一種既不溶解也不熔融的多羥基高分子化合物。纖維素經(jīng)醚化后則能溶于水、稀堿溶液和有機(jī)溶劑，并具有熱塑性。
性質(zhì)
經(jīng)醚化后的纖維素溶解性能發(fā)生顯著變化，可溶解于水、稀酸、稀堿或有機(jī)溶劑，溶解度主要取決于三個(gè)因素：(1)醚化過(guò)程中所引入基團(tuán)的特性，引入的基團(tuán)越大則溶解度越低，引入的基團(tuán)極性越強(qiáng)，纖維素醚越易溶于水；(2)取代度與醚化基團(tuán)在大分子中的分布情況。大多數(shù)纖維素醚只能在一定取代度條件下，才溶解于水，取代度在0～3之間；(3)纖維素醚的聚合度，聚合度越高，越不易溶解；聚合度越低，能溶于水的取代度范圍越寬。纖維素醚類品種繁多，性能優(yōu)良，廣泛用于建筑、水泥、石油、食品、紡織、洗滌劑、涂料、醫(yī)藥、造紙及電子元件等工業(yè)。
發(fā)展
中國(guó)是全球最大的纖維素醚生產(chǎn)和消費(fèi)國(guó)，產(chǎn)量年均增長(zhǎng)超過(guò)20%。據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，中國(guó)現(xiàn)有纖維素醚生產(chǎn)企業(yè)達(dá)50家左右，纖維素醚行業(yè)設(shè)計(jì)產(chǎn)能已超過(guò)40萬(wàn)噸，1萬(wàn)噸以上的企業(yè)有20家左右，主要分布在山東、河北、重慶、江蘇、浙江、上海等地。
需求
2011年中國(guó)CMC產(chǎn)能約為30萬(wàn)噸，隨著醫(yī)藥、食品、日化等行業(yè)對(duì)高品質(zhì)纖維素醚的需求不斷增長(zhǎng)，國(guó)內(nèi)對(duì)CMC以外的其它纖維素醚類產(chǎn)品的需求量越來(lái)越大，MC/HPMC的產(chǎn)能約為12萬(wàn)噸，HEC的產(chǎn)能約為2萬(wàn)噸。PAC在國(guó)內(nèi)尚處于推廣應(yīng)用階段，隨著大型海油田的開發(fā)，和建材、食品、化工等行業(yè)的發(fā)展，PAC用量和領(lǐng)域在逐年上升和拓寬，產(chǎn)能超過(guò)1萬(wàn)噸。
甲基纖維素
將精制棉經(jīng)堿處理后，以氯化甲烷作為醚化劑，經(jīng)過(guò)一系列反應(yīng)而制成纖維素醚。一般取代度為1.6~2.0，取代度不同溶解性也有不同。屬于非離子型纖維素醚。
(1)甲基纖維素可溶于冷水，熱水溶解會(huì)遇到困難，其水溶液在pH=3~12范圍內(nèi)非常穩(wěn)定。與淀粉、胍爾膠等以及許多表面活性劑相容性較好。當(dāng)溫度達(dá)到凝膠化溫度時(shí)，會(huì)出現(xiàn)凝膠現(xiàn)象。
(2)甲基纖維素的保水性取決于其添加量、黏度、顆粒細(xì)度及溶解速度。一般添加量大，細(xì)度小，黏度大，則保水率高。其中添加量對(duì)保水率影響最大，黏度的高低與保水率的高低不成正比關(guān)系。溶解速度主要取決于纖維素顆粒表面改性程度和顆粒細(xì)度。在以上幾種纖維素醚中，甲基纖維素和羥丙基甲基纖維素保水率較高。
(3)溫度的變化會(huì)嚴(yán)重影響甲基纖維素的保水率。一般溫度越高，保水性越差。如果砂漿溫度超過(guò)40℃，甲基纖維素的保水性會(huì)明顯變差，嚴(yán)重影響砂漿的施工性。
(4)甲基纖維素對(duì)砂漿的施工性和黏結(jié)性有明顯影響。這里的“黏結(jié)性”是指工人涂抹工具與墻體基材之間感到的黏結(jié)力，即砂漿的剪切阻力。黏著性大，砂漿的剪切阻力大，工人在使用過(guò)程中所需要的力量也大，砂漿的施工性就差。在纖維素醚產(chǎn)品中甲基纖維素黏結(jié)力處于中等水平。
羥丙基甲基纖維素
羥丙基甲基纖維素是產(chǎn)量、用量都在迅速增加的纖維素品種。是由精制棉經(jīng)堿化處理后，用環(huán)氧丙烷和氯甲烷作為醚化劑，通過(guò)一系列反應(yīng)而制成的非離子型纖維素混合醚。取代度一般為1.2~2.0.其性質(zhì)受甲氧基含量和羥丙基含量的比例不同而有差別。
