纖維素醚基礎(chǔ)知識(shí)解析課件

纖維素醚基礎(chǔ)知識(shí)

纖維素醚基礎(chǔ)知識(shí)11.利用可再生資源是國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略需求

化工原料通?？蓜澐譃?

1950年前為乙炔時(shí)代;

1950～1980年為石油天然氣時(shí)代;

1980～2000年為合成氣時(shí)代;

2000年以后為生物和可再生資源時(shí)代。

采用天然可再生資源或生物原料，是國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略需求。1.利用可再生資源是國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略需求

化工原料通2十屆全國(guó)人大常委會(huì)第十三次會(huì)議首次審議了《中華人民共和國(guó)可再生能源法（草案）》;

我國(guó)每年未回收利用的可再生資源達(dá)300-350億元;以高分子領(lǐng)域?yàn)槔?在20世紀(jì)80年代是高分子時(shí)代，大多數(shù)是人工合成高分子原料是石油和煤炭。據(jù)估計(jì)目前世界石油總的儲(chǔ)量才800多億m3，每年要消耗30多億m3，煤炭也不會(huì)超過(guò)百年。美國(guó)《植物/農(nóng)作物為基礎(chǔ)的可再生資源2020年設(shè)想》技術(shù)指南。可以講，開發(fā)新資源是全球性發(fā)展戰(zhàn)略要求十屆全國(guó)人大常委會(huì)第十三次會(huì)議首次審議了《中華人民共和國(guó)可再32.可再生天然多糖資源通過(guò)天然作用或人工活動(dòng)能再生更新，而為人類反復(fù)利用的自然資源叫可再生資源，又稱為更新自然資源。在強(qiáng)調(diào)發(fā)展人類和諧社會(huì)的今天，合理利用天然資源中天然高分子材料不僅是我國(guó)社會(huì)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，更是人類生存發(fā)展的必然要求。

2.可再生天然多糖資源通過(guò)天然作用或人工活動(dòng)能再生更新，而43.天然纖維素是人類最重要的可再生資源天然多糖高分子材料主要有纖維素、淀粉、殼聚糖(甲殼素)三大類型。概括其特點(diǎn)有：自然界儲(chǔ)量量大(僅纖維素每年數(shù)億萬(wàn)噸)；年復(fù)一年可再生；可生物降解；無(wú)毒，生物相容性好；利用其自然形成的化學(xué)結(jié)構(gòu)可進(jìn)行多種化學(xué)衍生，其產(chǎn)物應(yīng)用范圍包括日用化工、醫(yī)藥、環(huán)保、紡織、聚合物加工、軍工和航空航天眾多領(lǐng)域。3.天然纖維素是人類最重要的可再生資源天然多糖高分子材料主54.天然纖維素種類

4.天然纖維素種類

6纖維素化學(xué)結(jié)構(gòu)元素組成：含碳44.44%，氫6.17%，氧49.39%。纖維素大分子的基環(huán)是脫水葡萄糖?；h(huán)分子式：C6H10O5，基環(huán)分子量：162纖維素化學(xué)結(jié)構(gòu)元素組成：含碳44.44%，氫6.17%，氧47基環(huán)基環(huán)8纖維素大分子鏈纖維素大分子鏈9

纖維素大分子鏈1)由n個(gè)D-吡喃式葡萄糖殘基在1,4位以β-糖苷鍵連接而成的長(zhǎng)鏈巨分子,每個(gè)葡萄糖殘基上均具有三個(gè)醇羥基;2)纖維素分子中β-1,4連接的葡萄糖殘基在鏈中是上、下交互排列的，使長(zhǎng)鏈變得“硬而直”，形成“復(fù)瓦式”結(jié)構(gòu)；3)纖維素大分子鏈很容易平行排列并相互碓砌，再加上鏈內(nèi)、鏈間氫鍵的存在而倍加穩(wěn)定。

纖維素大分子鏈1)由n個(gè)D-吡喃式葡萄糖殘基在1,4位以β10纖維素結(jié)構(gòu)與性能是一個(gè)典型的矛盾統(tǒng)一體從分子結(jié)構(gòu)上講，纖維素上含有大量的羥基，是親水性的基團(tuán)，按理應(yīng)當(dāng)溶解在水中，或溶解在大部分有機(jī)溶劑中。但事實(shí)上纖維素不僅不溶解在水中，也不溶解于酸性、堿性水溶液，甚至不溶解于大部分有機(jī)溶劑，只能夠溶解在特殊的溶劑體系。其主要原因就是一方面纖維素上大量的羥基導(dǎo)致形成密度極高的分子內(nèi)氫鍵、分子間氫鍵；另外纖維素是葡萄糖環(huán)基組成的長(zhǎng)鏈大分子，屬于半剛性的高分子鏈，分子鏈之間堆切排列，形成了結(jié)晶結(jié)構(gòu)，致使幾乎所有種類的纖維素都表現(xiàn)出較差的溶解性和化學(xué)反應(yīng)性能。但也正是這種結(jié)構(gòu)，才能使得富含纖維素的木材既有強(qiáng)度又耐老化，可頂天立地綠化家園，也能夠作為立木頂千斤，作為屋梁百年罩風(fēng)雨，堪稱是大自然給人類的理想復(fù)合材料。也正是這種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使得棉纖維素才能夠經(jīng)受住風(fēng)吹雨打，承接陽(yáng)光，不溶不腐，成熟后以潔白的形態(tài)供人們紡絲織衣，擋風(fēng)遮雨，造福人類。纖維素結(jié)構(gòu)與性能是一個(gè)典型的矛盾統(tǒng)一體從分子結(jié)構(gòu)上講，纖維素11另一方面，由于大量的、高密度的分子內(nèi)、分子間氫鍵；長(zhǎng)鏈半剛性的高分子鏈間堆砌排列，形成了“復(fù)瓦式”結(jié)晶結(jié)構(gòu)。使得纖維素不僅不溶于水，也不溶于酸性、堿性水溶液，甚至不溶于大部分有機(jī)溶劑，只能夠溶在特殊的溶劑體系。但也正是這種結(jié)構(gòu)導(dǎo)致纖維素在醚化、酯化等化學(xué)衍生過(guò)程是在非均相體系中進(jìn)行，具有許多不確定性和復(fù)雜性。常年以來(lái)困擾纖維素醚行業(yè)的主要問(wèn)題的根源就在于此。另一方面，由于大量的、高密度的分子內(nèi)、分子間氫鍵；長(zhǎng)鏈半剛性12原料纖維素的選擇原料纖維素種類及其纖維素含量、分子量分布寬窄、產(chǎn)地、當(dāng)年的成熟過(guò)程日照時(shí)間及成熟度、粉碎機(jī)粉碎過(guò)程都會(huì)影響纖維素醚產(chǎn)品的質(zhì)量。選擇優(yōu)質(zhì)的棉花產(chǎn)地的產(chǎn)品，再經(jīng)過(guò)嚴(yán)格工藝精制的精制棉廠家處理，得到形態(tài)、聚合度、分子量分布適度、質(zhì)量穩(wěn)定的纖維素原料，對(duì)規(guī)范和提高我國(guó)纖維素醚產(chǎn)品品質(zhì)是十分必要的原料纖維素的選擇原料纖維素種類及其纖維素含量、分子量分布寬13纖維素醚纖維素醚是以天然纖維素為基本原料，經(jīng)過(guò)堿化、醚化反應(yīng)而生成的。它是纖維素衍生物的一類。另一種是纖維素酯纖維素醚類由于它們具有本身的特性，如增稠、分散、懸浮、乳化、粘合、成膜、保護(hù)膠體、保持水分等。因此，可廣泛應(yīng)用于石油開采工業(yè)、建筑工業(yè)、涂料工作、合成樹脂工業(yè)、造紙工業(yè)、紡織工業(yè)、日用化工用品工業(yè)、食品工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)等領(lǐng)域。纖維素醚纖維素醚是以天然纖維素為基本原料，經(jīng)過(guò)堿化141905年Suida首次報(bào)道了纖維素醚化，是用硫酸二甲酯與堿溶脹的纖維素進(jìn)行的甲基化。1912年出現(xiàn)有關(guān)制備非離子型烷基醚EC的專利。1920年Hubert制得羥乙基纖維素。ＣＭＣ于1918年由德國(guó)人Ｅ.Ｊansen發(fā)明并取得專利。1935年前后，發(fā)現(xiàn)ＣＭＣ添加在合成洗滌劑中可提高洗滌劑效率，1940年在德國(guó)工業(yè)化生產(chǎn)。1937~1938在美國(guó)實(shí)現(xiàn)了MC和HEC的工業(yè)化生產(chǎn)。瑞典在1945年開始了水溶性EHEC的生產(chǎn)。從此，纖維素醚的生產(chǎn)在西歐、美國(guó)以及日本迅速擴(kuò)展。1905年Suida首次報(bào)道了纖維素醚化，是用硫酸二甲酯與堿15我國(guó)纖維素醚類的研究與生產(chǎn)起步較晚。20世紀(jì)50年代末開發(fā)了離子型羧甲基纖維素。60年代中期以來(lái)，陸續(xù)生產(chǎn)了乙基纖維素、甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素和羥丙基纖維素等非離子型纖維素醚。

我國(guó)纖維素醚類的研究與生產(chǎn)起步較晚。20世16合成原理纖維素的醚化過(guò)程是在堿性條件下進(jìn)行，一般使用一定濃度的NaOH水溶液。纖維素首先用苛性鈉水溶液形成溶脹的堿纖維素，接著與醚化劑進(jìn)行醚化反應(yīng)。在混合醚的制備中，可以同時(shí)使用不同種類的醚化劑，也可以采用間歇加料的方式進(jìn)行分步醚化。纖維素醚化的基本原理基于以下的經(jīng)典有機(jī)化學(xué)反應(yīng)（纖維素用Cell－OH代替）合成原理纖維素的醚化過(guò)程是在堿性條件下進(jìn)行，一般使17威廉姆森反應(yīng)

邁克爾加成反應(yīng)

堿催化烷氧基化反應(yīng)

