مقدمة للعديد من إيثرات السليلوز الشائعة

ميثيل السليلوز (MC)

الصيغة الجزيئية لميثيل السليلوز (MC) هي:

[C6H7O2(OH)3-h(OCH3)n\]x

تتم عملية الإنتاج بتحضير إيثر السليلوز عبر سلسلة من التفاعلات بعد معالجة القطن المكرر بالقلويات، واستخدام كلوريد الميثيل كعامل إيثر. تتراوح درجة الاستبدال عادةً بين 1.6 و2.0، وتختلف قابلية ذوبانه باختلاف درجات الاستبدال. وهو ينتمي إلى إيثر السليلوز غير الأيوني.

ميثيل السليلوز قابل للذوبان في الماء البارد، ويصعب ذوبانه في الماء الساخن. محلوله المائي مستقر جدًا في نطاق الرقم الهيدروجيني (pH) بين 3 و12.

يتوافق جيدًا مع النشا وصمغ الغوار، وغيرهما، والعديد من المواد الخافضة للتوتر السطحي. عند وصول درجة الحرارة إلى درجة حرارة التجلط، يحدث التجلط.

تعتمد قدرة ميثيل السليلوز على الاحتفاظ بالماء على كمية الإضافة واللزوجة ودقة الجسيمات ومعدل الذوبان.

بشكل عام، كلما كانت كمية الإضافة كبيرة، ودرجة النعومة منخفضة، واللزوجة عالية، كان معدل احتباس الماء مرتفعًا. من بين هذه العوامل، فإن كمية الإضافة لها التأثير الأكبر على معدل احتباس الماء، ولا تتناسب اللزوجة طرديًا مع معدل احتباس الماء. يعتمد معدل الذوبان بشكل أساسي على درجة تغير سطح جزيئات السليلوز ودرجة نعومتها.

ومن بين إيثرات السليلوز المذكورة أعلاه، يتمتع ميثيل السليلوز وهيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز بمعدلات احتباس ماء أعلى.

كاربوكسي ميثيل سلولوز (CMC)

كربوكسي ميثيل سليلوز، المعروف أيضًا باسم كربوكسي ميثيل سليلوز الصوديوم، والمعروف أيضًا باسم السليلوز، أو cmc، أو غيره، هو بوليمر خطي أنيوني، وهو ملح صوديوم لكربوكسيلات السليلوز، وهو متجدد ولا ينضب. مواد خام كيميائية.

يتم استخدامه بشكل أساسي في صناعة المنظفات وصناعة الأغذية وسوائل حفر حقول النفط، وتبلغ الكمية المستخدمة في مستحضرات التجميل حوالي 1% فقط.

يتم تصنيع إيثر السليلوز الأيوني من الألياف الطبيعية (القطن، الخ) بعد المعالجة القلوية، باستخدام مونوكلورو أسيتات الصوديوم كعامل إيثر، والخضوع لسلسلة من معالجات التفاعل.

تتراوح درجة الاستبدال بشكل عام بين 0.4 و1.4، ويتأثر أداؤها بشكل كبير بدرجة الاستبدال.

تتمتع مادة CMC بقدرة ربط ممتازة، كما أن محلولها المائي يتمتع بقدرة تعليق جيدة، ولكن لا توجد قيمة تشوه بلاستيكية حقيقية.

عندما يذوب CMC، يحدث تحلل البوليمر. تبدأ اللزوجة بالارتفاع أثناء التحلل، ثم تصل إلى ذروتها، ثم تنخفض إلى مستوى ثابت. ترتبط اللزوجة الناتجة بتحلل البوليمر.

ترتبط درجة تفكك البوليمر ارتباطًا وثيقًا بكمية المذيب الضعيف (الماء) في التركيبة. في نظام مذيب ضعيف، مثل معجون أسنان يحتوي على الجلسرين والماء، لن يتفكك CMC تمامًا، وسيصل إلى نقطة التوازن.

في حالة تركيز معين من الماء، يكون من الأسهل إزالة البوليمر من CMC عالي الاستبدال والمحب للماء مقارنة بـ CMC منخفض الاستبدال.