(1)羥丙基甲基纖維素易溶于冷水，熱水溶解會(huì)遇到困難。但它在熱水中的凝膠化溫度要明顯高于甲基纖維素。在冷水中的溶解情況，較甲基纖維素也有大的改善。
(2)羥丙基甲基纖維素的黏度與其分子量的大小有關(guān)，分子量大則黏度高。溫度同樣會(huì)影響其黏度，溫度升高，黏度下降。但其黏度高溫度的影響比甲基纖維素低。其溶液在室溫下儲(chǔ)存是穩(wěn)定的。
(3)羥丙基甲基纖維素的保水性取決于其添加量、黏度等，其相同添量下的保水率高于甲基纖維素。
(4)羥丙基甲基纖維素對(duì)酸、堿具有穩(wěn)定性，其水溶液在pH=2~12范圍內(nèi)非常穩(wěn)定。苛性鈉和石灰水，對(duì)其性能也沒有太大影響，但堿能加快其溶解速度，并對(duì)黏度稍有提高。羥丙基甲基纖維素對(duì)一般鹽類具有穩(wěn)定性，但鹽溶液濃度高時(shí)，羥丙基甲基纖維素溶液黏度有增高的傾向。
(5)羥丙基甲基纖維素可與水溶性高分子化合物混用而成為均勻、黏度更高的溶液。如聚乙烯醇、淀粉醚、植物膠等。
(6)羥丙基甲基纖維素比甲基纖維素具有更好的抗酶性，其溶液酶降解的可能性低于甲基纖維素。
羥乙基纖維素
由精制棉經(jīng)堿處理后，在異丙醇的存在下，用環(huán)氧乙烷作醚化劑進(jìn)行反應(yīng)而制成。其取代度一般為1.5~2.0.具有較強(qiáng)的親水性，易于吸潮。
(1)羥乙基纖維素可溶于冷水中，熱水溶解較為困難。其溶液在高溫下穩(wěn)定，不具有凝膠性。在砂漿中高溫下可使用時(shí)間較長(zhǎng)，但保水性較甲基纖維素低。
(2)羥乙基纖維素對(duì)一般酸堿都具有穩(wěn)定性，堿能加快其溶解，并對(duì)黏度略有提高，其在水中分散性比甲基纖維素和羥丙基甲基纖維素略差。
(3)羥乙基纖維素對(duì)砂漿抗垂掛有好的性能，但對(duì)水泥的緩凝時(shí)間較長(zhǎng)。
(4)國(guó)內(nèi)一些企業(yè)生產(chǎn)的羥乙基纖維素，因含水量大，灰分高而導(dǎo)致其性能明顯低于甲基纖維素。
（5）羥乙基纖維素的水溶液霉變性比較嚴(yán)重，在40℃左右的溫度下，3~5天可發(fā)生霉變，影響它的使用性能。
羧甲基纖維素
由天然纖維(棉、等)經(jīng)過(guò)堿處理后，用一氯醋酸鈉作為醚化劑，經(jīng)過(guò)一系列反應(yīng)處理而制成離子型纖維素醚。其取代度一般為0.4~1.4，其性能受取代度影響較大。
(1)羧甲基纖維素吸濕性較大，一般條件儲(chǔ)存會(huì)含有較大水分。
(2)羧甲基纖維素水溶液不會(huì)產(chǎn)生凝膠，隨溫度升高而黏度下降，溫度超過(guò)50℃時(shí)，黏度不可逆。
(3)其穩(wěn)定性受pH影響較大。一般可用于石膏基砂漿中，不能用于水泥基砂漿中。在高堿性時(shí)，會(huì)失去黏度。
(4)其保水性遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于甲基纖維素。對(duì)石膏基砂漿有緩凝作用，并降低其強(qiáng)度。但羧甲基纖維素價(jià)格明顯低于甲基纖維素。[1]
纖維素烷基醚
有代表性的為甲基纖維素和乙基纖維素。工業(yè)生產(chǎn)一般以氯甲烷或氯乙烷為醚化劑，反應(yīng)如下：
式中R代表CH3或C2H5。堿濃度不僅影響醚化度, 而且對(duì)烷基鹵化物的消耗也有影響。堿濃度愈低，烷基鹵化物水解愈烈。為減少醚化劑的消耗，必須提高堿濃度。但堿濃度過(guò)高時(shí)，使纖維素的溶脹作用降低，不利于醚化反應(yīng)，醚化度因之降低。為此，可在反應(yīng)過(guò)程中添加濃堿液或固體堿。反應(yīng)器應(yīng)具有良好的攪拌和撕裂裝置，使堿能均勻分布。
甲基纖維素廣泛用作增稠劑、膠粘劑和保護(hù)膠體等。也可用作乳液聚合的分散劑、種子的粘合分散劑、紡織漿料、食品和化妝品的添加劑、醫(yī)藥膠粘劑、藥物包衣材料和用于乳膠漆、印刷油墨、陶瓷生產(chǎn)，以及混入水泥中用以控制凝固時(shí)間和增加初期強(qiáng)度等。 乙基纖維素制品有較高的機(jī)械強(qiáng)度、柔韌性、耐熱性和抗寒性。低取代乙基纖維素可溶于水和稀堿溶液，高取代產(chǎn)品可溶于大多數(shù)有機(jī)溶劑。它與各種樹脂和增塑劑都有很好的相容性?？捎糜谥圃焖芰?、薄膜、清漆、膠粘劑、乳膠和藥物的包衣材料等。 向纖維素烷基醚內(nèi)引入羥烷基可改善其溶解性，降低它對(duì)鹽析的敏感性，提高凝膠化溫度和改善熱熔性等。上述性質(zhì)的改變程度隨取代基性質(zhì)和烷基與羥烷基的比例而異。
