كمشتق مهم من السليلوز، الأثير السليلوز لديه الخصائص التالية.
تعتمد قابلية ذوبان إيثر السليلوز القابل للذوبان في محلول مائي قلوي أو ماء أو مذيب عضوي على طبيعة المجموعة الأثيرية ودرجة استبدالها (DS). المواد التي تقل قيمة DS عن 0.1 تكون عمومًا غير قابلة للذوبان وتختلف عن السليلوز فقط في بعض المعايير الفيزيائية والتقنية، مثل قوة الشد، أو طاقة السطح المحتملة، أو قدرة امتصاص الماء، أو قدرة الصبغ. يستخدم تعديل السليلوز بهذا المعدل بشكل رئيسي لإعادة معالجة السليلوز في صناعة النسيج والورق، ولا يتم تسويقه كمنتجات إيثر السليلوز.
عندما يصل نطاق DS للمنتج إلى 0.2~0.5، فإنه يبدأ في الذوبان في محلول الماء القلوي، مثل 5%~8% NaOH، وتعتمد قابلية الذوبان على المجموعة الأثيرية. مع زيادة درجة الإحلال، يذوب إيثر السليلوز تدريجياً في الماء. بالنسبة للنوع الأنيوني والنوع غير الأيوني ذو محبة الماء القوية، يتم أيضًا الحفاظ على قابلية ذوبان جيدة عند مستوى DS مرتفع، ولكن إذا كانت البدائل الكارهة للماء تتمتع بالميزة، فسوف تختفي القابلية للذوبان عند مستوى DS أعلى.
العديد من إيثرات السليلوز الصناعية قابلة للذوبان في الماء و/أو المذيبات العضوية. بالنسبة للنوع الأنيوني، يجب أن تكون DS أعلى من 0.4 للذوبان في الماء، وبالنسبة للنوع غير الأيوني DS يجب أن يكون أعلى من 1. إذا كانت المجموعة الأثيرية الكارهة للماء تتمتع بالميزة، فسوف تختفي القابلية للذوبان في الماء عندما تكون قيمة DS أعلى من 2، وسوف يذوب في البروتون أو المذيبات اللابروتونية القطبية، مثل الكحولات الأليفاتية المنخفضة أو الكيتونات أو الإيثرات. المزيد من إيثرات السليلوز الكارهة للماء قابلة للذوبان أيضًا في الهيدروكربونات المكلورة، ولكن نادرًا في الهيدروكربونات النقية. إثيرات السليلوز التي تحتوي على مجموعات أنيونية فقط تكون غير قابلة للذوبان تقريبًا في المذيبات العضوية في جميع نطاقات DS، باستثناء المذيبات اللابروتيكية القوية جدًا، مثل ثنائي ميثيل سلفوكسيد. في جميع الحالات، تكون إثيرات السليلوز ذات الوزن الجزيئي المنخفض أكثر قابلية للذوبان. سوف تتأثر قابلية ذوبان الأثير الكاره للماء في الماء عند درجة حرارة عالية. سوف يخضع المنتج المذاب للجيل أو التكتل عند تسخينه ثم يتم إذابته مرة أخرى عند تبريده. هذا هو أداء هلام حراري فريد من نوعه وظاهرة إيثر السليلوز الكاره للماء، والتي لها تأثير مهم على الإنتاج والتطبيق.
تتطلب معظم التطبيقات أن تكون محاليل إيثر السليلوز واضحة وحتى شفافة، ولكن بعض منتجات الألياف يمكن أن تشكل فقط محاليل منتفخة، والتي قد تحتوي على جزيئات غير قابلة للذوبان أو خيوط خالية من الألياف. السبب الرئيسي هو أن المواد المتفاعلة لا يتم تحريكها وخلطها بالتساوي أثناء عملية التفاعل، أو أن السلسلة الجزيئية السليلوزية غير منتظمة للغاية (الوزن الجزيئي) واستبدال غير متجانس ناتج عن التوزيع الواسع والاختلاف الكبير في مصادر المواد الخام) وبنية التجميع غير المتجانسة ( فمن الصعب استبداله في منطقة التبلور العالية). قد تؤدي الشوائب الموجودة في المواد السليولوزية، مثل اللجنين أو محتوى الرماد أو وجود عوامل تشابك في المواد المتفاعلة الأثيرية، إلى إنتاج بقايا غير قابلة للذوبان.
يحتوي محلول إيثر السليلوز اللزج على نطاق لزوجة واسع، ويمكن أن يصل نطاق اللزوجة لمحلول إيثر السليلوز المحايد بنسبة 2٪ في درجة حرارة الغرفة إلى 5 ~ 10 مللي باسكال. S أو حتى أوسع، ويرتبط حجمه بالتركيز ودرجة الحرارة ومتوسط طول السلسلة (أو درجة البلمرة) للجزيئات الكبيرة ووجود الأملاح أو المواد المضافة الأخرى. يمكن تقصير طول سلسلة جزيئات البروتوسليلوز الكبيرة عن طريق المعالجة الكيميائية أثناء إنتاج إيثر السليلوز.