威廉姆森反應(yīng)邁克爾加成反應(yīng)堿催化烷氧基化反應(yīng)18分類

1.按取代基的類型：纖維素醚可分為單一醚和混合醚。單一醚中只有一種類型的取代基。MC、EC、HEC、HPC、CMC、CEC、SEC、HMC混合醚中，纖維素醚分子鏈上可以有兩種或兩種以上的取代基。HEMC、HPMC、HBMC、HEHMC、CMHEC、CMHPC、CMMC、CMEC

分類1.按取代基的類型：192.按電離性分為：①離子型醚，如CMC、SEC。②非離子型醚，如MC，HEC，HPMC等。③離子型和非離子型混合醚，如CMHEC、CMHPC等。2.按電離性分為：203.按溶解性能分為：①水溶性纖維素醚，如CMC、MC，HEC、HEMC、HPC、HPMC等。②有機(jī)溶性纖維素醚，如EC、CEC等。3.按溶解性能分為：21CMC簡(jiǎn)介目前CMC的型號(hào)有近300種。全國(guó)CMC年產(chǎn)量10萬(wàn)噸，占全世界的15%。主要應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、造紙、陶瓷、洗滌劑、石油等領(lǐng)域。CMC簡(jiǎn)介目前CMC的型號(hào)有近300種。22反應(yīng)原理反應(yīng)原理23纖維素醚基礎(chǔ)知識(shí)解析課件24

ＣＭＣ的生產(chǎn)方法，從工藝上分：水媒法和溶媒法水媒法是早期生產(chǎn)ＣＭＣ一種工藝方法，它是將堿纖維素與醚化劑在存在游離堿和水的條件下進(jìn)行反應(yīng)，堿化和醚化過(guò)程中，體系不存在醇等有機(jī)溶劑作反應(yīng)介質(zhì)的方法。水媒法設(shè)備比較簡(jiǎn)單，投資少、成本低，可制取中、低檔產(chǎn)品用于洗滌劑、紡織上漿、粘結(jié)劑和石油工業(yè)等，經(jīng)過(guò)精心的工藝設(shè)計(jì)，還可制出適用于牙膏的高檔ＣＭＣ產(chǎn)品，所以至今仍被部分工廠采用。ＣＭＣ的生產(chǎn)方法，從工藝上分：25溶媒法也稱有機(jī)溶劑法（solventprocess），是在存在有機(jī)溶劑作反應(yīng)介質(zhì)（稀釋劑）條件下進(jìn)行堿化和醚化反應(yīng)的工藝方法。捏和法（又稱面團(tuán)法doughprocess）淤漿法（slurryproceSS）。捏和法所用有機(jī)稀釋劑量為纖維素用量的2—3倍（體積對(duì)重量之比），淤漿法所用的有機(jī)稀釋劑量為纖維素量的10—30倍，反應(yīng)固體物在體系中成漿粥或懸浮狀態(tài)，故又稱懸浮法。溶媒法也稱有機(jī)溶劑法（solventprocess），是在26溶媒法以有機(jī)溶劑為反應(yīng)介質(zhì)，反應(yīng)過(guò)程傳熱、傳質(zhì)迅速、均勻、主反應(yīng)加快，副反應(yīng)減少，醚化劑利用率（醚效）可較水媒法提高10--20％，反應(yīng)穩(wěn)定性、均勻性提高，使產(chǎn)品取代度、取代均勻性和使用性能大大提高，是整個(gè)纖維素醚工業(yè)發(fā)展的方向。溶媒法與傳統(tǒng)水媒法比較可省去纖維素堿浸漬、壓榨、粉碎、老化等工序，生產(chǎn)周期縮短，但溶媒法使用大量有機(jī)溶劑，物耗提高，并需增加有機(jī)溶劑的分離、回收裝置，成本較高。

溶媒法以有機(jī)溶劑為反應(yīng)介質(zhì)，反應(yīng)過(guò)程傳熱、傳質(zhì)迅速、27羧甲基纖維素CMC(PAC)生產(chǎn)流程簡(jiǎn)圖羧甲基纖維素CMC(PAC)生產(chǎn)流程簡(jiǎn)圖28平均聚合度和聚合度分布

平均聚合度(100-14000)聚合度分布

由于來(lái)源的不同，纖維素分子中葡萄糖殘基數(shù)目，即聚合度由100～14000不等。平均聚合度和聚合度分布平均聚合度(100-14000)29羧甲基纖維素結(jié)構(gòu)圖DS的概念DS對(duì)溶解性的影響羧甲基纖維素結(jié)構(gòu)圖30基本概念纖維素醚是纖維素衍生物，該種衍生物是羥基被醚化取代基部分或全部取代。纖維素醚的取代程度用取代度（DS）和摩爾取代度（MS）表示。取代度(ＤegreeofSubstitution)表示平均每個(gè)失水葡萄糖單元上被反應(yīng)試劑取代的羥基數(shù)目。由于纖維素分子鏈中每個(gè)失水葡萄糖單元上有3個(gè)羥基，所以取代度只能小于或等于3。

基本概念31摩爾取代度(MolarDegreeofSubstitution)，用MS表示。摩爾取代度(MolarDegreeofSubstitu32對(duì)纖維素羥烷基衍生物，當(dāng)一個(gè)羥烷基被引入纖維素分子鏈時(shí)，就形成一個(gè)附加的羥基，這個(gè)羥基本身又可被羥烷基化。所以，羥烷基纖維素醚的取代程度由MS值進(jìn)行量化，即摩爾取代。它表示加在每個(gè)脫水葡萄糖單元上的醚化劑反應(yīng)物的平均摩爾數(shù)。MS的大小與側(cè)鏈形成的程度有關(guān)。理論上，MS的值可以是無(wú)限的。對(duì)纖維素烷基和羧烷基酰基衍生物，DS與MS是相同的；對(duì)于羥烷基纖維素醚，通常MS大于DS，MS大小視側(cè)鏈形成的程度而定。對(duì)纖維素羥烷基衍生物，當(dāng)一個(gè)羥烷基被引入纖33取代基的分布

取代基的分布由兩個(gè)獨(dú)立的部分組成：其一為：取代基沿纖維素分子鏈的取代分布。這一分布的均一性影響到：(a)醚的溶解度；(b)對(duì)電解質(zhì)、溫度、添加物的定性；(c)溶液的切變性質(zhì)；(d)溶液的流變性質(zhì)。其二為：取代基在每個(gè)葡萄糖單元上的取代分布，即在3個(gè)羥基上的取代分布。這一分布的均一性影響到（a）醚的溶解度；（b）溶液的穩(wěn)定性。

取代基的分布34取代基的分布取代基的分布35CMC結(jié)構(gòu)式CMC結(jié)構(gòu)式36纖維素CMC結(jié)構(gòu)示意圖

（R=-OCH2COONa或-OH）纖維素CMC結(jié)構(gòu)示意圖

（R=-OCH2COONa或-OH37 HNa+HCH3CH3羥丙基甲基纖維素的生成過(guò)程 HNa+HCH3CH3羥丙基甲基纖維素的生成過(guò)程38一般性質(zhì)

溶解性纖維素醚在堿水溶液中，水或有機(jī)溶劑中的溶解性，取決于醚化基團(tuán)的性質(zhì)及其取代度DS值的大小。DS值低于0.1的物質(zhì)一般是不溶的，僅在一些物理和技術(shù)參數(shù)上與纖維素不同，如拉伸強(qiáng)度，表面勢(shì)能，水吸收容量，或染色性。產(chǎn)品的DS范圍達(dá)到0.2~0.5，則開始溶于堿水溶液，例如2%~8%NaOH。DS增加，可溶于水中。對(duì)于陰離子型，要得到水溶解性，DS值要在0.4以上，對(duì)于非離子型則DS值在1以上。一般性質(zhì)溶解性39DS繼續(xù)升高，溶解性能取決于醚化基團(tuán)對(duì)于陰離子型和很強(qiáng)的親水性非離子型，在很高的DS水平也保持良好的溶解性，但是如果疏水性醚化基團(tuán)占有優(yōu)勢(shì)，則在DS值高于2時(shí)，水溶解性將消失。此時(shí)，非離子型醚會(huì)溶在質(zhì)子或極性非質(zhì)子溶劑，例如低脂肪族醇、酮或醚。更多的疏水性類型也可溶在氯化了的碳?xì)浠衔镏?，如CH2Cl2,但是很少溶在純的碳?xì)浠衔镏?如己烷。DS繼續(xù)升高，溶解性能取決于醚化基團(tuán)對(duì)于陰離子型和很強(qiáng)的親水40只含陰離子型集團(tuán)的醚很少溶在有機(jī)溶劑中，除了很強(qiáng)的極性非質(zhì)子溶劑，如二甲基亞砜。一般來(lái)說(shuō)，分子量低的纖維素醚溶解性更強(qiáng)些。疏水性醚在水中的溶解性在高溫時(shí)會(huì)受到影響，溶解了的產(chǎn)物受熱會(huì)發(fā)生的凝膠化或團(tuán)聚作用，再變冷時(shí)又再次溶解，是疏水性纖維素醚特有的熱致凝膠性能。只含陰離子型集團(tuán)的醚很少溶在有機(jī)溶劑中，除了很強(qiáng)的極性非質(zhì)子41盡管在大多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)合需要纖維素醚溶液是清亮甚至透明的，但是一些纖維素醚產(chǎn)品卻只能形成渾濁溶液，其中可能含有不溶性顆?；蚶w維。主要原因是在反應(yīng)容器中反應(yīng)物混合不充分，或纖維素分子鏈強(qiáng)烈的不規(guī)則、不均勻聚集態(tài)結(jié)構(gòu)（高結(jié)晶區(qū)域很難進(jìn)行取代）所造成的不均勻取代。在纖維素原料中的雜質(zhì)，如木質(zhì)素，灰份等，或醚化反應(yīng)物中交聯(lián)劑的出現(xiàn)也可能導(dǎo)致不溶殘?jiān)a(chǎn)生。盡管在大多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)合需要纖維素醚溶液是清亮甚至透42