纖維素羥烷基醚
有代表性的為羥乙基纖維素和羥丙基纖維素。醚化劑為環(huán)氧物，如環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷。用酸或堿為催化劑。工業(yè)生產(chǎn)是使堿纖維素與醚化劑反應(yīng)：高取代值的羥乙基纖維素既溶于冷水，也溶于熱水。高取代值的羥丙基纖維素只溶于冷水而不溶于熱水。羥乙基纖維素可用作膠乳涂料的增稠劑、紡織印染漿料、造紙膠料、膠粘劑和保護(hù)膠體等。羥丙基纖維素的用途與羥乙基纖維素相似，低取代值的羥丙基纖維素可用作醫(yī)藥賦形劑，可兼?zhèn)湔澈虾捅澜鈨煞N性能。
羧甲基纖維素 英文縮寫CMC,一般以鈉鹽的形式存在。醚化劑為一氯乙酸，反應(yīng)如下：
羧甲基纖維素是一種應(yīng)用最廣的水溶性纖維素醚。過(guò)去主要用作鉆井泥漿，現(xiàn)已擴(kuò)展到用作洗滌劑的添加劑、衣物漿料、乳膠漆、紙板和紙的涂層等。純制的羧甲基纖維素可用于食品、醫(yī)藥、化妝品，還可作為陶瓷和鑄模的膠粘劑。
聚陰離子纖維素(PAC)分子結(jié)構(gòu)圖
聚陰離子纖維素（PAC）屬離子型纖維素醚類，是羧甲基纖維素（CMC）的高端替代產(chǎn)品。是一種白色、類白色或微黃色的粉末或顆粒，無(wú)毒、無(wú)味，易溶解于水，形成具有一定粘度的透明溶液，具有更好的耐熱穩(wěn)定性和耐鹽性，抗菌性強(qiáng)，不發(fā)霉變質(zhì)。具有高純度、高取代度、取代基分布均勻等特點(diǎn)?？勺鳛檎辰Y(jié)劑、增稠劑、流變調(diào)節(jié)劑、降失水劑、懸浮穩(wěn)定劑等。聚陰離子纖維素（PAC）廣泛應(yīng)用于CMC可應(yīng)用的所有行業(yè)，可大幅減少用量，方便使用，提供更好的穩(wěn)定性能和滿足更高的工藝要求。
氰乙基纖維素 是在堿的催化下，纖維素與丙烯腈反應(yīng)的生成物：
氰乙基纖維素介電常數(shù)高，損耗系數(shù)低，可用作磷和電發(fā)光燈具的樹脂基質(zhì)。低取代的氰乙基纖維素可作變壓器的絕緣紙。
纖維素的高級(jí)脂肪醇醚、烯基醚和芳香醇醚等均已制得，但未獲實(shí)際應(yīng)用。
纖維素醚的制備方法可以分為水媒法、溶媒法、捏合法、於漿法、氣固法、液相法以及以上幾種方法的組合工藝。
3制備原理編輯
將高α-纖維素漿粕用堿溶液浸漬使之溶脹，以破壞較多的氫鍵，便于試劑擴(kuò)散并生成堿纖維素，然后再與醚化劑反應(yīng)，即可制得纖維素醚。醚化劑有烴基鹵化物（或硫酸酯）、環(huán)氧化物和具有受電子體的α、β不飽和化合物等。
4基本性能編輯
外加劑對(duì)建筑干混砂漿性能的改善具有關(guān)鍵性作用，在干混砂漿中占材料成本40%以上。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)相當(dāng)一部分外加劑由國(guó)外制造商供應(yīng)，產(chǎn)品的參考用量也由供應(yīng)商提供。由此導(dǎo)致了干混砂漿產(chǎn)品成本居高不下，量大面廣的普通砌筑和抹灰砂漿推廣困難。高端市場(chǎng)產(chǎn)品由國(guó)外公司控制，干混砂漿生產(chǎn)廠商利潤(rùn)低，價(jià)格承受能力差;外加劑的應(yīng)用缺乏系統(tǒng)性、針對(duì)性研究，盲從國(guó)外配方。
保水劑是改善干混砂漿保水性能的關(guān)鍵外加劑，也是決定干混砂漿材料成本的關(guān)鍵外加劑之一。纖維素醚的主要作用就是保水。
