Descripción general
La celulosa es un polímero natural compuesto de unidades de β-glucosa anhidra y tiene tres grupos hidroxilo en cada anillo base.Al modificar químicamente la celulosa, se pueden producir una variedad de derivados de celulosa, y uno de ellos es el éter de celulosa.El éter de celulosa es un compuesto polimérico con una estructura de éter derivado de la celulosa, que incluye metilcelulosa, etilcelulosa, hidroxietilcelulosa, hidroxipropilcelulosa, carboximetilcelulosa y otros.Estos derivados generalmente se producen haciendo reaccionar celulosa alcalina con monocloroalcano, óxido de etileno, óxido de propileno o ácido monocloroacético.El éter de celulosa resultante tiene una excelente solubilidad en agua, capacidad espesante y propiedades formadoras de película, y se usa ampliamente en industrias como la de la construcción, la farmacéutica, la alimentaria y la cosmética.El éter de celulosa es un material renovable, biodegradable y no tóxico, lo que lo convierte en una alternativa popular a los polímeros sintéticos.
Rendimiento y características
1. Características de apariencia
El éter de celulosa es un polvo fibroso, blanco e inodoro que absorbe fácilmente la humedad y forma un coloide estable, viscoso y transparente cuando se disuelve en agua.
2. Formación y adhesión de películas
La modificación química de la celulosa para producir éter de celulosa afecta significativamente sus propiedades, incluida su solubilidad, capacidad de formación de película, fuerza de unión y resistencia a las sales.Estas características hacen del éter de celulosa un polímero muy deseable con excelente resistencia mecánica, flexibilidad, resistencia al calor y al frío.Además, presenta buena compatibilidad con diversas resinas y plastificantes, lo que lo hace adecuado para su uso en la producción de plásticos, películas, barnices, adhesivos, látex y materiales de recubrimiento para medicamentos.Debido a sus propiedades versátiles, el éter de celulosa se ha convertido en un material importante en la industria manufacturera, ya que proporciona rendimiento, estabilidad y durabilidad mejorados a una amplia gama de productos.Como resultado, tiene una amplia gama de aplicaciones en diversos campos, incluidos los sectores farmacéutico, de recubrimientos, textil, de construcción y alimentario, entre otros.
3. Solubilidad
La solubilidad de éteres de celulosa como metilcelulosa, metilhidroxietilcelulosa, hidroxietilcelulosa y carboximetilhidroxietilcelulosa de sodio varía dependiendo de la temperatura y el disolvente utilizado.La metilcelulosa y la metilhidroxietilcelulosa son solubles en agua fría y algunos disolventes orgánicos, pero precipitan cuando se calientan, precipitando la metilcelulosa a 45-60°C y la metilhidroxietilcelulosa eterificada mixta a 65-80°C.Sin embargo, los precipitados pueden volver a disolverse cuando se baja la temperatura.Por otro lado, la hidroxietilcelulosa y la carboximetilhidroxietilcelulosa de sodio son solubles en agua a cualquier temperatura pero insolubles en disolventes orgánicos.Estos éteres de celulosa tienen diferentes propiedades de solubilidad y precipitación que los hacen adecuados para diversas aplicaciones en industrias como la de plásticos, películas, revestimientos y adhesivos.
4. Engrosamiento
Cuando el éter de celulosa se disuelve en agua, forma una solución coloidal cuya viscosidad está influenciada por el grado de polimerización del éter de celulosa.La solución contiene macromoléculas hidratadas que exhiben un comportamiento no newtoniano, es decir, el comportamiento del flujo cambia con la fuerza de corte aplicada.Debido a la estructura macromolecular, la viscosidad de la solución aumenta rápidamente con la concentración, pero disminuye rápidamente con el aumento de la temperatura.La viscosidad de las soluciones de éter de celulosa también está influenciada por el pH, la fuerza iónica y la presencia de otras sustancias químicas.Estas propiedades únicas del éter de celulosa lo hacen útil en diversas aplicaciones, como adhesivos, recubrimientos, cosméticos y productos alimenticios.
Solicitud
1. Industria petrolera
La carboximetilcelulosa sódica (NaCMC) es un éter de celulosa con una amplia gama de aplicaciones en el proceso de extracción de aceite.Sus excelentes propiedades de aumento de la viscosidad y reducción de la pérdida de fluidos lo convierten en una opción popular en fluidos de perforación, fluidos de cementación y fluidos de fracturación.En particular, ha mostrado resultados prometedores en la mejora de la recuperación de petróleo.El NaCMC puede resistir diversas contaminaciones por sales solubles y aumentar la recuperación de petróleo al reducir la pérdida de agua, y su resistencia a la sal y su capacidad para aumentar la viscosidad lo hacen ideal para preparar fluidos de perforación para agua dulce, agua de mar y agua salada saturada.