粘度纖維素醚的溶液的粘度與濃度、溫度、大分子的平均鏈長(zhǎng)及鹽或其它添加物的存在有關(guān)。原纖維素的大分子的鏈長(zhǎng)在纖維素醚生產(chǎn)過(guò)程中可通過(guò)化學(xué)方法變短，得到粘度較低的最終產(chǎn)物。在給定的濃度和溫度條件下，溶液的流變特性可能是牛頓性、假塑性、觸變性，或者甚至為凝膠性，這取決于鏈長(zhǎng)、取代基分配以及醚化基團(tuán)的性質(zhì)。2%中性水相纖維素醚溶液在室溫下的粘度范圍可達(dá)到5~105mPa·s甚至更寬。粘度43物理性質(zhì)纖維素醚是白色或淡黃色的固體，通常是顆粒形式或粉狀（濕度高達(dá)10%）。粉狀的表觀密度范圍是0.3~0.5g/cm3。一些含纖維產(chǎn)品的表觀密度低于0.2g/cm3。根據(jù)用途不同，廠家可調(diào)整不同的純度等級(jí)。純度高的產(chǎn)品是沒(méi)有氣味和沒(méi)有味道的。未處理的產(chǎn)品可能含有高達(dá)40wt%的鈉鹽，如NaCl。產(chǎn)品根據(jù)需要可混入添加劑以保證其穩(wěn)定性、可控溶解性以及易加工性。另外，大部分纖維素醚工業(yè)品可與其它水溶性聚合物混合，如淀粉產(chǎn)品，天然樹脂或聚丙稀酰胺，以得到所要求的流變性能和其它物理特性的混合產(chǎn)品。

物理性質(zhì)44灰份灰份中的多價(jià)金屬離子，如Ｆe２＋、Ｍｎ２＋、Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋、Ｃｕ２＋等與羧基可形成鍵合，因此，對(duì)溶液的粘度會(huì)產(chǎn)生影響。多價(jià)金屬離子超過(guò)一個(gè)臨界值后，離子型醚可自溶液中析出。Ｆe２＋、Ｍｎ２＋、Ｃｏ２＋、會(huì)促進(jìn)堿纖維素的降解，造成醚產(chǎn)品的粘度波動(dòng)?；曳莼曳葜械亩鄡r(jià)金屬離子，如Ｆe２＋、Ｍｎ２＋、Ｃａ２＋、Ｍ45穩(wěn)定性纖維素醚是很穩(wěn)定的。它們不被空氣、潮濕、陽(yáng)光、適度加熱以及一般污染物所影響。強(qiáng)氧化劑產(chǎn)生過(guò)氧化和羰基基團(tuán)，導(dǎo)致在堿性條件下進(jìn)一步降解。當(dāng)加熱纖維素的堿性溶液時(shí)，粘度明顯下降。強(qiáng)酸通過(guò)對(duì)纖維素縮醛鍵直接水解也會(huì)使得分子鏈降解。和其它有機(jī)聚合物同樣，在高能輻射作用下，纖維素醚鏈結(jié)構(gòu)也會(huì)受到破壞。

穩(wěn)定性46纖維素醚容易受到纖維素酶產(chǎn)生的微生物的影響。酶優(yōu)先進(jìn)攻未取代的脫水葡萄糖單元，這將導(dǎo)致分子鏈水解斷鏈，致使產(chǎn)品粘度降低。醚取代基可對(duì)纖維素主鏈起到保護(hù)作用。因此，纖維素醚隨著DS升高或取代均勻性的提高，穩(wěn)定性就越好。在這兩種情況下，只有很少的未取代的脫水葡萄糖單元被水解酶進(jìn)攻。工業(yè)纖維素醚產(chǎn)品可能包含生物殺傷劑、緩沖劑或還原劑以達(dá)到長(zhǎng)期儲(chǔ)存穩(wěn)定性以及在合適的貯存條件下粘度不變的目的。纖維素醚容易受到纖維素酶產(chǎn)生的微生物的影響。酶優(yōu)先進(jìn)攻未取代47固體纖維素醚在溫度高達(dá)80~100℃時(shí)都是穩(wěn)定的，更高溫度或延長(zhǎng)加熱，在某些情況下，會(huì)引起交聯(lián)而形成不溶網(wǎng)狀物。固態(tài)產(chǎn)品在130~150℃范圍內(nèi)有輕微降解。當(dāng)加熱至160~200℃會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈降解和變成褐色，這既與醚的類型有關(guān)也和加熱條件有關(guān)。中性水相溶液長(zhǎng)時(shí)間加熱再冷卻至室溫時(shí)不會(huì)引起粘度下降。適度的加熱凝膠化作用或團(tuán)聚對(duì)粘度沒(méi)有影響。固體纖維素醚在溫度高達(dá)80~100℃時(shí)都是穩(wěn)定的，更高溫度或48加工纖維素醚的細(xì)小粉末在空氣中會(huì)形成爆炸性的粉塵，如同多糖或木屑。與其它有機(jī)聚合物類似，干燥的非離子型醚會(huì)釋放靜電。當(dāng)儲(chǔ)存和加工纖維素醚時(shí)，必須遵守粉末狀有機(jī)聚合物的一般預(yù)防措施。易燃性與纖維素相類似。溶液溢出會(huì)形成一層很滑的薄膜，這樣使得車間操作人員行動(dòng)不便。加工49毒性纖維素醚一般是無(wú)毒的。許多高純度的纖維素醚工業(yè)品可以用作食品添加劑和化妝品成分。有毒的雜質(zhì)或添加劑，如含汞的生物殺活劑，不允許用于這些產(chǎn)品。毒性50生態(tài)通過(guò)纖維素酶產(chǎn)生的微生物，會(huì)使得纖維素醚發(fā)生生物降解。這種降解在生產(chǎn)的廢水中也會(huì)發(fā)生，因此阻止了纖維素醚的堆積。在緩慢的生物反應(yīng)中，由酶水解的葡萄糖、葡萄糖醚和醚低聚物進(jìn)一步降解為CO2和H2O。纖維素醚對(duì)許多微生物是沒(méi)有營(yíng)養(yǎng)的。不過(guò)，在經(jīng)過(guò)一段暴露后，廢水細(xì)菌可能適合于增強(qiáng)纖維素醚的降解。在測(cè)試條件（短期內(nèi)）下，高DS值的纖維素醚產(chǎn)品具有很低的生化需氧量。生態(tài)51鐵鹽或鋁鹽的影響通過(guò)使用鐵鹽或鋁鹽，陰離子型纖維素醚可能會(huì)絮凝，這樣得到不溶和可過(guò)濾的殘?jiān)??？赏ㄟ^(guò)超濾作用以清除廢水中的纖維素醚和其它可溶聚合物。鐵鹽或鋁鹽的影響通過(guò)使用鐵鹽或鋁鹽，陰離子型纖維素醚可能會(huì)絮52PAC(耐酸抗鹽型CMC)應(yīng)用作為一種水溶性纖維素醚，PAC具有增稠、分散、成膜、粘結(jié)和保護(hù)膠體等特性。在耐溫、耐鹽、耐蝕，降失水量及溶液屈服值等特性指標(biāo)上優(yōu)于其它產(chǎn)品，廣用于石油鉆井、日化、紡織、印染、醫(yī)藥、涂料、建材、食品、造紙、污水處理等領(lǐng)域。下面稍做列舉：PAC(耐酸抗鹽型CMC)應(yīng)用作為一種水溶性纖維素醚，PAC531.用于石油、天然氣的鉆探、掘井等工程PAC主要是通過(guò)在鉆井液粘土顆粒表面形成吸附溶劑化層提高體系的聚結(jié)穩(wěn)定性；通過(guò)對(duì)粘土細(xì)顆粒的保護(hù)作用阻礙粘土細(xì)顆粒粘結(jié)變大；通過(guò)提高濾液的粘度和堵孔作用降低泥餅的滲透性。PAC作用主要體現(xiàn)在降濾失和增粘方面。1.用于石油、天然氣的鉆探、掘井等工程PAC主要是通過(guò)在54具體表現(xiàn)在：a.

取代均勻性好、透明度高、控制粘度和降失水量；b.

適合在淡水或海水、飽和鹽水的任何水基泥漿；c.

泥漿具有良好的降失水性、抑制性和耐高溫的特性；d.

泥漿具有流變性，能在高鹽介質(zhì)中抑制粘土和頁(yè)巖的分散和膨脹，從而使井壁污染得到控制；e.

穩(wěn)定軟土結(jié)構(gòu)，防止由于水位上升引起井壁崩塌；f.

在井鉆通過(guò)巖面時(shí)，減緩泥漿中鉆悄固體的堆積具體表現(xiàn)在：55g.

抑制鉆管中的紊流度，使回流系統(tǒng)保持最小的壓力損失；h.

使泥漿能夠提高造漿量，降低濾失量；i.

能穩(wěn)定泥漿泡沫。g.

抑制鉆管中的紊流度，使回流系統(tǒng)保持最小的壓力損失56

通常產(chǎn)物的取代度越大，分布越均勻，大分子在溶液中能夠更大程度地?cái)U(kuò)張，更有利于水化，也更有利于提升它對(duì)泥漿的保護(hù)作用。通常產(chǎn)物的取代度越大，分布越均勻，大分子在溶液中能夠更大程57目前，關(guān)于聚陰離子纖維素PAC性能，包括泥漿性能的測(cè)試，沒(méi)有正式而統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，不少?gòu)S家按照ASTM規(guī)范上D1439-72。比如泥漿性能：Bayer公司按照OCMA-DFCP-7（80年版）；OCMA-DFCP-2（80年版）。ENKABV公司按照OCMA-DFCP-2（73年版）；OCMA-DFCP-7（73年版）。DALCel公司按照OCMA-DFCP-7，造漿率要求：淡水大于550m3/T；海水大于300m3/T；飽和鹽水大于480m3/T。HeRCwles公司按照OCMA-DFCP-7，造漿率要求：淡水大于550m3/T；海水大于280m3/T；飽和鹽水大于360m3/T。而泥漿的流變性指標(biāo)更是指標(biāo)不一致，方法也沒(méi)有公開。制定我國(guó)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)這部分工作需要盡快展開。

