ما هي إيثرات السليلوز المستبدلة؟

Ethers البديلة السليلوز هي مجموعة من المركبات متعددة الاستخدامات والهامة صناعيا مشتقة من السليلوز ، واحدة من أكثر البوليمرات الحيوية وفرة على الأرض. يتم إنتاج هذه الإيثرات عن طريق التعديل الكيميائي لمجموعات الهيدروكسيل (-OH) للعمود الفقري السليلوز ، مما يؤدي إلى مجموعة متنوعة من المنتجات ذات الخصائص والتطبيقات المختلفة. تتراوح التطبيقات من الأدوية والغذاء ومنتجات العناية الشخصية ومواد البناء والمنسوجات والمزيد.

هيكل السليلوز:
السليلوز عبارة عن عديد السكاريد الخطي يتكون من تكرار وحدات الجلوكوز المرتبطة بواسطة روابط -1،4-glycosidic. تتكون وحدات التكرار من ثلاث مجموعات هيدروكسيل لكل وحدة الجلوكوز ، مما يجعل السليلوز ماء للغاية ومتعرضًا للتعديلات الكيميائية المختلفة.

توليف إيثرات السليلوز البديلة:
يتضمن توليف إيثرات السليلوز البديلة إدخال مجموعات وظيفية مختلفة على مجموعات الهيدروكسيل من العمود الفقري السليلوز. الأساليب الشائعة لتجميع هذه الإيثرات تشمل الأثير والاستيعاب.

تتضمن تفاعلات الأثير باستبدال مجموعات الهيدروكسيل مع مجموعات الألكيل أو الأريل لتشكيل روابط الأثير. يمكن تحقيق ذلك عن طريق التفاعل مع هاليدات الألكيل ، كبريتات الألكيل أو إيثرات الألكيل في ظل الظروف المناسبة. تشمل عوامل الألكيلة الشائعة الاستخدام في هذه التفاعلات كلوريد الميثيل ، كلوريد الإيثيل ، وكلوريد البنزيل.

من ناحية أخرى ، يتضمن الاستيعاب استبدال مجموعة الهيدروكسيل بمجموعة أسيل لتشكيل رابطة استر. يمكن تحقيق ذلك عن طريق التفاعل مع كلوريد الحمض أو الأنهيدريد أو الأحماض في وجود محفزات. تشمل عوامل الأسيلة الشائعة الاستخدام في هذه التفاعلات أنهيدريد الخليك ، كلوريد الأسيتيل ، والأحماض الدهنية.

أنواع إيثرات السليلوز البديلة:
الميثيل السليلوز (MC):

يتم إنتاج ميثيل سيلولوز عن طريق الأثير من السليلوز مع كلوريد الميثيل.
يتم استخدامه على نطاق واسع باعتباره مثبطًا ومثبتًا ومستحلبًا في مختلف الصناعات بما في ذلك الأغذية والمستحضرات الصيدلانية ومنتجات العناية الشخصية.
MC يشكل هلامًا واضحًا عند رطبه ويظهر سلوكًا كاذبًا ، مما يجعله مناسبًا للتطبيقات التي تتطلب التحكم في اللزوجة.
هيدروكسي إيثيل سيلولوز (HEC):

يتم تصنيع هيدروكسي إيثيل السليلوز عن طريق أثثر السليلوز وأكسيد الإيثيلين.
ويستخدم بشكل شائع كعامل مثخن ، لاصق وتشكيل الأفلام في الطلاء ومستحضرات التجميل والطب وغيرها من الصناعات.
HEC يضفي السلوك الزائف إلى الحل ويوفر خصائص ممتازة للاحتفاظ بالمياه.
هيدروكسي بروبيليسيلولوز (HPC):

يتم إنتاج هيدروكسي بروبيل السليلوز عن طريق إثري السليلوز مع أكسيد البروبيلين.
يتم استخدامه باعتباره مثبطًا ومثبتًا وموثقًا في المستحضرات الصيدلانية ، وخاصة في الطلاء اللوحي وأنظمة توصيل الأدوية التي يتم التحكم فيها.
HPC لديها خصائص حرارية ، وتشكيل المواد الهلامية في درجات حرارة عالية.
carboxymethylcellulose (CMC):

يتم تصنيع carboxymethylcellulose عن طريق الأثير من السليلوز و monochloroacetate الصوديوم تحت الظروف القلوية.
يتم استخدامه على نطاق واسع باعتباره مثمراً ومثبتًا ومستحلبًا في التطبيقات الغذائية والصيدلانية والصناعية.
CMC يضفي اللزوجة وسلوك القص إلى الحلول ويشكل تشتتات غرواني مستقرة.
إيثيل هيدروكسي إيثيل السليلوز (EHEC):

