Простые эфиры целлюлозы

Простые эфиры целлюлозы в настоящее время приобрели большое практическое значение. К достоинствам простых эфиров целлюлозы относятся: устойчивость к действию химических реагентов, водостойкость, морозостойкость, светостойкость, малая горючесть, способность растворяться в распространенных органических растворителях, хорошие пленкообразующие и термопластические свойства и др. Некоторые простые эфиры целлюлозы при определенной степени замещения могут растворяться не только в органических растворителях, но и в разбавленных водных растворах щелочей и даже в холодной воде, что имеет большое значение для их практического применения. Наибольшее распространение в промышленности нашли: этил-, карбоксиметил-, метил- и оксиэтилцеллюлоза.

Простые эфиры целлюлозы получают по реакциям алкилирования. Исходную целлюлозу предварительно активируют мерсери­зацией. В промышленности для получения простых эфиров целлюлозы используют алкилирование алкилгалогенидами (в частности алкилхлоридами), ко­торое можно представить общей схемой:

[C₆H₇O₂(OH)₃]_n + xnRCl + xnNaOH → [C₆H₇O₂(OH)_3-x(OR)_x]_n+xnNaCl + xnH₂O,

где R – это алкильный радикал.

Процесс проводят при повышенной температуре под давлением. Реакция алкилирования необратима. Степень замещения простого эфира целлюлозы х (СЗ)будет зависеть от избытка реагента, количества щелочи и условий проведения реакции.

Метилцеллюлозу [С₆Н₇О₂(ОН)_3-х(ОСН₃)_х]_n получают взаимодействием щелочной целлюлозы с метилхлоридом СН₃С1. Наи­большее применение находит водорастворимая метилцеллюлоза с СЗ=1,4–2,0. Она находит применение как загуститель эмульсионных красок, стабилизатор пищевых продуктов, фармацевтических и косме­тических препаратов, пластификатор строительных растворов, эмульга­тор, для изготовления клеев, растворимой упаковочной пленки. В вод­ных растворах метилцеллюлоза обладает хорошими поверхностно-активными свойствами.

Этилцеллюлозу [С₆Н₇О₂(ОН)_3-х(ОС₂Н₅)_х]_n получают взаимодействием щелочной целлюлозы с этилхлоридом. Этилцеллюлоза - термопласт. Наиболь-шее техническое значение имеет этилцеллюлоза с СЗ=2,2–2,6, растворимая во многих органических растворителях. Ее используют для изготовления электроизоляционных лаков и пленок, клеев, в производстве этролов, в ком-позициях для антикоррозионной защиты металлов.

Оксиэтилцеллюлозу (ОЭЦ) (гидроксиэтилцеллюлозу) получают взаимодействием щелочной целлюлозы с окисью этилена:

NaOH

[С₆Н₇О₂(ОН)₃]_п + xn Н₂С- CH₂ [C₆H₇O₂(OH)_3-x (OCH₂CH₂OH)_х]_{n .}

О оксиэтилцеллюлоза

Высокозамещенная ОЭЦ (СЗ=0,8–1,3) растворима в воде, смеси этанол – вода, некоторых других органических растворителях. Низкозамещенная ОЭЦ (СЗ=0,2–0,3) растворима в 2–10 %-ных растворах NaOH. Водорастворимую ОЭЦ применяют в качестве загустителя эмульсионных красок, эмульгатора при полимеризации виниловых мономеров, стабилизатора глинистых бурильных растворов, пластификатора в производстве керамических изделий и т. д.

Карбоксиметилцеллюлозу (КМЦ) в виде натриевой соли
(Na-КМЦ) с СЗ=0,4–1,2 получают взаимодействием щелочной
целлюлозы с монохлоруксусной кислотой (или ее натриевой солью):

[C₆H₇O₂(OH)₃]_n + n Cl-СН₂-СООН + 2n NaOH→

→ [С₆Н₇О₂(ОН)₂СООNа)]_n + nNaCl + 2n H₂O.

Na–КМЦ

Na-КМЦ растворима в воде и не растворима в органических растворителях. Препараты Na-КМЦ применяют для стабилизации глинистых бурильных раст-

воров, как флотореагент, в качестве добавки к синтетическим моющим средствам, загустителя печатных красок, клеящего средства (например при получении бумаги), загустителя пищевых продуктов, фармацевтических и косметических препаратов.

Находят применение также водорастворимые смешанные простые эфиры, такие как этилметилцеллюлоза, этилоксиэтилцеллюлоза, метилоксипропилцел-люлоза, а также цианэтилцеллюлоза и др.

Химия ГЕМИЦЕЛЛЮЛОЗ