01. セルロースの紹介
セルロースはグルコースから構成される高分子多糖類です。水および一般の有機溶剤に不溶。これは植物細胞壁の主成分であり、自然界で最も広く分布し、最も豊富に存在する多糖でもあります。
セルロースは地球上で最も豊富な再生可能資源であり、最も多く蓄積されている天然ポリマーでもあります。再生可能、完全生分解性、優れた生体適合性という利点があります。
02. セルロースを改質する理由
セルロース高分子には、多数の -OH 基が含まれています。水素結合の効果により、高分子間の力は比較的大きく、これにより大きな融解エンタルピー ΔH が発生します。一方、セルロース高分子には環があります。構造と同様に、分子鎖の剛性がより大きいため、融解エントロピー変化 ΔS が小さくなります。この 2 つの理由により、溶融セルロースの温度 (= △H / △S ) は高くなり、セルロースの分解温度は比較的低くなります。そのため、セルロースを一定の温度に加熱すると、セルロースが溶け出す前に分解されて繊維が現れる現象が発生するため、セルロース素材の加工においては、一度溶かしてから成形するという方法は採用できません。
03. セルロース改質の意義
化石資源の漸減と化学繊維繊維の廃棄による環境問題の深刻化に伴い、再生可能な天然繊維素材の開発・利用が注目を集めています。セルロースは、自然界で最も豊富な再生可能な天然資源です。吸湿性、帯電防止性、通気性が良く、染色性が良く、着心地が良く、繊維加工が容易で生分解性があるなど、優れた性質を持っています。化学繊維とは比べものにならない特性があります。。
セルロース分子には多数の水酸基が含まれており、分子内および分子間で水素結合を形成しやすく、高温でも溶融せずに分解します。しかし、セルロースは反応性に優れており、化学修飾やグラフト反応によって水素結合を破壊することができ、融点を効果的に下げることができます。さまざまな工業製品として、繊維、膜分離、プラスチック、タバコ、コーティングなどに広く使用されています。
04. セルロースのエーテル化修飾
セルロースエーテルとは、セルロースをエーテル化変性して得られるセルロース誘導体の一種です。増粘性、乳化性、懸濁性、皮膜形成性、保護コロイド性、保湿性、密着性に優れているため、広く使用されています。食品、薬品、製紙、塗料、建材などに使用されています。
セルロースのエーテル化は、アルカリ条件下でセルロース分子鎖上のヒドロキシル基とアルキル化剤との反応によって生成される一連の誘導体です。水酸基の消費により分子間の水素結合の数が減少し、分子間力が減少するため、セルロースの熱安定性が向上し、材料の加工性能が向上し、同時にセルロースの融点が下がります。
エーテル化修飾がセルロースの他の機能に及ぼす影響の例:
研究者らは、精製綿を基本原料として使用し、一段階のエーテル化プロセスを使用して、アルカリ化およびエーテル化反応を通じて均一な反応、高粘度、良好な耐酸性および耐塩性を備えたカルボキシメチルヒドロキシプロピルセルロース複合エーテルを調製した。一段階のエーテル化プロセスを使用して、製造されたカルボキシメチルヒドロキシプロピルセルロースは、良好な耐塩性、耐酸性、および溶解性を備えています。プロピレンオキシドとクロロ酢酸の相対量を変えることにより、カルボキシメチルとヒドロキシプロピルの含有量が異なる生成物を調製できます。試験の結果、一段階法で製造されたカルボキシメチルヒドロキシプロピルセルロースは製造サイクルが短く、溶剤消費量が少なく、一価および二価の塩に対する優れた耐性と良好な耐酸性を備えていることがわかりました。
05. セルロースのエーテル化修飾の展望
セルロースは、資源が豊富で、グリーンで環境に優しく、再生可能である重要な化学および化学原料です。セルロースエーテル化変性誘導体は優れた性能、幅広い用途、優れた使用効果を有し、国民経済のニーズを大きく満たしています。そして、社会の発展のニーズに伴い、技術の継続的な進歩と将来の商業化の実現に伴い、セルロース誘導体の合成原料や合成方法がより工業化できれば、より活用され、より幅広い用途が実現されると考えられます。 。価値
投稿日時: 2023 年 2 月 20 日