目前，關(guān)于聚陰離子纖維素PAC性能，包括泥漿性能的測(cè)試，沒(méi)有582.用于涂料工業(yè)水乳型涂料行業(yè)用得最多的曾經(jīng)是羥乙基纖維素(HEC)。HEC是世界范圍內(nèi)生產(chǎn)的一種水溶性纖維素醚，是僅次于CMC、HPMC的產(chǎn)量大、發(fā)展迅速的重要纖維素醚。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，1978年世界產(chǎn)量18000噸；1983年50000噸，我國(guó)1977年才開始生產(chǎn)。HEC可溶解在冷、熱水中，使它具有更大范圍的溶解性和粘度特性。作為非離子型醚，HEC具有非離子型醚的一切特征，不與帶正、負(fù)電荷離子作用，活性少，與許許多多的水溶性聚合物、表面活性劑、鹽等共存，使其廣泛作為增稠、流動(dòng)調(diào)節(jié)劑、保護(hù)膠、穩(wěn)定劑、保水劑、粘結(jié)劑等，應(yīng)用于涂料、醫(yī)藥、石油開采等行業(yè)。PAC加入水乳型涂料中作為增稠劑成膜劑使用，可使產(chǎn)品貯存穩(wěn)定、展色均勻、流變性好、易于機(jī)械施工，有助于提高涂料的柔韌性和光澤；前蘇聯(lián)一專家介紹，添加均勻羧甲基化的纖維素得到的防水涂料能在任何類型表面上迅速成膜，性能良好。具有較好的彈性、氣密性和抗水性。用于涂料，PAC由于取代基分布比較均勻，充分，抗菌性強(qiáng)，可以替代HEC在行業(yè)大力推廣，其主要優(yōu)勢(shì)是工藝和原料的原因，成本比HEC低得多。同時(shí)還有低噴濺性、好的成膜性、好的流動(dòng)和流平性、低流掛性、高的刷涂粘度、優(yōu)異的顏料性能和優(yōu)異的生物穩(wěn)定性。2.用于涂料工業(yè)水乳型涂料行業(yè)用得最多的曾經(jīng)是羥乙基纖維素(593.用于食品工業(yè)我國(guó)有1500多家乳品企業(yè)，據(jù)中國(guó)乳制品工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，2000年液態(tài)奶產(chǎn)量高達(dá)190萬(wàn)噸，比1999年增長(zhǎng)50%；奶粉產(chǎn)量為54.25萬(wàn)噸，僅比上年增長(zhǎng)8.5%。從液態(tài)奶內(nèi)部結(jié)構(gòu)看，發(fā)酵乳29.93萬(wàn)噸，占21%；巴氏消毒奶87.57萬(wàn)噸，占61.45%。2002年我國(guó)牛奶總產(chǎn)量為1250萬(wàn)噸，乳品產(chǎn)量較上年增長(zhǎng)26%，液態(tài)奶產(chǎn)量增長(zhǎng)66%。預(yù)測(cè)，5年內(nèi)，我國(guó)乳品市場(chǎng)將保持15%的增速，液態(tài)奶的年增長(zhǎng)率將達(dá)30%。但從人均消費(fèi)乳制品來(lái)看，目前不足8kg，比起世界乳制品人均消費(fèi)100kg，還存在著巨大的發(fā)展空間。3.用于食品工業(yè)60飲料是中國(guó)食品工業(yè)中最具潛力且發(fā)展最快的產(chǎn)業(yè)。2002年全國(guó)飲料總產(chǎn)量為2025萬(wàn)噸，其中碳酸飲料604萬(wàn)噸、包裝飲用水810萬(wàn)噸、果汁及果汁飲料213萬(wàn)噸、其它類型飲料（含茶飲料、乳飲料、功能飲料）398萬(wàn)噸，各占當(dāng)年全國(guó)飲料總產(chǎn)量的29.83%、40.00%、10.52%、19.65%。由于發(fā)展階段及行業(yè)環(huán)境發(fā)生了很大變化，我國(guó)飲料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展呈現(xiàn)出新的發(fā)展動(dòng)向。今年前四個(gè)月全國(guó)的果汁飲料以及包括茶飲料、乳飲料、功能飲料在內(nèi)的其它類型飲料產(chǎn)量為982734噸、2322793噸。中國(guó)含乳飲料類產(chǎn)品經(jīng)過(guò)上世紀(jì)九十年代初的迅猛發(fā)展，目前已進(jìn)入平穩(wěn)發(fā)展期。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前含乳飲料類產(chǎn)品的總產(chǎn)量達(dá)上百萬(wàn)噸。飲料是中國(guó)食品工業(yè)中最具潛力且發(fā)展最快的產(chǎn)業(yè)。2002年全國(guó)61作為液態(tài)乳制品和果汁飲料的主要增稠穩(wěn)定劑，纖維素的羧甲基化產(chǎn)品有著廣闊的市場(chǎng)空間。據(jù)統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)，食品行業(yè)到2005年對(duì)高檔纖維素的羧甲基化產(chǎn)品的需求量會(huì)達(dá)到4萬(wàn)噸。廣泛應(yīng)用于加工果醬、糖汁、果子露及辣醬油作為粘性劑和增量劑；用于點(diǎn)心食品可使組織均勻、細(xì)致、外形美觀；用于制造冰淇淋時(shí)阻止冰晶的生長(zhǎng)；用于制造檸檬、葡萄等飲料及半流體狀態(tài)的易酸敗的食用油脂時(shí)作為固形劑；用于乳制品、果汁、巧克力、飲料和酸乳酪中作穩(wěn)定分散劑，蛋黃醬或調(diào)味品中作增稠劑，而果凍、蛋糕和烘焙食品中作為穩(wěn)定劑等。還可作為薄膜形成用于蔬菜、水果、蛋及茶葉的表面處理，使之長(zhǎng)期保持原色澤及風(fēng)味。作為液態(tài)乳制品和果汁飲料的主要增稠穩(wěn)定劑，纖維素的羧甲基化產(chǎn)62PAC與CMC相比，其根本在于取代均勻性好，是食品行業(yè)中的CMC的替代產(chǎn)品，因能長(zhǎng)期保存不壞腐、不霉變，粘度高，保形性更強(qiáng)，得到廣泛使用。由于對(duì)食品（如液態(tài)乳制品和果汁飲料）來(lái)講，纖維素的羧甲基化產(chǎn)品主要作為增稠劑和穩(wěn)定劑，纖維素的羧甲基化產(chǎn)品用作增稠劑時(shí)，主要考慮粘度越高越經(jīng)濟(jì)，但在酸奶和果汁中，粘度高的纖維素的羧甲基化產(chǎn)品往往由于耐酸性較差而日益降解，加入較多時(shí)又會(huì)影響口感。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)：纖維素的羧甲基化產(chǎn)品的穩(wěn)定性與取代均勻性正相關(guān)：取代均勻性越好，纖維素的羧甲基化產(chǎn)品穩(wěn)定性好；纖維素的羧甲基化產(chǎn)品的穩(wěn)定性與粘度負(fù)相關(guān)：粘度越低，纖維素的羧甲基化產(chǎn)品穩(wěn)定性越好。因此，國(guó)外食品穩(wěn)定劑中常采用中低粘度的纖維素的羧甲基化產(chǎn)品。PAC與CMC相比，其根本在于取代均勻性好，是食品行業(yè)中的C634.用于陶瓷工業(yè)PAC在釉漿中主要是作為粘結(jié)劑引入的，同時(shí)起懸浮、解凝、保水作用。①作為粘結(jié)劑，起粘結(jié)作用。增加生釉強(qiáng)度，減少釉的干燥收縮，使坯體和釉結(jié)合牢固，不易脫落，便于工藝操作，防止?jié)L釉、缺釉等缺陷。同時(shí)起懸浮作用，使陶瓷料漿懸浮，防止沉淀。②發(fā)揮其保水作用，使釉漿具有一定的保水性，釉層干燥均勻，形成平坦致密的釉面，燒后釉面平整光滑。③利用其解凝作用提高釉漿流動(dòng)性，便于噴釉操作。4.用于陶瓷工業(yè)PAC在釉漿中主要是作為粘結(jié)劑引入的，同時(shí)64與常規(guī)的CMC相比，在花釉中應(yīng)用：由于PAC粉細(xì)、純度高、懸浮分散能力強(qiáng)，不溶物少，透明度高，且耐酸耐堿抗鹽性能優(yōu)良，能有效減少色差，且能夠保證印花釉貯存過(guò)程中的穩(wěn)定性；PAC良好的透網(wǎng)性，減少擦網(wǎng)次數(shù)，色彩一致性好。與常規(guī)的CMC相比，在花釉中應(yīng)用：655用于建材工業(yè)PAC是一種重要的離子型水溶性纖維素醚，在建筑材料中作為緩凝劑、保水劑、增稠劑和粘結(jié)劑。在建筑施工中，用于砌墻、灰泥粉飾，嵌縫等機(jī)械化施工中，加入PAC后，能增稠保水，起緩凝作用，既便于大規(guī)模施工，又能提高建筑強(qiáng)度。用于粉刷石膏、耐水膩?zhàn)?、粘結(jié)石膏、嵌縫石膏，可顯著提高其保水性，粘結(jié)強(qiáng)度，且具有和易性好，不開裂等特點(diǎn)。其優(yōu)異的性能表現(xiàn)如下：a.水溶性：用簡(jiǎn)單的攪拌設(shè)備即能溶于熱水或冷水中；b.抗溫性能和抗鹽、鈣性能明顯優(yōu)于傳統(tǒng)CMC；c.灰份極低，作為乳液增粘用，十分穩(wěn)定，而且分散性好；相容性好，與其它水溶性膠、軟化劑及樹脂均有較好的相容性。5用于建材工業(yè)666.用于合成洗滌劑及制皂工業(yè)

PAC具有乳化及保護(hù)膠體的性質(zhì)，是合成洗滌劑、肥皂最好的活性助劑之一。在洗滌過(guò)程中所起的作用是防止污垢的再附著，使肥皂柔韌，便于加工壓制。6.用于合成洗滌劑及制皂工業(yè)

PAC具有乳化及保護(hù)膠體的性質(zhì)677.用于紡織、印染行業(yè)與CMC一樣，PAC可以作為紡織行業(yè)上漿劑，織物整理劑；印花色漿作為增稠劑、乳化劑、懸浮劑。

7.用于紡織、印染行業(yè)688.用于造紙行業(yè)

