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纤维素的醚化反应
纤维素的醇羟基能与烷基卤化物在碱性条件下起醚化反应生成相应的纤维素醚。纤维素醚早在20世纪初就成功合成了。起初生产的纤维素醚主要是有机溶剂型的，而后逐步向水溶性醚类发展。目前，纤维素醚已广泛用于油田、涂料、化工、医 、食品、造纸和建筑等工业，具有广阔的发展前景。
纤维素醚是以天然纤维素为原料，经过醚化得到的一类多种衍生物的总称。作为主要原材料，纤维素的来源、种类、处理方法和工艺过程对纤维素醚的合成、应用有决定性影响。目前世界范围的纤维素醚每年生产能力为60多万吨，其中非离子型纤维素醚约20万吨，离子型纤维素醚40多万吨，其生产主要分布在发达，是种类繁多、应用领域宽广、生产量大、研究价值高的一种纤维素衍生物，其用途涉及工业、农业、日用化工、环境保护、航空航天及国防等诸多领域。
纤维素醚的结构
每一个β-D脱水葡萄糖单元（纤维素的重复单元）上C（2）、C（3）、C（6）位上取代一个基团，即多可有三个醚基团。由于纤维素大分子存在链内、链间氢键，其很难溶解在水和几乎所有的有机溶剂中。经过醚化引入醚基团，破坏了分子内、分子间氢键，改善了其亲水性，使其在水介质中的溶解性能大大提高。
一般醚化取代基是低分子量烷基基团（1-4个碳原子）或羟烷基基团，还可能接着被其它功能基团取代，如羧基或氨基取代20。取代基可能是一种、两种或多个不同种类。沿着纤维素大分子链，每个葡萄糖单元的C（2）、C（3）和C（6）位上的羟基按照比例不同而被取代。严格来讲，纤维素醚一般没有确定的化学结构，除了那些完全被一种类型基团取代（三个羟基全被取代）的产品。而这些产品只能够作为实验室分析研究用，并没有商业价值。应用领域：
1.医 方面潜力可挖
羟乙基纤维素（HC）在国内的规模化生产是一个“迟到”的项目。HC是一种高弹性的非离子聚合物，对氧气传输有较好的屏障阻隔作用，它能够与许多原辅料配伍。在国外，HEC在制剂中的应用已非常广泛，但是国内生产的HEC系列产品主要被用于等的工业生产，还没有 用级别的HEC辅料在 剂中的应用。随着制剂技术的发展， 用级别的HEC辅料的潜力应该被很好地挖掘出来。
2.农业
HEC应用在水基喷雾中能有效地悬浮固体毒剂；应用于喷雾作业中能起到粘附毒剂于叶面上的作用:可作为喷雾乳液的增稠剂，减少 剂漂流，从而增叶面喷施的使用效果:还可作为成膜剂应用于种衣剂:作为粘合剂应用于烟叶的回收利用。
3.建筑材料
HEC可应用于石膏、水泥、石灰和灰浆系统、瓷砖粘贴及砂浆中。在水泥组分中，它又可以作为缓凝剂和保水剂。在壁板作业的表面处理中，它应用于乳胶体的配制，能够预处表面并缓解墙体压力，使涂刷油漆和表面涂料的效果更好；它可作为墙纸粘胶的增稠剂。
HEC可通过增加硬化和涂抹时间，改善石膏灰浆的使用性能。在抗压、抗扭曲强度及空间稳定性方面，HEC比其它纤维素类有更好的效果。
4.和洗涤剂
HEC在洗发剂、头发喷雾剂、中和剂、护发剂及中是一种有效的成膜剂、粘合剂、增稠剂、稳定剂和分散剂。它的增稠性和保护胶体性能可应用于液体洗涤剂和固体洗涤剂行业。HEC在高温下溶解快，可以加快生产过程，提高生产效率。众所周知，含HEC的洗涤剂的明显特点是可以提高织物的平滑性和丝光性。
5.乳胶聚合
选择一定的摩尔取代度的HEC，在催化保护胶体聚合的过程中可发挥佳的效果:在控制聚合物粒子的增长、稳定胶乳性能及耐低温与高温、抗机械剪切中，HEC均可发挥佳的效果。在胶乳的聚合反应过程中，HEC可保护胶体的浓度于一个临界范围内，并控制聚合物粒子大小及参加反应基团的自由度。
6.石油开采
HEC在加工和填充泥浆中具有增粘剂。它帮助提供很好的低固相泥浆，并能低程度减少对井眼的损害。用IC増稠的泥浆容易被酸、酶或氧化剂降解为碳氢化合物并可大限度的回收石油。在破裂泥浆中，HC能起到携带泥砂的作用。这些流体也能容易的被以上酸、酶或氧化剂降解。
用HEC可配制理想的低固相钻井液，它提供了更大的渗透率以及更好的钻井稳定性。其抑止流体的特性可被用在硬岩石层构造的钻进中，其同样也适用于崩坍或滑坍页层的钻进。在加注水泥的作业中，HEC减少了孔压水泥浆的摩阻，从而使水的流失对结构造成的损坏减少至小程度。
7.造纸和油墨
HEC能用作纸和纸板的上光剂以及油墨的保护胶。HEC在印刷上具有不受纸张大小限制的优势，并可用于高质量画面的印刷，同时，由于其具有较低的表面渗透性和较强的光泽性还可以降低成本。它还可以应用在任意大小的纸和纸板的印刷或日历的印刷。在纸的上胶中，其通常用量0.5~2.0g/m2。HEC可增加涂料色彩中水的保存性能，尤其对高比例乳胶的涂料性能更加突出。
