جولة مع السيليلوز القلوي والمبيض والكربوكسي ميثيل سيليلوز CMC
— القسم الثالث : مشتقــات السيليلوز —
تقديم :
للسيليلوز ثلاث مشتقات رئيسية هي : آ – استيـرات السيليلوز , ب – إيتيرات السيليلوز , ح – خيوط حرير الرايون وخيوط حرير شويتزر .
أولا = استيـرات السيليلوز :
تنتج استيرات السيليلوز بشكل عام من تفاعل السيليلوز مع حمض عضوي أو لا عضوي ، ومن أهم استيراته نذكر :
1 – نتـرات السيليلوز :
عرفت نترات السيليلوز منذ النصف الأول من القرن التاسع عشر , وبشكل عام يتم الحصول على نترات السيليلوز باستبدال زمر الهيدروكسيل الموجودة في السيليلوز « جميعها أو جزء منها » بزمرة النترات , وذلك بمعالجة السيليلوز بمزيج الحمضين الكثيفين : ( حمض الآزوت + حمض الكبريت ) .
وحسب شروط التفاعل يمكن أن نحصل على أحادي أو ثنائي أو ثلاثي نترات السيليلوز . وتصنف نترات السيليلوز حسب نسبة النيتروجين فيها , ولكل صنف استخدامات معينة حسب خواصه .
1 – فمثلاً إذا احتوت نترات السيليلوز على ( 10.7 – 11.1 % ) نتروجين فإنها تستخدم في صناعة مادة تسمى { كوللوديون } تستعمل في تغطية الجروح الصغيرة لمنع الأتربة والميكروبات عنها , وإذا مزجت مادة الكوللوديون مع مادة الكافور الصلبة , نحصل على مادة بيضاء وصلبة تشبه العاج كثيراً في مظهرها استعملت في صنع كرات البلياردو بدلا من العاج الطبيعي . وسميت هذه المادة باسم ( سلولويد ) . وأصبح السلولويد أول مادة بلاستيكية ( مادة لدنة ) أمكن الحصول عليها , واشتق اسمها من المادة الكيميائية الأساسية الداخلة في تكوينها وهي السيليلوز .
2 – وإذا احتوت على ( 11.2 – 11.3 % ) نتروجين فتستخدم في صناعة اللكر والورنيش ,
3 – وإذا احتوت على ( 12.4 – 13.5 % ) نتروجين فإنها تستخدم في صناعة المتفجرات .
2 – أسيتـات السيليلوز :
يتم الحصول على أسيتات السيليلوز بمعالجة السيليلوز ببلا ماء حمض الخل وحمض الخل الثلجي بوجود حمض الكبريت . والناتج « سيليلوز ثلاثي الأسيتات » قابل للذوبان في خليط من الكحول والإيتر معطياً محلولاً لزجاً يستخدم في صناعة الدهانات ، ولقد وجد أنه بحلمهة السيليلوز ثلاثي الأسيتات في محلول حمض الخل الممدد فإنه يتحول إلى أسيتات قابلة للذوبان في الأسيتون في حين أن السيليلوز ثلاثي الأسيتات لا يذوب في الأسيتون , ويمكن تحضير خيوط الأسيتات من محلول الأسيتات في الأسيتون .
3 – زنتــات السيليلوز :
عرفت زنتات السيليلوز منذ عام 1892 وأطلق عليها اسم الفيسكوز ، ويتم الحصول على زنتات السيليلوز بمعالجة السيليلوز الطبيعي بمحلول الصودا الكاوية تركيزه ( 18 % ) وذلك للحصول على السيليلوز القلوي ثم معالجة السيليلوز القلوي الناتج بثاني كبريت الكربون 2CS فتتشكل الزنتات ذات اللون البرتقالي .
ثانيا – إيتيرات السيليلوز :
عرفت إيتيرات السيليلوز منذ عام 1912 بأيترة السيليلوز القلوي بمعالجته بثنائي ألكيل سلفيت أو هاليدات الألكيل . تعتبر إتيرات السيليلوز أكثر استقراراً من الإستيرات ومن أهم إتيرات السيليلوز نذكر :
1 – إيثيــل السيليلوز : E C
مسحوق أبيض يتم الحصول عليه بمعالجة السيليلوز القلوي مع الكمية المتوازنة من كلور الإيثيل عند درجة الحرارة 80 – 150˚C لمدة 6 – 24 ساعة . ثم يؤخذ الناتج للتقطير لإزالة المواد غير المتفاعلة ويضاف للناتج ماء ساخن لترسيب إيثيل السيليلوز ثم يؤخذ إيثيل السيليلوز ويغسل ويجفف ، وإيثيل السيليلوز يعتبر مادة بلاستيكية هامة تستعمل لأغراض خاصة منها صناعة فلتر السجاير .
2 – ميتيل السيليلوز : M C
مسحوق أبيض يتم الحصول عليه بمعالجة السيليلوز القلوي مع الكمية المتوازنة من كلور الميتيل , وتستعمل محالية اللزجة كمادة لاصقة لورق الجدران
3 – إيثوكسيـل ايتـر السيليلوز :
يتم الحصول عليه من تفاعل السيليلوز القلوي مع إيثيلين كلور هيدرين CH2ClCH2OH أو من تفاعل السيليلوز مع أكسيد الإيثيلين . استخدم إيثوكسيل إيتر في عمليات تسدية القماش بدل النشاء , إلا أن الكربوكسي ميثيل سيليلوز حل محله في هذا المجال .
4 – كربكسي ميتيل سيليلوز :
هو ايتير سيليلوزي يتم الحصول عليه من تفاعل السيليلوز القلوي مع أحادي كلور خلات الصوديوم , وهو مدار حديثنا غدا بإذن الله في القسم الرابع من هذا المقال
ثالثا – حرير الرايون وحرير شويتزر :
1 – خيوط حرير الرايون :
الزنتات الناتجة من معالجة السيليلوز القلوي المبيض بثاني كبريت الكربون 2CS , إذا حلت هذه الزنتات في محلول ممدد من الصودا الكاوية فتعطي محلولاً لزجاً يعرف باسم الفيسكوز , هذا المحلول إذا عولج بمحلول حمض الكبريت فيتحرر السيليلوز من جديد إلى خيوط سيليلوز مسترجع لطيف ناعم الملمس يعرف باسم { خيوط حرير الرايون } , وهو ذات متانة أقوى من خيوط السيليلوز الطبيعية . وخيوط الرايون كانت أول خيوط صناعية صنعها الإنسان
2 – خيوط حرير شويتزر :
يذوب السيليلوز القلوي المبيض بمحلول شويتزر الذي هو مزيج محلول كبريتات النحاس مع محلول الامونيا ( يسمى أيضا : هيدروكسيد النحاس الامونيومي ) . السيليلوز الذائب هذا إذا عولج بمحلول حمض الكبريت فيتحرر السيليلوز من جديد إلى خيوط سيليلوز مسترجع لطيف ناعم الملمس يعرف باسم { خيوط حرير شويتزر } , وهو ذات متانة أقوى من خيوط السيليلوز الطبيعية