إيثيل هيدروكسي إيثيل السليلوز هو الأثير السليلوز غير المسمار ، والذي ينتج عن طريق الأثير المتسلسل للسليلوز مع أكسيد الإيثيلين وكلوريد الإيثيل.
يتم استخدامه كمعدل مثخن ، والفيلم السابق في مجموعة متنوعة من التطبيقات بما في ذلك الطلاء والمواد اللاصقة ومنتجات العناية الشخصية.
تتمتع EHEC بذوبان المياه وتوافقها أعلى من نظرائها البديلة المنفردة.
خصائص إيثرات السليلوز البديلة:
تختلف خصائص إيثرات السليلوز البديلة اعتمادًا على عوامل مثل درجة الاستبدال والوزن الجزيئي والبنية الكيميائية. ومع ذلك ، فإنها عادة ما تظهر الخصائص التالية:

ماء: إيثرات السليلوز البديلة هي محبة للماء بسبب وجود مجموعات هيدروكسيل في بنيتها ، مما يسمح لهم بالتفاعل مع جزيئات الماء من خلال ترابط الهيدروجين.

السماكة والتشغيل: العديد من إيثرات السليلوز البديلة لها خصائص سماكة وملحقة ، مما يؤدي إلى تكوين حلول لزجة أو المواد الهلامية عند الترطيب. تعتمد اللزوجة وقوة الهلام على عوامل مثل تركيز البوليمر والوزن الجزيئي.

تكوين الأفلام: بعض إيثرات السليلوز المستبدلة قادرة على تكوين أفلام واضحة ومرنة عند تصويرها من الحل. هذه الخاصية لها مزايا في التطبيقات مثل الطلاء والمواد اللاصقة وأنظمة توصيل الأدوية التي يتم التحكم فيها.

الاستقرار: تظهر إيثرات السليلوز البديلة بشكل عام ثباتًا جيدًا على نطاق واسع من درجة الحموضة وظروف درجة الحرارة. فهي مقاومة للتدهور الميكروبي والتحلل الأنزيمي ، مما يجعلها مناسبة للاستخدام في مجموعة متنوعة من المستحضرات.

السلوك الريولوجي: غالبًا ما تظهر إيثرات السليلوز البديلة سلوكًا زائفًا أو تصريحًا ، مما يعني أن لزوجتها تتناقص تحت إجهاد القص. هذه الخاصية مرغوبة في التطبيقات التي تتطلب سهولة المعالجة أو التطبيق.

تطبيقات إيثرات السليلوز البديلة:
تستخدم إيثرات السليلوز المستبدلة على نطاق واسع في العديد من الصناعات بسبب خصائصها متعددة الوظائف. تشمل بعض التطبيقات الرئيسية:

صناعة الأغذية: يتم استخدام إيثرات السليلوز البديلة مثل الكربوكسي ميثيل سيلولوز (CMC) كمثبتات ومثبتات ومستحلبات في الأطعمة مثل الصلصات والضمادات ومنتجات الألبان. أنها تحسن الملمس والاستقرار و

الأدوية: تستخدم إيثرات السليلوز البديلة على نطاق واسع في المستحضرات الصيدلانية كمجلدات وتفكك وعوامل إطلاق مسيطر عليها في الأجهزة اللوحية والكبسولات والتركيبات الموضعية. أنها تعمل على تحسين توصيل المخدرات والتوافر البيولوجي والامتثال للمريض.

منتجات العناية الشخصية: تم استبدال إيثرات السليلوز بمكونات شائعة في منتجات العناية الشخصية مثل الشامبو والمستحضرات والكريمات بسبب خصائص سماكة وتعليقها وتشكيل الأفلام. أنها تعزز استقرار المنتج والملمس والسمات الحسية.

مواد البناء: يتم استخدام إيثرات السليلوز البديلة كمضافات في مواد البناء مثل المنتجات الأسمنتية وقذائف الهاون والغجر لتحسين قابلية العمل والاحتفاظ بالمياه والالتصاق. أنها تعمل على تحسين أداء ومتانة هذه المواد.

المنسوجات: يحل محل إيثرات السليلوز في عمليات طباعة النسيج وعمليات التشطيب لتوفير التحكم في اللزوجة والالتصاق وغسل الثبات. أنها تساعد في ترسب الأصباغ والأصباغ على ركائز النسيج.

صناعة النفط والغاز: استبدل إيثرات السليلوز كأولاد اللزوجة وعوامل فقدان السوائل في سوائل الحفر لتحسين كفاءة وسلامة عمليات حفر النفط والغاز.