纤维素衍生物粘合剂的应用

纤维素衍生物粘合剂的应用

班级:高分1031 姓名:张赛学号:201020205121 纤维素是自然界广泛存在的可再生的天然资源，据专家计，全球每年利用天然生物可生产数千亿吨的纤维素。然纤维素的利用尚未充分开发，造成资源及能源的巨大浪。纤维素是由D一吡喃葡萄糖酐以B—l，4苷键相互连接而的线形高分子，或看成是n个D-葡萄糖酐的聚合物(即失葡萄糖)。含有3个活泼的羟基，酯化和醚化可生成纤维素酯和纤维素醚2大类纤维素衍物。纤维素衍生物因其本身的优良性能，作为粘合剂在工业中有着广泛的应用。

1纤维素衍生物

1．1纤维素的醚类衍生物

可作粘合剂的纤维素醚类衍生物主要有甲基纤维素(Methylcellulose，Mc)、乙基纤维素(Ethylcellulose，Ec)、羧甲基纤维素(carboxymethylcellulose，cMC)和羧乙基纤维素(Carboxyethylcellulose，cEc)等。Mc是由氯甲烷或硫酸二甲酯与纤维素在碱存在下反应而得，亦可由纤维素与甲醇在脱水剂存在下反应而成，产物为灰白色纤维状粉末，不溶于乙醇、乙醚，但溶于冰醋酸，在水中溶胀成半透明胶状黏性液。Ec主要用氯乙烷醚化纤维素而成，产物为白色粒状热塑性固体，性质随乙氧基含量而变化。醚化度在0．7～1．3的EC具有水溶性。cMc是由一氯醋酸与纤维素在碱作用下反应生成，当醚化度为l，0～1．3时，可溶于碱液，醚化度在0．4以上时可溶于水。CMC为白色纤维状粉末或颗粒，无臭、无味、易溶于水，呈透明胶体溶液，水溶液呈中性或微碱性，不溶于酸、甲醇等有机溶剂，具有良好的粘接力、分散性、乳化性、扩散性及黏性，成膜性能良好。cEc是由氧化乙烯与纤维素在碱作用下生成，当每个葡萄糖基上的氧化乙烯反应度在0．64以上时，产品为水溶性；反应度在0．05～0.4时，产品为碱溶性。1．2纤维素的酯类衍生物

用作粘合剂的纤维素的酯类衍生物主要有硝酸纤维素(Nitrocellulose，Nc)和醋酸纤维素(Acetylcellulose，Ac)。硝酸纤维素又称纤维素硝酸酯，由纤维素经不同配比的硝酸一硫酸混合液处理而得，该品呈微黄色，外观如纤维，含氮量约为10％左右。Nc配制粘合剂时，需适当配合树脂、增塑剂、溶剂和助剂等。其缺点是易燃，长期光照会变色发脆。Ac亦可用作粘合剂，与Nc相比，其耐燃性

和耐久性极好，但耐湿性和耐候性较差。

2纤维素衍生物粘合剂的应用

2．1 在牙膏工业中的应用

牙膏是由膏基、容器和外包装组成。膏基是一个复杂的混合物，它是由润湿赋形剂、粘合剂、摩擦剂、洗涤发泡剂、香味剂、甜味剂、功能性添加剂与其他助剂及纯水组成。牙膏中的固体粉末在液体中沉降分离的速度与液体的黏度成反比，也与液体的流变性和稳定性有关。为使粉末稳定地分散在液体中，要靠粘合剂来改变液体的流变性。牙膏中常用的粘合剂是羧甲基纤维素钠盐(carboxymethylcellulose sodium，SCMc)、CEC或其复配物。SCMC在牙膏中既是润湿赋形剂又是粘合剂，既能保护膏基水分，保持膏基的流变性和触变性，还能保持膏基稳定性，使其成为稳定的悬浮液。

在制膏灌装过程中要求较低的膏体稠度(减小灌装摩擦力，提高生产效率)，而灌装后又要有较高的稠度，即希望cMC溶液具备一定的假塑性和触变性。适量的CMC能满足这一要求。