與CMC一樣，PAC在造紙工業(yè)中可作紙面平滑劑、涂敷劑、施膠劑等。廣泛用于銅版紙、輕涂紙的表面施膠。在涂布紙中的應(yīng)用：控制和調(diào)節(jié)涂料的流變性和顏料的分散性，提高涂料的固含量；

增強(qiáng)涂料的保水性，防止涂料中膠粘劑的遷移；改善涂料的潤(rùn)滑性能，提高涂層質(zhì)量，延長(zhǎng)刮刀的使用壽命；具有良好的成膜性，改善涂層的光澤度；提高涂料中增白劑的保留率，提高紙張的白度。一般用量在0.3%1.5%，根據(jù)不同的涂料配方和車速，選用不同型號(hào)的PAC和用量。8.用于造紙行業(yè)

與CMC一樣，PAC在造紙工業(yè)中可作紙面平699.紙箱紙盒粘合劑我國(guó)制造瓦楞紙箱、紙盒都采用水玻璃、淀粉或阿拉伯膠作粘合劑，水玻璃含堿量大，容易返潮，嚴(yán)重時(shí)引起紙箱冒白霜（泛堿）甚至腐蝕紙箱、紙盒，與CMC一樣，PAC作為粘合劑，完全避免了上述弊病，且只需邊加水邊攪拌即可配成具有良好流變性的糊狀液，適合連續(xù)生產(chǎn)的隨機(jī)涂膜。9.紙箱紙盒粘合劑7010.消炎牙膏的添加劑

隨著人們生活不斷提高，作為牙膏型纖維素的羧甲基化物，不僅要求在牙膏體系中能保持水分和提高粘度，而且還能保持體系均勻性和流動(dòng)質(zhì)，這就要求牙膏型其應(yīng)具有高取代度(DS=0.85~0.95)，高取代均勻性、高純度(大于95%)和高粘度(1000cp)。PAC具有良好的羧甲基取代度分布均勻性，合適的取代度大?。―S=0.850~1.20），較高的純度（大于98%）和寬泛的粘度指標(biāo)范圍（50~100000cp）;除上述指標(biāo)外，還應(yīng)具有良好的水溶性，水溶液體系均一。而沿纖維素大分子鏈取代基均勻分布使其具有良好的溶解性、抗鹽性和熱穩(wěn)定性。防止有凝膠顆粒出現(xiàn)，為人們提供高品質(zhì)的、消炎牙膏等產(chǎn)品，在該領(lǐng)域極PAC有廣泛的應(yīng)用前景10.消炎牙膏的添加劑

隨著人們生活不斷提高，作為牙膏型纖維7111.香煙過(guò)濾嘴專用粘合劑

與CMC一樣，國(guó)內(nèi)香煙過(guò)濾嘴粘合劑有聚醋酸乙烯乳膠、水玻璃和羧甲基纖維素鈉鹽等品種，效果最佳的是PAC水溶液。100~110份水加熱到50℃以上，將9～10份PAC分多批加入熱水，不斷攪拌直到其全溶為止。11.香煙過(guò)濾嘴專用粘合劑

與CMC一樣，國(guó)內(nèi)香煙過(guò)濾嘴粘合7212.PAC可作為石墨添加劑

PAC可作為石墨添加劑廣泛應(yīng)用于鉛筆制造行業(yè)，有巨大的市場(chǎng)潛力和開發(fā)潛力。12.PAC可作為石墨添加劑

PAC可作為石墨添加劑廣泛應(yīng)用73纖維素醚基礎(chǔ)知識(shí)解析課件74可不夸張地講，纖維素醚產(chǎn)品可以用于任何可以想到的行業(yè)，其產(chǎn)品品種甚多，應(yīng)用范圍又極其廣泛，小到日用化妝品、大到航空航天材料和能源，涉及日用化工、醫(yī)藥、環(huán)保、紡織、聚合物加工、軍工和航空航天眾多領(lǐng)域,附加值高。我國(guó)纖維素醚行業(yè)整體技術(shù)水平還不高，品質(zhì)低、品種少，行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)局限在價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)。提升產(chǎn)品質(zhì)量、增加產(chǎn)品品種，開發(fā)新型高附加值纖維素醚及其改性產(chǎn)品是目前發(fā)展的關(guān)鍵。要注重發(fā)展具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的專用技術(shù)和產(chǎn)品。目前很多纖維素醚企業(yè)都需要技術(shù)改造和設(shè)備更新，國(guó)外在這方面技術(shù)是很封鎖的，我們要充分依靠企業(yè)自身和科研院所的力量，通過(guò)自主創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的升級(jí)換代。可不夸張地講，纖維素醚產(chǎn)品可以用于任何可以想到的行業(yè)，75纖維素醚基礎(chǔ)知識(shí)解析課件76纖維素醚基礎(chǔ)知識(shí)

纖維素醚基礎(chǔ)知識(shí)771.利用可再生資源是國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略需求

化工原料通?？蓜澐譃?

1950年前為乙炔時(shí)代;

1950～1980年為石油天然氣時(shí)代;

1980～2000年為合成氣時(shí)代;

2000年以后為生物和可再生資源時(shí)代。

采用天然可再生資源或生物原料，是國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略需求。1.利用可再生資源是國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略需求

化工原料通78十屆全國(guó)人大常委會(huì)第十三次會(huì)議首次審議了《中華人民共和國(guó)可再生能源法（草案）》;

我國(guó)每年未回收利用的可再生資源達(dá)300-350億元;以高分子領(lǐng)域?yàn)槔?在20世紀(jì)80年代是高分子時(shí)代，大多數(shù)是人工合成高分子原料是石油和煤炭。據(jù)估計(jì)目前世界石油總的儲(chǔ)量才800多億m3，每年要消耗30多億m3，煤炭也不會(huì)超過(guò)百年。美國(guó)《植物/農(nóng)作物為基礎(chǔ)的可再生資源2020年設(shè)想》技術(shù)指南?？梢灾v，開發(fā)新資源是全球性發(fā)展戰(zhàn)略要求十屆全國(guó)人大常委會(huì)第十三次會(huì)議首次審議了《中華人民共和國(guó)可再792.可再生天然多糖資源通過(guò)天然作用或人工活動(dòng)能再生更新，而為人類反復(fù)利用的自然資源叫可再生資源，又稱為更新自然資源。在強(qiáng)調(diào)發(fā)展人類和諧社會(huì)的今天，合理利用天然資源中天然高分子材料不僅是我國(guó)社會(huì)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，更是人類生存發(fā)展的必然要求。

2.可再生天然多糖資源通過(guò)天然作用或人工活動(dòng)能再生更新，而803.天然纖維素是人類最重要的可再生資源天然多糖高分子材料主要有纖維素、淀粉、殼聚糖(甲殼素)三大類型。概括其特點(diǎn)有：自然界儲(chǔ)量量大(僅纖維素每年數(shù)億萬(wàn)噸)；年復(fù)一年可再生；可生物降解；無(wú)毒，生物相容性好；利用其自然形成的化學(xué)結(jié)構(gòu)可進(jìn)行多種化學(xué)衍生，其產(chǎn)物應(yīng)用范圍包括日用化工、醫(yī)藥、環(huán)保、紡織、聚合物加工、軍工和航空航天眾多領(lǐng)域。3.天然纖維素是人類最重要的可再生資源天然多糖高分子材料主814.天然纖維素種類

4.天然纖維素種類

82纖維素化學(xué)結(jié)構(gòu)元素組成：含碳44.44%，氫6.17%，氧49.39%。纖維素大分子的基環(huán)是脫水葡萄糖?；h(huán)分子式：C6H10O5，基環(huán)分子量：162纖維素化學(xué)結(jié)構(gòu)元素組成：含碳44.44%，氫6.17%，氧483基環(huán)基環(huán)84纖維素大分子鏈纖維素大分子鏈85

纖維素大分子鏈1)由n個(gè)D-吡喃式葡萄糖殘基在1,4位以β-糖苷鍵連接而成的長(zhǎng)鏈巨分子,每個(gè)葡萄糖殘基上均具有三個(gè)醇羥基;2)纖維素分子中β-1,4連接的葡萄糖殘基在鏈中是上、下交互排列的，使長(zhǎng)鏈變得“硬而直”，形成“復(fù)瓦式”結(jié)構(gòu)；3)纖維素大分子鏈很容易平行排列并相互碓砌，再加上鏈內(nèi)、鏈間氫鍵的存在而倍加穩(wěn)定。