在造纸过程中，HC还有其它的更优越性能，包括与绝大多数树胶、树脂和无机盐的相容性、速溶性、泡沫低、耗氧少及可以形成光滑的表面膜。
在油墨制造中，HC被用于水基复印油墨的生产，这种油墨可以快干，且色彩扩散性好而不会产生粘结。
8.纺织业
（1）织物上浆
HEC很早就用于纱线和织物材料的上浆和染整，这种胶浆可通过水洗能把其从纤维中洗去。在与其它树脂的混用中，HEC可以更广泛地应用在织物处理上，在玻璃纤维中它被用来作为成形剂和粘合剂，在皮革浆料中可作为修饰剂和粘合剂。
（2）织物胶乳涂料、粘合剂和胶粘剂
用C增稠的胶粘剂是假塑性的，也就是说，他们在切变下变稀，但能很快回到高粘度控制下并可提高印染清晰度。
HEC能控制水分的释放并允许其连续流动在印染辊上而不增加胶粘剂。控制水的释放容许有更多的敞开时间，有利于填料的容纳和形成一层比较好的胶粘膜，而不会明显的增加干燥时间。
HEC XT-4在溶液中浓度为0.2%至0.5%时，可改善非织物粘合剂的机械强度，在湿料辊上减少湿的清棉，增加了终产品的湿强度。 HEC XT-40对非织物的印染是一种理想的粘合剂，并能得到清晰、美观的图象。
HEC可作为丙烯酸涂料的粘合剂和非织物加工的胶粘剂。还用于织物的底层涂料和粘合剂的增稠剂。它与填料不反应且在低浓度时仍然有效。
（3）织物地毯的染色和印
在地毯染色中，比如库斯特思连续染色系统，很少有其它增稠剂能比得上HEC的增稠效果和配伍性。由于其增稠效果号，易溶于各种溶剂中、杂质含量低不干扰染料的吸收和颜色的扩散，使印染不受不溶性凝胶（这种不溶性凝胶可导致在织物上出现斑点）和高技术要求的均匀性限制。
9.其它方面的应用
消防:HC可作为添加剂增大防火材料的覆盖性能，已被广泛应用于防火“增稠剂”的配制
铸造:HEC可改进水泥砂和硅酸钠砂子系统的湿强度和可收缩性。
显微技术:HEC可用于胶片的制作，作为分散剂用于显微载片的制作。
摄影:在处理胶片的高盐浓度的流体中作增稠剂。
荧光管涂料:在荧光灯管涂料中作荧光剂的粘合剂、稳定的分散剂应用于均匀的可控制的比例中。选择不同的级别和浓度的HEC可控制粘合和湿强度。
电镀和电解:HEC可保护胶体不受电解质浓度的高低影响:在镉的电镀液中羟乙基纤维素可促进均匀沉积。
陶瓷:可用于配制陶瓷的高强度粘合剂。
电缆:防水剂可防止水分进入损坏的电缆线中。
牙膏:在牙膏制造中可用作增稠剂。
液体洗涤剂:主要用于洗涤剂流变性的调节。HEC在油田应用中还被用作降滤失剂。 Arpad Savoy等用Fann35黏度计测试了未添加HEC和添加HEC后石油样品溶液在600、300、200、100、6、3rmin转速下的读数，并计算了其塑性黏度（PV）、屈服点（YP）、n值、K值和临界速度（F）。同时用滤失仪记录了1、3、7.5、30min时的滤失量（HL），见表1。从表中可以看出，添加HEC后，溶液的表观黏度、塑性黏度和屈服点有明显，其流变性与未添加前相似，对原流体没有损害影响:同时，添加HEC后，溶液在1、3、75、30min时的滤失量（FL）明显下降，降滤失性能明显。
CMC和HEC作为油田用驱油剂，具有抗剪切能力强、原料丰富和对环境污染小等优点，但单独使用效果不理想。前者虽有较好的增黏性，但易受油藏温度、盐度的影响:后者虽有较好的耐温、耐盐性，但其增稠能力较差、用量较大同。因此在油田应用中，CMC和HEC一般是复配后混合使用或者通过工艺配比直接生产复合醚 CMHEC使用。
我国生产的HEC产品曾先后在大庆、胜利、辽河、克拉玛依等油田的压裂、钻井、完井、固井等处理过程中进行了应用试验，结果表明，在悬砂稳定性和减少流体流失等方面效果较好。
羟乙基纤维素在食品、医 领域的应用
HC在食品、医 领域主要用作增稠剂、胶体保护剂、黏合剂、分散剂、稳定剂、助悬剂、成膜剂以及缓释材料，可应用于局部用 的乳剂、软膏、滴眼剂以及口服液、固体片剂、胶囊等多种剂型中。HEC目前已收载于美国 典美国处方集和欧洲 典中。
在对一系列不同纤维素醚如羟丙基纤维素（HPC）、HEC、HPMC和MC的比较研究中发现，材料的理化因素影响着释 动力学。其中HEC是亲水性和溶蚀性大的聚合物。与其他纤维素类材料不同，载 的HEC基质骨架显示出扩散和溶蚀前沿的同步性，具有易获得零级释 的潜力。进一步的研究也表明， 物的溶解度和聚合物的相对分子质量会极大地影响释 动力学，选择中等相对分子质量级别的HEC和较难溶性 物能得到比较线性的释 性能門，片剂制造也可利用传统的大规模设备工艺。
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