La carboximetilhidroxipropilcelulosa de sodio (NaCMHPC) y la carboximetilhidroxietilcelulosa de sodio (NaCMHEC) son dos derivados de éter de celulosa con alta tasa de suspensión, buen rendimiento anticalcio y buena capacidad para aumentar la viscosidad, lo que los convierte en excelentes opciones como agentes de tratamiento de lodos de perforación y materiales para Preparación de fluidos de terminación.Exhiben una capacidad superior para aumentar la viscosidad y propiedades para reducir la pérdida de fluidos en comparación con la hidroxietilcelulosa, y su capacidad para formularse en fluidos de perforación de diversas densidades bajo el peso de cloruro de calcio los convierte en un aditivo versátil para aumentar la producción de petróleo.
La hidroxietilcelulosa (HEC) es otro derivado de la celulosa que se utiliza como agente espesante y estabilizante del lodo en los procesos de perforación, terminación y cementación.En comparación con la carboximetilcelulosa sódica y la goma guar, HEC tiene una fuerte suspensión de arena, alta capacidad de sal, buena resistencia al calor, baja resistencia a la mezcla, menor pérdida de líquido y bloqueo de ruptura del gel.La HEC se ha utilizado ampliamente debido a su buen efecto espesante, bajo nivel de residuos y otras propiedades.En general, los éteres de celulosa como NaCMC, NaCMHPC, NaCMHEC y HEC desempeñan funciones fundamentales en el proceso de extracción de petróleo y han demostrado un potencial significativo para mejorar la recuperación de petróleo.
2. Industria de la construcción y la pintura
La carboximetilcelulosa de sodio es un aditivo versátil para materiales de construcción que se puede utilizar como retardador, agente de retención de agua, espesante y aglutinante para mampostería de construcción y mortero de enlucido.También se puede utilizar como dispersante, retenedor de agua y espesante para yesos, morteros y materiales de nivelación de terrenos.Un aditivo especial para mortero de mampostería y enlucido hecho de carboximetilcelulosa puede mejorar la trabajabilidad, la retención de agua y la resistencia al agrietamiento, evitando grietas y huecos en la pared de bloques.Además, la metilcelulosa se puede utilizar para fabricar materiales de decoración de superficies de edificios respetuosos con el medio ambiente para paredes de alta calidad y superficies de baldosas de piedra, así como para la decoración de superficies de columnas y monumentos.
3. Industria química diaria
La carboximetilcelulosa de sodio es un viscosificante estabilizador versátil que se puede utilizar en una variedad de productos.En productos en pasta que contienen materias primas sólidas en polvo, desempeña un papel fundamental en la estabilización de la dispersión y la suspensión.Para cosméticos líquidos o en emulsión, funciona como agente espesante, dispersante y homogeneizante.Este derivado de celulosa también puede actuar como estabilizador de emulsión, espesante y estabilizador de pomadas y champús, estabilizador de adhesivos de pasta de dientes y detergente espesante y agente antimanchas.La carboximetilhidroxipropilcelulosa de sodio, un tipo de éter de celulosa, se usa ampliamente como estabilizador de pasta de dientes debido a sus propiedades tixotrópicas, que ayudan a mantener la formabilidad y consistencia de la pasta de dientes.Este derivado también es resistente a la sal y al ácido, lo que lo convierte en un eficaz espesante en detergentes y agentes antimanchas.La carboximetilcelulosa de sodio se usa comúnmente como dispersante de suciedad, espesante y dispersante en la producción de detergentes en polvo y líquidos.
4. Industria de la medicina y los alimentos
En la industria farmacéutica, la hidroxipropilcarboximetilcelulosa (HPMC) de Yibang se usa ampliamente como excipiente de fármacos para preparaciones orales de liberación controlada y liberación sostenida.Actúa como material retardador de la liberación para regular la liberación de fármacos y como material de recubrimiento para retrasar la liberación de formulaciones.La metil carboximetilcelulosa y la etilcarboximetilcelulosa se utilizan habitualmente para fabricar comprimidos y cápsulas, o para recubrir comprimidos recubiertos de azúcar.En la industria alimentaria, los éteres de celulosa de primera calidad son espesantes, estabilizadores, excipientes, agentes retenedores de agua y agentes espumantes mecánicos eficaces en diversos alimentos.La metilcelulosa y la hidroxipropilmetilcelulosa se consideran metabólicamente inertes y seguras para el consumo.La carboximetilcelulosa de alta pureza se puede agregar a productos alimenticios, como leche y crema, condimentos, mermeladas, gelatinas, alimentos enlatados, almíbar y bebidas.Además, la carboximetilcelulosa se puede utilizar en el transporte y almacenamiento de frutas frescas como envoltura de plástico, lo que proporciona un buen efecto de conservación de la frescura, menos contaminación, ningún daño y una producción mecanizada sencilla.
5. Materiales funcionales ópticos y eléctricos.
El éter de celulosa de alta pureza con buena resistencia a ácidos y sales actúa como estabilizador espesante de electrolitos, proporcionando propiedades coloidales estables para baterías alcalinas y de zinc-manganeso.Algunos éteres de celulosa presentan cristalinidad líquida termotrópica, como el acetato de hidroxipropilcelulosa, que forma cristales líquidos colestéricos por debajo de 164°C.
Referencia principal
● Diccionario de Sustancias Químicas.
● Características, preparación y aplicación industrial del éter de celulosa.
● Status Quo y tendencia de desarrollo del mercado Éter de celulosa.