2. 2在造纸工业中的应用

涂布加工纸是造纸工业中的一个重要分支，纸张涂布加工是纸张精整加工中的重要环节，主要是改善纸张的表面性能，提高适应性；提高纸张的强度及耐水、耐油性能，赋予纸张以照相显影、记录摹写、防锈防蚀、抗静电导电和装饰性能。涂布纸是由颜料、粘合剂、助剂配伍后制得的涂料，经涂布装置涂于纸张表面制得的加工纸。由于ScMc具有良好的保水性、粘接性、分散性、悬浮性，并能够降低涂料黏度，改善涂料流动性等，因此是理想的涂布用粘合剂。scMc还具有防止霉变的作用。用sCMC与聚乙烯亚胺质量比3：1的混合物和聚乙烯醇处理纸张，可显著提高纸张的耐折度。

涂布粘合剂除了起粘接作用外，同时还应具有控制涂料的流动性、保水性、纸的光泽、油墨的吸收性等重要功能，因此在涂料配方中除以合成胶乳作为粘接剂的主体之外，还必须添加其他辅助粘合剂，以满足不同的功能要求。目前国内外涂布中常用的辅助粘合剂有：cMc、淀粉、酪素与大豆蛋白、丙烯酸共聚物、聚乙烯醇(PV A)等，尤以淀粉、cMc为多，也有的使用PV A或丙烯酸类共聚物作为涂料的增稠、保水剂。周锐M1将这4种辅助粘合剂对涂料的流变性及涂布纸

相关特性的影响进行分析对比，研究结果表明，在4种辅助粘合剂中，cMc具有最佳的涂料保水性能，其次为淀粉，PV A的保水性则较差；使用cMc和丙烯酸共聚物作辅助粘合剂的涂料具有良好的流变性能，涂料呈假塑性流体，非常适宜于高速涂布机涂布，而PV A的流动性能较差，一般不宜用作刮刀涂布；cMc比较容易溶解，甚至可直接以粉末状在高速搅拌下加入到涂料分散液中；含有CMC 的涂料涂布后纸面有较高的印刷光泽度，耗油墨量较少，但涂层致密，孔隙度低。2．3在医药工业中的应用

在医药工业上应用较多的纤维素衍生物粘合剂是羟丙基甲基纤维素(Hydroxypmpylmethylcellulose，HPMC)和乙基纤维素(EC)。

HPMc是纤维素分子同时与羟丙基和甲氧基醚化的产物，其分子内的置换基团是醚类。它无臭、无味、无毒，在冷水中易溶，在热水中凝胶化。较低黏度(5—50 Pa·s)的HPMc可用作粘合剂、增粘剂和助悬剂；高黏度(4000～1 000000 Pa·s)的HPMc可用于制备混合材料骨架缓释片、缓释胶囊、亲水凝胶骨架缓释片的阻滞剂。HPMC本身没有治疗作用，但对提高药物的溶出度有很大作用。用HPMc 作粘合剂，其溶液浓度一般控制在3％～4％，可以解决部分品种溶出度低的问题。山东鲁南制药悼1在研制新产品复方氯唑沙宗片过程中，用3％HPMc代替10％淀粉浆作粘合剂，优化了生产工艺，缩短了崩解时限，解决了溶出度不高的问题。李艳华一1在实验中考查了不同浓度的HPMc粘合剂对溶出度的影响，研究结果表明，尽管用5％HPMc粘合剂制成片剂的溶出度比加有表面活性剂者低些，但片面明显优于后者，而且溶出度能够达到药典标准，可以应用于实际生产中。沈慧凤测定了HPMC粘合剂和淀粉糊精对阿司匹林(0．5G)溶出速度的影响。结果得出，在5％的HPMc水溶液中，30min后阿司匹林累积溶出百分率为89．71％，而糊精中阿司匹林的累积溶出率仅为40％～50％。

Ec是应用最广泛的水不溶性纤维素衍生物之一，广泛用作缓释制剂的载体及微胶囊、包衣成膜材料等，还可作为载体材料广泛地用于制备固体分散体、药树脂缓释制剂和缓释药物膜剂中。在医药中Ec还常用作成膜物质和保护涂层，以及粘合剂和填充剂。黄静琳等选用乙基纤维素作为粘附微球的缓释材料，研制成具有良好粘附性能和缓释效果的甲硝唑生物粘附微球。吴芳等通过HPLc法测定渗透介质中药物磷酸川芎嗪的浓度，考查影响药物通过胶囊体渗出量的影响因