纖維素大分子鏈1)由n個(gè)D-吡喃式葡萄糖殘基在1,4位以β86纖維素結(jié)構(gòu)與性能是一個(gè)典型的矛盾統(tǒng)一體從分子結(jié)構(gòu)上講，纖維素上含有大量的羥基，是親水性的基團(tuán)，按理應(yīng)當(dāng)溶解在水中，或溶解在大部分有機(jī)溶劑中。但事實(shí)上纖維素不僅不溶解在水中，也不溶解于酸性、堿性水溶液，甚至不溶解于大部分有機(jī)溶劑，只能夠溶解在特殊的溶劑體系。其主要原因就是一方面纖維素上大量的羥基導(dǎo)致形成密度極高的分子內(nèi)氫鍵、分子間氫鍵；另外纖維素是葡萄糖環(huán)基組成的長(zhǎng)鏈大分子，屬于半剛性的高分子鏈，分子鏈之間堆切排列，形成了結(jié)晶結(jié)構(gòu)，致使幾乎所有種類的纖維素都表現(xiàn)出較差的溶解性和化學(xué)反應(yīng)性能。但也正是這種結(jié)構(gòu)，才能使得富含纖維素的木材既有強(qiáng)度又耐老化，可頂天立地綠化家園，也能夠作為立木頂千斤，作為屋梁百年罩風(fēng)雨，堪稱是大自然給人類的理想復(fù)合材料。也正是這種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使得棉纖維素才能夠經(jīng)受住風(fēng)吹雨打，承接陽(yáng)光，不溶不腐，成熟后以潔白的形態(tài)供人們紡絲織衣，擋風(fēng)遮雨，造福人類。纖維素結(jié)構(gòu)與性能是一個(gè)典型的矛盾統(tǒng)一體從分子結(jié)構(gòu)上講，纖維素87另一方面，由于大量的、高密度的分子內(nèi)、分子間氫鍵；長(zhǎng)鏈半剛性的高分子鏈間堆砌排列，形成了“復(fù)瓦式”結(jié)晶結(jié)構(gòu)。使得纖維素不僅不溶于水，也不溶于酸性、堿性水溶液，甚至不溶于大部分有機(jī)溶劑，只能夠溶在特殊的溶劑體系。但也正是這種結(jié)構(gòu)導(dǎo)致纖維素在醚化、酯化等化學(xué)衍生過(guò)程是在非均相體系中進(jìn)行，具有許多不確定性和復(fù)雜性。常年以來(lái)困擾纖維素醚行業(yè)的主要問(wèn)題的根源就在于此。另一方面，由于大量的、高密度的分子內(nèi)、分子間氫鍵；長(zhǎng)鏈半剛性88原料纖維素的選擇原料纖維素種類及其纖維素含量、分子量分布寬窄、產(chǎn)地、當(dāng)年的成熟過(guò)程日照時(shí)間及成熟度、粉碎機(jī)粉碎過(guò)程都會(huì)影響纖維素醚產(chǎn)品的質(zhì)量。選擇優(yōu)質(zhì)的棉花產(chǎn)地的產(chǎn)品，再經(jīng)過(guò)嚴(yán)格工藝精制的精制棉廠家處理，得到形態(tài)、聚合度、分子量分布適度、質(zhì)量穩(wěn)定的纖維素原料，對(duì)規(guī)范和提高我國(guó)纖維素醚產(chǎn)品品質(zhì)是十分必要的原料纖維素的選擇原料纖維素種類及其纖維素含量、分子量分布寬89纖維素醚纖維素醚是以天然纖維素為基本原料，經(jīng)過(guò)堿化、醚化反應(yīng)而生成的。它是纖維素衍生物的一類。另一種是纖維素酯纖維素醚類由于它們具有本身的特性，如增稠、分散、懸浮、乳化、粘合、成膜、保護(hù)膠體、保持水分等。因此，可廣泛應(yīng)用于石油開采工業(yè)、建筑工業(yè)、涂料工作、合成樹脂工業(yè)、造紙工業(yè)、紡織工業(yè)、日用化工用品工業(yè)、食品工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)等領(lǐng)域。纖維素醚纖維素醚是以天然纖維素為基本原料，經(jīng)過(guò)堿化901905年Suida首次報(bào)道了纖維素醚化，是用硫酸二甲酯與堿溶脹的纖維素進(jìn)行的甲基化。1912年出現(xiàn)有關(guān)制備非離子型烷基醚EC的專利。1920年Hubert制得羥乙基纖維素。ＣＭＣ于1918年由德國(guó)人Ｅ.Ｊansen發(fā)明并取得專利。1935年前后，發(fā)現(xiàn)ＣＭＣ添加在合成洗滌劑中可提高洗滌劑效率，1940年在德國(guó)工業(yè)化生產(chǎn)。1937~1938在美國(guó)實(shí)現(xiàn)了MC和HEC的工業(yè)化生產(chǎn)。瑞典在1945年開始了水溶性EHEC的生產(chǎn)。從此，纖維素醚的生產(chǎn)在西歐、美國(guó)以及日本迅速擴(kuò)展。1905年Suida首次報(bào)道了纖維素醚化，是用硫酸二甲酯與堿91我國(guó)纖維素醚類的研究與生產(chǎn)起步較晚。20世紀(jì)50年代末開發(fā)了離子型羧甲基纖維素。60年代中期以來(lái)，陸續(xù)生產(chǎn)了乙基纖維素、甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素和羥丙基纖維素等非離子型纖維素醚。

我國(guó)纖維素醚類的研究與生產(chǎn)起步較晚。20世92合成原理纖維素的醚化過(guò)程是在堿性條件下進(jìn)行，一般使用一定濃度的NaOH水溶液。纖維素首先用苛性鈉水溶液形成溶脹的堿纖維素，接著與醚化劑進(jìn)行醚化反應(yīng)。在混合醚的制備中，可以同時(shí)使用不同種類的醚化劑，也可以采用間歇加料的方式進(jìn)行分步醚化。纖維素醚化的基本原理基于以下的經(jīng)典有機(jī)化學(xué)反應(yīng)（纖維素用Cell－OH代替）合成原理纖維素的醚化過(guò)程是在堿性條件下進(jìn)行，一般使93威廉姆森反應(yīng)

邁克爾加成反應(yīng)

堿催化烷氧基化反應(yīng)

威廉姆森反應(yīng)邁克爾加成反應(yīng)堿催化烷氧基化反應(yīng)94分類

1.按取代基的類型：纖維素醚可分為單一醚和混合醚。單一醚中只有一種類型的取代基。MC、EC、HEC、HPC、CMC、CEC、SEC、HMC混合醚中，纖維素醚分子鏈上可以有兩種或兩種以上的取代基。HEMC、HPMC、HBMC、HEHMC、CMHEC、CMHPC、CMMC、CMEC

分類1.按取代基的類型：952.按電離性分為：①離子型醚，如CMC、SEC。②非離子型醚，如MC，HEC，HPMC等。③離子型和非離子型混合醚，如CMHEC、CMHPC等。2.按電離性分為：963.按溶解性能分為：①水溶性纖維素醚，如CMC、MC，HEC、HEMC、HPC、HPMC等。②有機(jī)溶性纖維素醚，如EC、CEC等。3.按溶解性能分為：97CMC簡(jiǎn)介目前CMC的型號(hào)有近300種。全國(guó)CMC年產(chǎn)量10萬(wàn)噸，占全世界的15%。主要應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、造紙、陶瓷、洗滌劑、石油等領(lǐng)域。CMC簡(jiǎn)介目前CMC的型號(hào)有近300種。98反應(yīng)原理反應(yīng)原理99纖維素醚基礎(chǔ)知識(shí)解析課件100

ＣＭＣ的生產(chǎn)方法，從工藝上分：水媒法和溶媒法水媒法是早期生產(chǎn)ＣＭＣ一種工藝方法，它是將堿纖維素與醚化劑在存在游離堿和水的條件下進(jìn)行反應(yīng)，堿化和醚化過(guò)程中，體系不存在醇等有機(jī)溶劑作反應(yīng)介質(zhì)的方法。水媒法設(shè)備比較簡(jiǎn)單，投資少、成本低，可制取中、低檔產(chǎn)品用于洗滌劑、紡織上漿、粘結(jié)劑和石油工業(yè)等，經(jīng)過(guò)精心的工藝設(shè)計(jì)，還可制出適用于牙膏的高檔ＣＭＣ產(chǎn)品，所以至今仍被部分工廠采用。ＣＭＣ的生產(chǎn)方法，從工藝上分：101溶媒法也稱有機(jī)溶劑法（solventprocess），是在存在有機(jī)溶劑作反應(yīng)介質(zhì)（稀釋劑）條件下進(jìn)行堿化和醚化反應(yīng)的工藝方法。捏和法（又稱面團(tuán)法doughprocess）淤漿法（slurryproceSS）。捏和法所用有機(jī)稀釋劑量為纖維素用量的2—3倍（體積對(duì)重量之比），淤漿法所用的有機(jī)稀釋劑量為纖維素量的10—30倍，反應(yīng)固體物在體系中成漿粥或懸浮狀態(tài)，故又稱懸浮法。溶媒法也稱有機(jī)溶劑法（solventprocess），是在102溶媒法以有機(jī)溶劑為反應(yīng)介質(zhì)，反應(yīng)過(guò)程傳熱、傳質(zhì)迅速、均勻、主反應(yīng)加快，副反應(yīng)減少，醚化劑利用率（醚效）可較水媒法提高10--20％，反應(yīng)穩(wěn)定性、均勻性提高，使產(chǎn)品取代度、取代均勻性和使用性能大大提高，是整個(gè)纖維素醚工業(yè)發(fā)展的方向。溶媒法與傳統(tǒng)水媒法比較可省去纖維素堿浸漬、壓榨、粉碎、老化等工序，生產(chǎn)周期縮短，但溶媒法使用大量有機(jī)溶劑，物耗提高，并需增加有機(jī)溶劑的分離、回收裝置，成本較高。

溶媒法以有機(jī)溶劑為反應(yīng)介質(zhì)，反應(yīng)過(guò)程傳熱、傳質(zhì)迅速、103羧甲基纖維素CMC(PAC)生產(chǎn)流程簡(jiǎn)圖羧甲基纖維素CMC(PAC)生產(chǎn)流程簡(jiǎn)圖104平均聚合度和聚合度分布

平均聚合度(100-14000)聚合度分布

由于來(lái)源的不同，纖維素分子中葡萄糖殘基數(shù)目，即聚合度由100～14000不等。平均聚合度和聚合度分布平均聚合度(100-14000)105羧甲基纖維素結(jié)構(gòu)圖DS的概念DS對(duì)溶解性的影響羧甲基纖維素結(jié)構(gòu)圖106基本概念纖維素醚是纖維素衍生物，該種衍生物是羥基被醚化取代基部分或全部取代。纖維素醚的取代程度用取代度（DS）和摩爾取代度（MS）表示。取代度(ＤegreeofSubstitution)表示平均每個(gè)失水葡萄糖單元上被反應(yīng)試劑取代的羥基數(shù)目。由于纖維素分子鏈中每個(gè)失水葡萄糖單元上有3個(gè)羥基，所以取代度只能小于或等于3。

基本概念107摩爾取代度(MolarDegreeofSubstitution)，用MS表示。摩爾取代度(MolarDegreeofSubstitu108對(duì)纖維素羥烷基衍生物，當(dāng)一個(gè)羥烷基被引入纖維素分子鏈時(shí)，就形成一個(gè)附加的羥基，這個(gè)羥基本身又可被羥烷基化。所以，羥烷基纖維素醚的取代程度由MS值進(jìn)行量化，即摩爾取代。它表示加在每個(gè)脫水葡萄糖單元上的醚化劑反應(yīng)物的平均摩爾數(shù)。MS的大小與側(cè)鏈形成的程度有關(guān)。理論上，MS的值可以是無(wú)限的。對(duì)纖維素烷基和羧烷基?；苌?，DS與MS是相同的；對(duì)于羥烷基纖維素醚，通常MS大于DS，MS大小視側(cè)鏈形成的程度而定。對(duì)纖維素羥烷基衍生物，當(dāng)一個(gè)羥烷基被引入纖109取代基的分布

