甲基(乙基)纤维素制备及应用

1、甲基（乙基）纤维素的制备及其应用 张峻豪 王岚 张艳秋 材料科学与工程学院高分子材料与工程专业一班前言（1）甲基纤维素为非离子型纤维素醚，具有保水、增稠、乳化、成膜、适应 pH 范围广及表面活性等功能；（2）乙 基纤 维 素 又 名 纤维素 乙 醚,为白 色 热 塑 性 颗 粒 或粉末，由 于 硬 度、强 度及 抗 热 性 较 好,可 用 于 塑料 ; 由 于 溶解 性、混溶性、柔软 度良 好 可 作为 薄片,清漆,扼 椽 涂 料等 用 途甲基纤维素的结构与性质 甲基纤维素是一种无味的，外观为白色至奶白色细粉状，溶液 pH在 5-8 之间。甲基 纤维 素水 溶 液 的 粘 度,热 时 比 冷

2、时 高,有 滞后 现 象,随温 度 升高 粘 度会 异常 上 升。 甲基纤维素的分子结构乙基纤维素的结构与性质 乙 基纤 维 素 又 名 纤维素 乙 醚, 乙 基 纤 推 素 具 有 较高 的 化 学 稳 定 性，一 般商 品含 乙 氧 基 4 4 % 4 9% 能 溶 于 大 多数有机 溶剂,能 与 树 脂油 脂 及 增 塑 剂混 合,不 溶 于 水,对碱和 稀酸 不 起 作 用，与 水 共 热也 不分解在 低 温 仍 保持 曲 挠性;被 膜强 韧不 因 受 光 照而 变黄很 少有粘 着感。 乙基纤维素的分子结构甲基纤维素的制备 （1）碱 纤 维 素 制备。纤维 素本身 不能 直接 与甲 基

3、 化 剂 氯甲 烷直接反应 ,因 此,必须将 浆粕 与 一 定 浓度 的 氢 氧化钠在 一 定 温度 下作 用,使 之生 成碱纤 维 素方能反应。 （2）撕 碎 与 老 化经 压 榨 得 到 的 一 定 组成 的碱 纤维素,呈 板块 状,与 氯 甲烷反应 是 不利 的,需加 以 撕碎增 大反 应 活 性,以 利 于 氯 甲烷迅 速 扩散。当然撕 碎过 程 的物 理 意义 不 只 是 使 碱 纤 维 素 组 织疏 松,也 是 碱 纤维 素 组 成进一 步均匀化 的过 程。老 化过 程 的 意义 在 调 节 产 品 粘度。因 纤 维 素在 碱 存 在 下,与空 气 中 氧作 用 会发 生 降解使

4、聚合 度 降 低。, （3）甲基 化 反 应氯 甲烷 与 碱纤维素 的 反 应 是 在多 相 体 系 中 进行 的。除 甲 基 化反 应 生 成 甲 基 纤 维 素外，尚 有氯甲 烷水解。 （4）后 处理。后 处 理 包括 成 品 的 洗 涤 和 千 操。由原料 碱 和 设 备 带 入 碱纤 维 素 中 的 铁,NaC I 等 金属和 盐 类,以 及 反应中生成 的 NaC I 会 使产 品 着 色,降低 凝 胶 化 温 度 和 稳 定 性。因此,后 处理 的任 务 就是 除去 这些 杂 质,使产 品 纯 化。甲基纤维素的应用 （1）制造胶粘剂。在化学 建材 工 业 中，甲基纤维素可用 作 成

5、 膜 剂 和 粘结剂，直接 用于 制 造 涂料 和 胶 粘剂，亦可 用 作 悬浮 剂分 散 剂和 润湿剂。 （2）制造 水 性涂 料。甲 基 纤 维素 是 一 种 非 离 子型 水溶 性 聚 合 物，在 水 性 涂 料 中，甲 基 纤 维素主 要 用 作增 稠 剂，以 提 高 涂产 的抗沉 降 性 和 施 工 性 能。亦 可 加 至 5 0 一 5 5 热 水 中使 其 成 为凝 胶，然后 冷却制 得 均 相 的 液体，使 用 M C 作增稠 剂，可 能制 得 多 彩 涂 料 等 各 种墙 体 装 饰涂料、地 面 涂 料、顶 棚涂 料 和 功 能 性 涂 料等。实际中的应用如天花板用触变形材料

