito espessante, baixo resíduo e outras propriedades.No geral, éteres de celulose como NaCMC, NaCMHPC, NaCMHEC e HEC desempenham papéis críticos no processo de extração de petróleo e têm demonstrado potencial significativo na melhoria da recuperação de petróleo.
2. Indústria de Construção e Tintas
A carboximetilcelulose sódica é um aditivo versátil para materiais de construção que pode ser usado como retardador, agente de retenção de água, espessante e aglutinante para alvenaria de construção e argamassa de reboco.Também pode ser utilizado como dispersante, agente retentor de água e espessante para gesso, argamassa e materiais de nivelamento de solo.Um aditivo especial para argamassa de alvenaria e reboco à base de carboximetilcelulose pode melhorar a trabalhabilidade, a retenção de água e a resistência a fissuras, evitando fissuras e vazios na parede do bloco.Além disso, a metilcelulose pode ser usada para fazer materiais de decoração de superfícies de construção ecologicamente corretos para paredes de alta qualidade e superfícies de ladrilhos de pedra, bem como para a decoração de superfícies de colunas e monumentos.
3. Indústria Química Diária
A carboximetilcelulose de sódio é um viscosificante estabilizador versátil que pode ser usado em uma variedade de produtos.Em produtos pastosos contendo matérias-primas sólidas em pó, desempenha um papel crítico na dispersão e estabilização da suspensão.Para cosméticos líquidos ou emulsões, funciona como agente espessante, dispersante e homogeneizador.Este derivado de celulose também pode atuar como estabilizador de emulsão, espessante e estabilizador de pomadas e xampus, estabilizador de adesivo de pasta de dente e espessante de detergente e agente anti-manchas.A carboximetil hidroxipropil celulose sódica, um tipo de éter de celulose, é amplamente utilizada como estabilizador de creme dental devido às suas propriedades tixotrópicas, que ajudam a manter a formabilidade e a consistência do creme dental.Este derivado também é resistente ao sal e aos ácidos, o que o torna um espessante eficaz em detergentes e agentes anti-manchas.A carboximetilcelulose de sódio é comumente usada como dispersante de sujeira, espessante e dispersante na produção de sabão em pó e detergentes líquidos.
4. Medicina e Indústria Alimentar
Na indústria farmacêutica, a hidroxipropil carboximetilcelulose Yibang (HPMC) é amplamente utilizada como excipiente de medicamentos para liberação controlada de medicamentos orais e preparações de liberação sustentada.Atua como material retardador de liberação para regular a liberação de medicamentos e como material de revestimento para retardar a liberação de formulações.Metil carboximetil celulose e etil carboximetil celulose são comumente usados para fazer comprimidos e cápsulas ou para revestir comprimidos revestidos de açúcar.Na indústria alimentícia, os éteres de celulose de qualidade premium são espessantes, estabilizantes, excipientes, agentes retentores de água e agentes espumantes mecânicos eficazes em vários alimentos.A metilcelulose e a hidroxipropilmetilcelulose são consideradas metabolicamente inertes e seguras para consumo.A carboximetilcelulose de alta pureza pode ser adicionada a produtos alimentícios, incluindo leite e creme, condimentos, geléias, geleias, alimentos enlatados, xaropes de mesa e bebidas.Além disso, a carboximetilcelulose pode ser utilizada no transporte e armazenamento de frutas frescas como embalagem plástica, proporcionando bom efeito de conservação do frescor, menos poluição, sem danos e fácil produção mecanizada.
5. Materiais Funcionais Ópticos e Elétricos
O éter de celulose de alta pureza com boa resistência a ácidos e sal atua como um estabilizador de espessamento eletrolítico, proporcionando propriedades coloidais estáveis para baterias alcalinas e de zinco-manganês.Alguns éteres de celulose apresentam cristalinidade líquida termotrópica, como o acetato de hidroxipropilcelulose, que forma cristais líquidos colestéricos abaixo de 164°C.
Referência Principal
● Dicionário de Substâncias Químicas.
● Características, preparação e aplicação industrial do éter de celulose.
● Status Quo e Tendência de Desenvolvimento do Mercado de Éter de Celulose.