取代基的分布由兩個(gè)獨(dú)立的部分組成：其一為：取代基沿纖維素分子鏈的取代分布。這一分布的均一性影響到：(a)醚的溶解度；(b)對(duì)電解質(zhì)、溫度、添加物的定性；(c)溶液的切變性質(zhì)；(d)溶液的流變性質(zhì)。其二為：取代基在每個(gè)葡萄糖單元上的取代分布，即在3個(gè)羥基上的取代分布。這一分布的均一性影響到（a）醚的溶解度；（b）溶液的穩(wěn)定性。

取代基的分布110取代基的分布取代基的分布111CMC結(jié)構(gòu)式CMC結(jié)構(gòu)式112纖維素CMC結(jié)構(gòu)示意圖

（R=-OCH2COONa或-OH）纖維素CMC結(jié)構(gòu)示意圖

（R=-OCH2COONa或-OH113 HNa+HCH3CH3羥丙基甲基纖維素的生成過(guò)程 HNa+HCH3CH3羥丙基甲基纖維素的生成過(guò)程114一般性質(zhì)

溶解性纖維素醚在堿水溶液中，水或有機(jī)溶劑中的溶解性，取決于醚化基團(tuán)的性質(zhì)及其取代度DS值的大小。DS值低于0.1的物質(zhì)一般是不溶的，僅在一些物理和技術(shù)參數(shù)上與纖維素不同，如拉伸強(qiáng)度，表面勢(shì)能，水吸收容量，或染色性。產(chǎn)品的DS范圍達(dá)到0.2~0.5，則開始溶于堿水溶液，例如2%~8%NaOH。DS增加，可溶于水中。對(duì)于陰離子型，要得到水溶解性，DS值要在0.4以上，對(duì)于非離子型則DS值在1以上。一般性質(zhì)溶解性115DS繼續(xù)升高，溶解性能取決于醚化基團(tuán)對(duì)于陰離子型和很強(qiáng)的親水性非離子型，在很高的DS水平也保持良好的溶解性，但是如果疏水性醚化基團(tuán)占有優(yōu)勢(shì)，則在DS值高于2時(shí)，水溶解性將消失。此時(shí)，非離子型醚會(huì)溶在質(zhì)子或極性非質(zhì)子溶劑，例如低脂肪族醇、酮或醚。更多的疏水性類型也可溶在氯化了的碳?xì)浠衔镏?，如CH2Cl2,但是很少溶在純的碳?xì)浠衔镏?如己烷。DS繼續(xù)升高，溶解性能取決于醚化基團(tuán)對(duì)于陰離子型和很強(qiáng)的親水116只含陰離子型集團(tuán)的醚很少溶在有機(jī)溶劑中，除了很強(qiáng)的極性非質(zhì)子溶劑，如二甲基亞砜。一般來(lái)說(shuō)，分子量低的纖維素醚溶解性更強(qiáng)些。疏水性醚在水中的溶解性在高溫時(shí)會(huì)受到影響，溶解了的產(chǎn)物受熱會(huì)發(fā)生的凝膠化或團(tuán)聚作用，再變冷時(shí)又再次溶解，是疏水性纖維素醚特有的熱致凝膠性能。只含陰離子型集團(tuán)的醚很少溶在有機(jī)溶劑中，除了很強(qiáng)的極性非質(zhì)子117盡管在大多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)合需要纖維素醚溶液是清亮甚至透明的，但是一些纖維素醚產(chǎn)品卻只能形成渾濁溶液，其中可能含有不溶性顆粒或纖維。主要原因是在反應(yīng)容器中反應(yīng)物混合不充分，或纖維素分子鏈強(qiáng)烈的不規(guī)則、不均勻聚集態(tài)結(jié)構(gòu)（高結(jié)晶區(qū)域很難進(jìn)行取代）所造成的不均勻取代。在纖維素原料中的雜質(zhì)，如木質(zhì)素，灰份等，或醚化反應(yīng)物中交聯(lián)劑的出現(xiàn)也可能導(dǎo)致不溶殘?jiān)a(chǎn)生。盡管在大多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)合需要纖維素醚溶液是清亮甚至透118

粘度纖維素醚的溶液的粘度與濃度、溫度、大分子的平均鏈長(zhǎng)及鹽或其它添加物的存在有關(guān)。原纖維素的大分子的鏈長(zhǎng)在纖維素醚生產(chǎn)過(guò)程中可通過(guò)化學(xué)方法變短，得到粘度較低的最終產(chǎn)物。在給定的濃度和溫度條件下，溶液的流變特性可能是牛頓性、假塑性、觸變性，或者甚至為凝膠性，這取決于鏈長(zhǎng)、取代基分配以及醚化基團(tuán)的性質(zhì)。2%中性水相纖維素醚溶液在室溫下的粘度范圍可達(dá)到5~105mPa·s甚至更寬。粘度119物理性質(zhì)纖維素醚是白色或淡黃色的固體，通常是顆粒形式或粉狀（濕度高達(dá)10%）。粉狀的表觀密度范圍是0.3~0.5g/cm3。一些含纖維產(chǎn)品的表觀密度低于0.2g/cm3。根據(jù)用途不同，廠家可調(diào)整不同的純度等級(jí)。純度高的產(chǎn)品是沒(méi)有氣味和沒(méi)有味道的。未處理的產(chǎn)品可能含有高達(dá)40wt%的鈉鹽，如NaCl。產(chǎn)品根據(jù)需要可混入添加劑以保證其穩(wěn)定性、可控溶解性以及易加工性。另外，大部分纖維素醚工業(yè)品可與其它水溶性聚合物混合，如淀粉產(chǎn)品，天然樹脂或聚丙稀酰胺，以得到所要求的流變性能和其它物理特性的混合產(chǎn)品。

物理性質(zhì)120灰份灰份中的多價(jià)金屬離子，如Ｆe２＋、Ｍｎ２＋、Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋、Ｃｕ２＋等與羧基可形成鍵合，因此，對(duì)溶液的粘度會(huì)產(chǎn)生影響。多價(jià)金屬離子超過(guò)一個(gè)臨界值后，離子型醚可自溶液中析出。Ｆe２＋、Ｍｎ２＋、Ｃｏ２＋、會(huì)促進(jìn)堿纖維素的降解，造成醚產(chǎn)品的粘度波動(dòng)。灰份灰份中的多價(jià)金屬離子，如Ｆe２＋、Ｍｎ２＋、Ｃａ２＋、Ｍ121穩(wěn)定性纖維素醚是很穩(wěn)定的。它們不被空氣、潮濕、陽(yáng)光、適度加熱以及一般污染物所影響。強(qiáng)氧化劑產(chǎn)生過(guò)氧化和羰基基團(tuán)，導(dǎo)致在堿性條件下進(jìn)一步降解。當(dāng)加熱纖維素的堿性溶液時(shí)，粘度明顯下降。強(qiáng)酸通過(guò)對(duì)纖維素縮醛鍵直接水解也會(huì)使得分子鏈降解。和其它有機(jī)聚合物同樣，在高能輻射作用下，纖維素醚鏈結(jié)構(gòu)也會(huì)受到破壞。

穩(wěn)定性122纖維素醚容易受到纖維素酶產(chǎn)生的微生物的影響。酶優(yōu)先進(jìn)攻未取代的脫水葡萄糖單元，這將導(dǎo)致分子鏈水解斷鏈，致使產(chǎn)品粘度降低。醚取代基可對(duì)纖維素主鏈起到保護(hù)作用。因此，纖維素醚隨著DS升高或取代均勻性的提高，穩(wěn)定性就越好。在這兩種情況下，只有很少的未取代的脫水葡萄糖單元被水解酶進(jìn)攻。工業(yè)纖維素醚產(chǎn)品可能包含生物殺傷劑、緩沖劑或還原劑以達(dá)到長(zhǎng)期儲(chǔ)存穩(wěn)定性以及在合適的貯存條件下粘度不變的目的。纖維素醚容易受到纖維素酶產(chǎn)生的微生物的影響。酶優(yōu)先進(jìn)攻未取代123固體纖維素醚在溫度高達(dá)80~100℃時(shí)都是穩(wěn)定的，更高溫度或延長(zhǎng)加熱，在某些情況下，會(huì)引起交聯(lián)而形成不溶網(wǎng)狀物。固態(tài)產(chǎn)品在130~150℃范圍內(nèi)有輕微降解。當(dāng)加熱至160~200℃會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈降解和變成褐色，這既與醚的類型有關(guān)也和加熱條件有關(guān)。中性水相溶液長(zhǎng)時(shí)間加熱再冷卻至室溫時(shí)不會(huì)引起粘度下降。適度的加熱凝膠化作用或團(tuán)聚對(duì)粘度沒(méi)有影響。固體纖維素醚在溫度高達(dá)80~100℃時(shí)都是穩(wěn)定的，更高溫度或124加工纖維素醚的細(xì)小粉末在空氣中會(huì)形成爆炸性的粉塵，如同多糖或木屑。與其它有機(jī)聚合物類似，干燥的非離子型醚會(huì)釋放靜電。當(dāng)儲(chǔ)存和加工纖維素醚時(shí)，必須遵守粉末狀有機(jī)聚合物的一般預(yù)防措施。易燃性與纖維素相類似。溶液溢出會(huì)形成一層很滑的薄膜，這樣使得車間操作人員行動(dòng)不便。加工125毒性纖維素醚一般是無(wú)毒的。許多高純度的纖維素醚工業(yè)品可以用作食品添加劑和化妝品成分。有毒的雜質(zhì)或添加劑，如含汞的生物殺活劑，不允許用于這些產(chǎn)品。毒性126生態(tài)通過(guò)纖維素酶產(chǎn)生的微生物，會(huì)使得纖維素醚發(fā)生生物降解。這種降解在生產(chǎn)的廢水中也會(huì)發(fā)生，因此阻止了纖維素醚的堆積。在緩慢的生物反應(yīng)中，由酶水解的葡萄糖、葡萄糖醚和醚低聚物進(jìn)一步降解為CO2和H2O。纖維素醚對(duì)許多微生物是沒(méi)有營(yíng)養(yǎng)的。不過(guò)，在經(jīng)過(guò)一段暴露后，廢水細(xì)菌可能適合于增強(qiáng)纖維素醚的降解。在測(cè)試條件（短期內(nèi)）下，高DS值的纖維素醚產(chǎn)品具有很低的生化需氧量。生態(tài)127鐵鹽或鋁鹽的影響通過(guò)使用鐵鹽或鋁鹽，陰離子型纖維素醚可能會(huì)絮凝，這樣得到不溶和可過(guò)濾的殘?jiān)??？赏ㄟ^(guò)超濾作用以清除廢水中的纖維素醚和其它可溶聚合物。鐵鹽或鋁鹽的影響通過(guò)使用鐵鹽或鋁鹽，陰離子型纖維素醚可能會(huì)絮128PAC(耐酸抗鹽型CMC)應(yīng)用作為一種水溶性纖維素醚，PAC具有增稠、分散、成膜、粘結(jié)和保護(hù)膠體等特性。在耐溫、耐鹽、耐蝕，降失水量及溶液屈服值等特性指標(biāo)上優(yōu)于其它產(chǎn)品，廣用于石油鉆井、日化、紡織、印染、醫(yī)藥、涂料、建材、食品、造紙、污水處理等領(lǐng)域。下面稍做列舉：PAC(耐酸抗鹽型CMC)應(yīng)用作為一種水溶性纖維素醚，PAC1291.用于石油、天然氣的鉆探、掘井等工程PAC主要是通過(guò)在鉆井液粘土顆粒表面形成吸附溶劑化層提高體系的聚結(jié)穩(wěn)定性；通過(guò)對(duì)粘土細(xì)顆粒的保護(hù)作用阻礙粘土細(xì)顆粒粘結(jié)變大；通過(guò)提高濾液的粘度和堵孔作用降低泥餅的滲透性。PAC作用主要體現(xiàn)在降濾失和增粘方面。1.用于石油、天然氣的鉆探、掘井等工程PAC主要是通過(guò)在130具體表現(xiàn)在：a.