纖維素醚是堿纖維素與醚化劑在一定條件下反應(yīng)生成一系列產(chǎn)物的總稱。堿纖維素被不同的醚化劑取代而得到不同的纖維素醚。按取代基的電離性能，纖維素醚可分為離子型(如羧甲基纖維素)和非離子型(如甲基纖維素)兩大類。按取代基的種類，纖維素醚可分為單醚(如甲基纖維素)和混合醚(如羥丙基甲基纖維素)。按可溶解性不同，可分為水溶性(如羥乙基纖維素)和有機(jī)溶劑溶解性(如乙基纖維素)等。干混砂漿主要用水溶性纖維素，水溶性纖維素又分為速溶型和經(jīng)過(guò)表面處理的延遲溶解型。
(1)砂漿內(nèi)的纖維素醚在水中溶解后，由于表面活性作用保證了膠凝材料在體系中有效地均勻分布，而纖維素醚作為一種保護(hù)膠體，“包裹”住固體顆粒，并在其外表面形成一層潤(rùn)滑膜，使砂漿體系更穩(wěn)定，也提高了砂漿在攪拌過(guò)程的流動(dòng)性和施工的滑爽性。
(2)纖維素醚溶液由于自身分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使砂漿中的水分不易失去，并在較長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)逐步釋放，賦予砂漿良好的保水性和工作性。
纖維素醚是由纖維素制成的具有醚結(jié)構(gòu)的高分子化合物。纖維素大分子中每個(gè)葡萄糖基環(huán)含有三個(gè)羥基，第六碳原子上的伯羥基、第二、三個(gè)碳原子上的仲羥基，羥基中的氫被烴基取代而生成纖維素點(diǎn)擊此處添加圖片說(shuō)明醚類衍生物。是纖維素高分子中羥基的氫被烴基取代的生成物。
中國(guó)產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)發(fā)布的《2013-2017年中國(guó)醫(yī)藥食品級(jí)纖維素醚行業(yè)運(yùn)營(yíng)態(tài)勢(shì)與發(fā)展前景研究報(bào)告》[2] 共十二章。首先介紹了中國(guó)化工行業(yè)運(yùn)行情況、中國(guó)醫(yī)藥食品級(jí)纖維素醚產(chǎn)業(yè)運(yùn)行環(huán)境等，接著分析了中國(guó)醫(yī)藥食品級(jí)纖維素醚產(chǎn)業(yè)運(yùn)行的現(xiàn)狀，然后介紹了中國(guó)醫(yī)藥食品級(jí)纖維素醚產(chǎn)品的營(yíng)銷情況。隨后，報(bào)告對(duì)中國(guó)醫(yī)藥食品級(jí)纖維素醚做了重點(diǎn)企業(yè)經(jīng)營(yíng)狀況分析，最后分析了中國(guó)醫(yī)藥食品級(jí)纖維素醚產(chǎn)品市場(chǎng)前景預(yù)測(cè)。您若想對(duì)醫(yī)藥食品級(jí)纖維素醚產(chǎn)業(yè)有個(gè)系統(tǒng)的了解或者想投資醫(yī)藥食品級(jí)纖維素醚行業(yè)，本報(bào)告是您不可或缺的重要工具。
本研究報(bào)告數(shù)據(jù)主要采用國(guó)家統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，海關(guān)總署，問(wèn)卷調(diào)查數(shù)據(jù)，商務(wù)部采集數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)庫(kù)。其中宏觀經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)主要來(lái)自國(guó)家統(tǒng)計(jì)局，部分行業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)主要來(lái)自國(guó)家統(tǒng)計(jì)局及市場(chǎng)調(diào)研數(shù)據(jù)，企業(yè)數(shù)據(jù)主要來(lái)自于國(guó)家統(tǒng)計(jì)局規(guī)模企業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)及證券交易所等，價(jià)格數(shù)據(jù)主要來(lái)自于各類市場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)。