عند تركيزات ودرجات حرارة محددة، قد تكون الخواص الريولوجية للمحلول نيوتونية، أو لدنة كاذبة، أو متغيرة الانسيابية، أو حتى هلامية، اعتمادًا على طول السلسلة، وتخصيص البديل، وخصائص المجموعة الأثيرية.
الخصائص الفيزيائية
أثير السليلوز هو مادة صلبة بيضاء أو صفراء، وعادة ما تكون في شكل حبيبات أو في شكل مسحوق (الرطوبة تصل إلى 10٪). وتتراوح الكثافة الظاهرية للمسحوق من 0.3 إلى 0.5 جم/سم0.2. بعض المنتجات الليفية (غير المطحونة) لها كثافة ظاهرية أقل من 40 جم/سمXNUMX. وفقا لاستخدام الشركات المصنعة المختلفة يمكن ضبط مستويات نقاء مختلفة. المنتجات عالية النقاء عديمة الرائحة والمذاق. قد تحتوي المنتجات غير المعالجة على ما يصل إلى XNUMX% (جزء كتلة) من أملاح الصوديوم، مثل NaCI، وخلات الصوديوم، وما إلى ذلك. ويمكن خلط المنتج مع المواد المضافة حسب الحاجة لضمان استقراره، وقابلية التحكم في الذوبان وسهولة المعالجة، وما إلى ذلك.
بالإضافة إلى ذلك، يمكن خلط معظم المنتجات الصناعية لإيثر السليلوز مع بوليمرات أخرى قابلة للذوبان في الماء، مثل منتجات النشا أو الراتنجات الطبيعية أو الغروانية الطبيعية أو بولي أكريلاميد، للحصول على الخصائص الريولوجية المطلوبة وغيرها من الخصائص الفيزيائية للمنتجات المركبة.
استقرار
يتأثر إيثر السليلوز بسهولة بالسليلوز والكائنات الحية الدقيقة. تهاجم الإنزيمات بشكل تفضيلي وحدات الجلوكوز المجففة غير المستبدلة، الأمر الذي سيؤدي إلى التحلل المائي للسلاسل الجزيئية الكبيرة وتقليل لزوجة المنتج. يمكن لبدائل الأثير أن تحمي العمود الفقري للسليلوز، وبالتالي فإن استقرار إيثر السليلوز يزداد مع زيادة DS أو انتظام الاستبدال، ولا يتعرض سوى عدد قليل من وحدات الجلوكوز المجففة غير المستبدلة للهجوم بواسطة الهيدرولات.
لا يتأثر إيثر السليولوز بسهولة بالهواء والرطوبة وأشعة الشمس والتدفئة المعتدلة والملوثات العامة، فهو مستقر نسبياً. تنتج المؤكسدات القوية مجموعات البيروكسيد والكربونيل، مما يؤدي إلى مزيد من تدهور إيثر السليلوز في الظروف القلوية. عندما يتم تسخين محلول السليلوز الأساسي، تنخفض اللزوجة بشكل واضح. تعمل الأحماض القوية أيضًا على تحلل السلاسل الجزيئية عن طريق التحلل المائي المباشر لروابط أسيتال السليلوز. مثل البوليمرات العضوية الأخرى، يتحلل هيكل سلسلة إيثر السليلوز بسبب الضرر الناتج عن الإشعاع عالي الطاقة. يمكن إضافة منتجات الأثير السليولوزي الصناعي إلى القتلة الحيوية، أو المحاليل المنظمة، أو المواد المختزلة لتحقيق استقرار التخزين على المدى الطويل ولزوجة ثابتة في ظل ظروف تخزين مناسبة.
تكون إثيرات السليلوز الصلبة مستقرة عند درجات حرارة تصل إلى 80 ~ 100 درجة مئوية. يمكن أن تؤدي درجات الحرارة المرتفعة أو التسخين لفترة طويلة إلى التشابك وتكوين شبكات غير قابلة للذوبان في بعض الحالات. المنتج الصلب لديه تحلل طفيف في نطاق 130 ~ 150 درجة مئوية، وعند تسخينه إلى 160 ~ 200 درجة مئوية، سيكون له تحلل قوي ويتحول إلى اللون البني، والذي يعتمد على نوع الأثير وظروف التسخين. عندما يتم تسخين المحلول المائي المحايد لفترة طويلة ثم تبريده إلى درجة حرارة الغرفة، فإنه لن يسبب انخفاضًا في الدوران، ولن يؤثر التسخين المعتدل أو التكتل على اللزوجة.
يمكنك الحصول على معلومات أكثر تفصيلاً من موقعنا على شبكة الإنترنت: www.celotech.com