取代均勻性好、透明度高、控制粘度和降失水量；b.

適合在淡水或海水、飽和鹽水的任何水基泥漿；c.

泥漿具有良好的降失水性、抑制性和耐高溫的特性；d.

泥漿具有流變性，能在高鹽介質(zhì)中抑制粘土和頁(yè)巖的分散和膨脹，從而使井壁污染得到控制；e.

穩(wěn)定軟土結(jié)構(gòu)，防止由于水位上升引起井壁崩塌；f.

在井鉆通過(guò)巖面時(shí)，減緩泥漿中鉆悄固體的堆積具體表現(xiàn)在：131g.

抑制鉆管中的紊流度，使回流系統(tǒng)保持最小的壓力損失；h.

使泥漿能夠提高造漿量，降低濾失量；i.

能穩(wěn)定泥漿泡沫。g.

抑制鉆管中的紊流度，使回流系統(tǒng)保持最小的壓力損失132

通常產(chǎn)物的取代度越大，分布越均勻，大分子在溶液中能夠更大程度地?cái)U(kuò)張，更有利于水化，也更有利于提升它對(duì)泥漿的保護(hù)作用。通常產(chǎn)物的取代度越大，分布越均勻，大分子在溶液中能夠更大程133目前，關(guān)于聚陰離子纖維素PAC性能，包括泥漿性能的測(cè)試，沒(méi)有正式而統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，不少?gòu)S家按照ASTM規(guī)范上D1439-72。比如泥漿性能：Bayer公司按照OCMA-DFCP-7（80年版）；OCMA-DFCP-2（80年版）。ENKABV公司按照OCMA-DFCP-2（73年版）；OCMA-DFCP-7（73年版）。DALCel公司按照OCMA-DFCP-7，造漿率要求：淡水大于550m3/T；海水大于300m3/T；飽和鹽水大于480m3/T。HeRCwles公司按照OCMA-DFCP-7，造漿率要求：淡水大于550m3/T；海水大于280m3/T；飽和鹽水大于360m3/T。而泥漿的流變性指標(biāo)更是指標(biāo)不一致，方法也沒(méi)有公開。制定我國(guó)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)這部分工作需要盡快展開。

目前，關(guān)于聚陰離子纖維素PAC性能，包括泥漿性能的測(cè)試，沒(méi)有1342.用于涂料工業(yè)水乳型涂料行業(yè)用得最多的曾經(jīng)是羥乙基纖維素(HEC)。HEC是世界范圍內(nèi)生產(chǎn)的一種水溶性纖維素醚，是僅次于CMC、HPMC的產(chǎn)量大、發(fā)展迅速的重要纖維素醚。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，1978年世界產(chǎn)量18000噸；1983年50000噸，我國(guó)1977年才開始生產(chǎn)。HEC可溶解在冷、熱水中，使它具有更大范圍的溶解性和粘度特性。作為非離子型醚，HEC具有非離子型醚的一切特征，不與帶正、負(fù)電荷離子作用，活性少，與許許多多的水溶性聚合物、表面活性劑、鹽等共存，使其廣泛作為增稠、流動(dòng)調(diào)節(jié)劑、保護(hù)膠、穩(wěn)定劑、保水劑、粘結(jié)劑等，應(yīng)用于涂料、醫(yī)藥、石油開采等行業(yè)。PAC加入水乳型涂料中作為增稠劑成膜劑使用，可使產(chǎn)品貯存穩(wěn)定、展色均勻、流變性好、易于機(jī)械施工，有助于提高涂料的柔韌性和光澤；前蘇聯(lián)一專家介紹，添加均勻羧甲基化的纖維素得到的防水涂料能在任何類型表面上迅速成膜，性能良好。具有較好的彈性、氣密性和抗水性。用于涂料，PAC由于取代基分布比較均勻，充分，抗菌性強(qiáng)，可以替代HEC在行業(yè)大力推廣，其主要優(yōu)勢(shì)是工藝和原料的原因，成本比HEC低得多。同時(shí)還有低噴濺性、好的成膜性、好的流動(dòng)和流平性、低流掛性、高的刷涂粘度、優(yōu)異的顏料性能和優(yōu)異的生物穩(wěn)定性。2.用于涂料工業(yè)水乳型涂料行業(yè)用得最多的曾經(jīng)是羥乙基纖維素(1353.用于食品工業(yè)我國(guó)有1500多家乳品企業(yè)，據(jù)中國(guó)乳制品工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，2000年液態(tài)奶產(chǎn)量高達(dá)190萬(wàn)噸，比1999年增長(zhǎng)50%；奶粉產(chǎn)量為54.25萬(wàn)噸，僅比上年增長(zhǎng)8.5%。從液態(tài)奶內(nèi)部結(jié)構(gòu)看，發(fā)酵乳29.93萬(wàn)噸，占21%；巴氏消毒奶87.57萬(wàn)噸，占61.45%。2002年我國(guó)牛奶總產(chǎn)量為1250萬(wàn)噸，乳品產(chǎn)量較上年增長(zhǎng)26%，液態(tài)奶產(chǎn)量增長(zhǎng)66%。預(yù)測(cè)，5年內(nèi)，我國(guó)乳品市場(chǎng)將保持15%的增速，液態(tài)奶的年增長(zhǎng)率將達(dá)30%。但從人均消費(fèi)乳制品來(lái)看，目前不足8kg，比起世界乳制品人均消費(fèi)100kg，還存在著巨大的發(fā)展空間。3.用于食品工業(yè)136飲料是中國(guó)食品工業(yè)中最具潛力且發(fā)展最快的產(chǎn)業(yè)。2002年全國(guó)飲料總產(chǎn)量為2025萬(wàn)噸，其中碳酸飲料604萬(wàn)噸、包裝飲用水810萬(wàn)噸、果汁及果汁飲料213萬(wàn)噸、其它類型飲料（含茶飲料、乳飲料、功能飲料）398萬(wàn)噸，各占當(dāng)年全國(guó)飲料總產(chǎn)量的29.83%、40.00%、10.52%、19.65%。由于發(fā)展階段及行業(yè)環(huán)境發(fā)生了很大變化，我國(guó)飲料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展呈現(xiàn)出新的發(fā)展動(dòng)向。今年前四個(gè)月全國(guó)的果汁飲料以及包括茶飲料、乳飲料、功能飲料在內(nèi)的其它類型飲料產(chǎn)量為982734噸、2322793噸。中國(guó)含乳飲料類產(chǎn)品經(jīng)過(guò)上世紀(jì)九十年代初的迅猛發(fā)展，目前已進(jìn)入平穩(wěn)發(fā)展期。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前含乳飲料類產(chǎn)品的總產(chǎn)量達(dá)上百萬(wàn)噸。飲料是中國(guó)食品工業(yè)中最具潛力且發(fā)展最快的產(chǎn)業(yè)。2002年全國(guó)137作為液態(tài)乳制品和果汁飲料的主要增稠穩(wěn)定劑，纖維素的羧甲基化產(chǎn)品有著廣闊的市場(chǎng)空間。據(jù)統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)，食品行業(yè)到2005年對(duì)高檔纖維素的羧甲基化產(chǎn)品的需求量會(huì)達(dá)到4萬(wàn)噸。廣泛應(yīng)用于加工果醬、糖汁、果子露及辣醬油作為粘性劑和增量劑；用于點(diǎn)心食品可使組織均勻、細(xì)致、外形美觀；用于制造冰淇淋時(shí)阻止冰晶的生長(zhǎng)；用于制造檸檬、葡萄等飲料及半流體狀態(tài)的易酸敗的食用油脂時(shí)作為固形劑；用于乳制品、果汁、巧克力、飲料和酸乳酪中作穩(wěn)定分散劑，蛋黃醬或調(diào)味品中作增稠劑，而果凍、蛋糕和烘焙食品中作為穩(wěn)定劑等。還可作為薄膜形成用于蔬菜、水果、蛋及茶葉的表面處理，使之長(zhǎng)期保持原色澤及風(fēng)味。作為液態(tài)乳制品和果汁飲料的主要增稠穩(wěn)定劑，纖維素的羧甲