6、，屋顶用热反射涂料、苯丙乳液水泥地面涂料、硅溶胶无机建筑材料、纤维质感材料，多彩花纹涂。 （3）在人工晶体植入手术中的应用。人 工 晶 体植入手术是一项 治 疗白内障的新技术，然而许多因素直接影响术前检查术中操作和术后视力的康复，尤其是术中操作中人工晶体对角膜内皮的损伤，为此可用甲基纤维素林格氏液消毒液。具有缩 短时 间，减少并发 症，提 高疗 效 等 特点。特 别 是 激光 乳 化皮质，将 透 明 皮质 迅 速浑浊 使 手术 时 方便彻 底。 （4）在食品中的应用。甲基纤维素特殊的是热可逆凝胶性，即其水溶液在加热情况下形成凝胶，当冷却时又变回溶液，广泛应用于烘焙食品、油炸食品、甜点、调味酱、

7、汤、饮料、香精和糖果中。甲基纤维素中的超级凝胶具有比常规甲基纤维素热凝胶三倍以上的凝胶强度，具备了超强的黏附性能，保水和保型性能。它可以使重组成型类食品在加热时和加热后更长时间地保持食品所需的结实质构和多汁的口感。其典型应用有速冻食品、素食制品、重组肉、鱼和海鲜制品和低脂香肠。乙基纤维素的制备 （1）原料的准备 (i)将 每 批 精 制钝 化 的 棉 短 绒 进行疏 松或 粉碎,称 量后 干 燥至 含水3% 4% 备 用。 (i i) 将 片状 的 固 体氢 氧 化 钠 放 置于 碱溶 解槽 中,加 入 清水,其 量 相 当 于 碱 量。碱 液 用 间 接蒸汽 预 热 至110摄氏度，加 速溶

8、解 ( 必要 时 用 泵 将 碱液 不 断 循环 )，用 比 重法测定 碱液 中 氢 氧 化 钠 的 含 量 ( 应为 4 7.5% 4 9.5 %),然后 将 碱 液倒至计量槽中 备 用。 (i i i) 醚 化剂 混 合 液 由 5 0% 6 0 % 的 氛 乙 烷 和 4 0% 4 4%的 苯 或 甲 苯所组成 （2）纤维素 的 制 备 ( 3 ) 碱 纤 维 案的 成 熟 ( 4 ) 醚 化反 应。醚 化反应以 碱 纤 维素 与 醚 化 剂 在高压 醚 化 器 中进 行 加 压 反 应，醚 化 时 的 加料 程 序 是 在 加 料 口 装入 碱 纤 维 素和 麟 片 状 氢 氧化 钠,

9、然后关闭加料 口,将 所需重量 的 醚 化 剂 混合 物( 氯 乙 烷 和 甲 苯或苯混 合物 ),由 计 量 糟加 入 醚 化 器 中,将 醚 化 器密封后开始 用 夹 套蒸汽 加热。 (5)乙 基 纤 维素 沉 析 (6)乙 基 纤 维 素的 清 洗乙基纤维素的应用 （1）工业级乙基纤维素用于涂料、粘合剂、胶粘剂、纸张施、胶剂、织 物 整 理剂、颜 料膏等,高级 品则用于医药、食品和化妆品等.比如喷涂用溶剂型可剥涂料、热熔型可剥 涂料、食 品 包 装 防 霉纸、涂料装饰布阻燃整 理 剂、蜡纸油墨、塑料印刷油墨、化 妆 水。 （2）乙基纤维素在硅树脂耐高温涂料中的应用。 （3）成膜的性能。乙基纤维素制成胶乳分散体，乙基纤维素胶乳是一种水性包衣材料 ,可用于缓释、控释薄膜包衣 ,以取代有机溶媒在薄膜包衣中