هيدروكسي إيثيل السليلوز (HEC)

يُصنع HEC بمعالجة القطن المكرر بالقلويات، ثم التفاعل مع أكسيد الإيثيلين كعامل إيثر في وجود الأسيتون. تتراوح درجة الاستبدال عادةً بين 1.5 و2.0. يتميز بخواصه المحبة للماء، ويسهل امتصاصه.

هيدروكسي إيثيل السليلوز قابل للذوبان في الماء البارد، لكن من الصعب ذوبانه في الماء الساخن. يبقى محلوله ثابتًا عند درجات الحرارة العالية دون تجلط.

يقاوم الأحماض والقواعد الشائعة. تُسرّع القلويات ذوبانه وتزيد لزوجته قليلاً. قابليته للتشتت في الماء أقل بقليل من قابلية ميثيل السليلوز وهيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز.

هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز (HPMC)

الصيغة الجزيئية لـ HPMC هي:

\[C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m،OCH2CH(OH)CH3\]n\]x

هيدروكسي بروبيل ميثيل سليلوز هو نوع من السليلوز الذي يتزايد إنتاجه واستهلاكه بسرعة.

هو إيثر سليلوزي غير أيوني، يُصنع من القطن المكرر بعد قلويته، باستخدام أكسيد البروبيلين وكلوريد الميثيل كعامل إيثر، من خلال سلسلة من التفاعلات. تتراوح درجة الاستبدال عادةً بين 1.2 و2.0.

تختلف خصائصها بسبب النسب المختلفة لمحتوى الميثوكسيل ومحتوى الهيدروكسي بروبيل.

يذوب هيدروكسي بروبيل ميثيل سليلوز بسهولة في الماء البارد، ولكنه يواجه صعوبة في الذوبان في الماء الساخن. لكن درجة حرارة تجلطه في الماء الساخن أعلى بكثير من درجة حرارة ميثيل سليلوز. كما أن ذوبانه في الماء البارد أفضل بكثير مقارنةً بميثيل سليلوز.

ترتبط لزوجة هيدروكسي بروبيل ميثيل سليلوز بوزنه الجزيئي، وكلما زاد الوزن الجزيئي، زادت اللزوجة. تؤثر درجة الحرارة أيضًا على لزوجته، فمع ارتفاعها، تنخفض اللزوجة. مع ذلك، فإن لزوجته العالية لها تأثير أقل على درجة الحرارة من ميثيل سليلوز. يبقى محلوله مستقرًا عند تخزينه في درجة حرارة الغرفة.

تعتمد قدرة هيدروكسي بروبيل ميثيل سليلوز على الاحتفاظ بالماء على كمية الإضافة واللزوجة وما إلى ذلك، كما أن معدل احتفاظه بالماء عند نفس كمية الإضافة أعلى من معدل احتفاظ ميثيل سليلوز.

هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز مستقر تجاه الأحماض والقلويات، ومحلوله المائي مستقر جدًا في نطاق الرقم الهيدروجيني (pH) من 2 إلى 12. الصودا الكاوية وماء الجير لا يؤثران على أدائه، ولكن القلويات تُسرّع ذوبانه وتزيد من لزوجته.

يعتبر هيدروكسي بروبيل ميثيل سليلوز مستقرًا للأملاح الشائعة، ولكن عندما يكون تركيز المحلول الملحي مرتفعًا، تميل لزوجة محلول هيدروكسي بروبيل ميثيل سليلوز إلى الزيادة.

يمكن خلط هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز مع مركبات بوليمرية قابلة للذوبان في الماء لتكوين محلول متجانس وعالي اللزوجة، مثل كحول البولي فينيل، وإيثر النشا، والصمغ النباتي، وغيرها.

يتمتع هيدروكسي بروبيل ميثيل سليلوز بمقاومة إنزيمية أفضل من ميثيل سليلوز، كما أن محلوله أقل عرضة للتحلل الإنزيمي من ميثيل سليلوز