1 Giriş
Hazırda hazırlanmasında istifadə olunan əsas xammalsellüloza efiripambıqdır və onun istehsalı azalır, qiyməti də artır;
Bundan əlavə, xlorosirkə turşusu (yüksək zəhərli) və etilen oksidi (kanserogen) kimi geniş istifadə olunan eterifikasiyaedici maddələr də insan orqanizmi və ətraf mühit üçün daha zərərlidir. Kitab
Bu fəsildə, ikinci fəsildə çıxarılan nisbi təmizliyi 90%-dən çox olan şam sellülozası xammal kimi, əvəzedicilər kimi isə natrium xloroasetat və 2-xloroetanol istifadə olunur.
Yüksək zəhərli xlorosirkə turşusunun eterləşdirici maddə kimi istifadə edilməsi, anionkarboksimetilsellüloza (CMC), qeyri-ion hidroksietil sellüloza hazırlanmışdır.
Sellüloza (HEC) və qarışıq hidroksietil karboksimetil sellüloza (HECMC) üç sellüloza efirləri. tək faktorlu
Üç sellüloza efirinin hazırlanma texnikaları təcrübələr və ortoqonal təcrübələr vasitəsilə optimallaşdırılmış və sintez edilmiş sellüloza efirləri FT-IR, XRD, H-NMR və s. ilə xarakterizə edilmişdir.
Sellüloza eterifikasiyasının əsasları
Sellüloza eterifikasiyası prinsipini iki hissəyə bölmək olar. Birinci hissə qələviləşmə prosesidir, yəni sellülozanın qələviləşmə reaksiyası zamanı baş verir.
NaOH məhlulunda bərabər şəkildə dağılmış şam sellülozası mexaniki qarışdırmanın təsiri altında və suyun genişlənməsi ilə şiddətlə şişir.
Çox miqdarda NaOH kiçik molekulları şam sellülozasının içinə nüfuz etdi və qlükoza struktur vahidinin halqasındakı hidroksil qrupları ilə reaksiyaya girdi.
Efirləşmə reaksiyasının aktiv mərkəzi olan qələvi sellüloza əmələ gətirir.
İkinci hissə eterifikasiya prosesidir, yəni qələvi şəraitdə aktiv mərkəzlə natrium xloroasetat və ya 2-xloroetanol arasında baş verən reaksiya və nəticədə
Eyni zamanda, eterifikasiyaedici maddə olan natrium xloroasetat və 2-xloroetanol da qələvi şəraitdə müəyyən dərəcədə su əmələ gətirəcək.
Yan reaksiyalar müvafiq olaraq natrium qlikolat və etilen qlikol əmələ gətirmək üçün həll olunur.
2 Şam sellülozasının konsentratlaşdırılmış qələvi dekristallaşması ilə əvvəlcədən emal edilməsi
Əvvəlcə deionlaşdırılmış su ilə müəyyən bir konsentrasiyalı NaOH məhlulu hazırlayın. Daha sonra müəyyən bir temperaturda 2 q şam lifi
Vitamin müəyyən həcmdə NaOH məhlulunda həll olunur, bir müddət qarışdırılır və sonra istifadə üçün süzülür.
Cihaz Modeli İstehsalçısı
Dəqiq pH Ölçüsü
Kollektor tipli sabit temperaturlu qızdırıcı maqnit qarışdırıcı
Vakuum qurutma sobası
Elektron balans
Dövriyyəli su tipli çoxməqsədli vakuum nasosu
Furye Transform İnfraqırmızı Spektrometri
Rentgen difraktometri
Nüvə Maqnit Rezonans Spektrometri
Hangzhou Aolinong Alətləri MMC
Hangzhou Huichuang Alət Avadanlıqları MMC
Şanxay Jinghong Eksperimental Avadanlıqları MMC
METTLER TOLEDO Instruments (Shanghai) Co., Ltd.
Hangzhou David Elm və Təhsil Aləti MMC
American Thermo Fisher Co., Ltd.
Amerika Termoelektrik İsveçrə ARL Şirkəti
İsveçrə şirkəti BRUKER
35
CMC-lərin hazırlanması
Xammal kimi qatılaşdırılmış qələvi dekristallaşması ilə əvvəlcədən işlənmiş şam ağacı qələvi sellülozasından, həlledici kimi etanoldan və eterifikasiya kimi natrium xloroasetatdan istifadə etməklə
Daha yüksək DS-li CMC iki dəfə qələvi və iki dəfə eterifikasiyaedici maddə əlavə edilməklə hazırlanmışdır. Dörd boğazlı kolbaya 2 q şam ağacı qələvi sellülozası əlavə edin, sonra müəyyən miqdarda etanol həlledicisi əlavə edin və 30 dəqiqə yaxşıca qarışdırın.
təxminən, beləliklə qələvi sellüloza tam dağılır. Daha sonra müəyyən miqdarda qələvi maddəsi və natrium xloroasetat əlavə edərək müəyyən bir eterifikasiya temperaturunda bir müddət reaksiyaya girin.
Vaxt keçdikdən sonra, ikinci dəfə qələvi maddə və natrium xloroasetat əlavə edilir və ardınca bir müddət eterifikasiya aparılır. Reaksiya bitdikdən sonra soyudun və sonra soyudun.
Müvafiq miqdarda buzlaq sirkə turşusu ilə neytrallaşdırın, sonra süzün, yuyun və qurudun.
HEC-lərin hazırlanması
Xammal kimi konsentratlaşdırılmış qələvi dekristallaşması ilə əvvəlcədən işlənmiş şam ağacı qələvi sellülozasından, həlledici kimi etanoldan və eterifikasiya kimi 2-xloroetanoldan istifadə
Daha yüksək MS-li HEC iki dəfə qələvi və iki dəfə eterifikasiyaedici maddə əlavə edilməklə hazırlanmışdır. Dörd boğazlı kolbaya 2 q şam ağacı qələvi sellülozası əlavə edin və müəyyən həcmdə 90% (həcm hissəsi) etanol əlavə edin, qarışdırın.
Tamamilə dağılmaq üçün bir müddət qarışdırın, sonra müəyyən miqdarda qələvi əlavə edin və yavaş-yavaş qızdırın, müəyyən bir həcmdə 2-
Xloroetanol, bir müddət sabit temperaturda efirləşdirilir və sonra bir müddət efirləşməyə davam etmək üçün qalan natrium hidroksid və 2-xloroetanol əlavə edilir.
Reaksiya başa çatdıqdan sonra müəyyən miqdarda buzlaq sirkə turşusu ilə neytrallaşdırın və sonda şüşə filtr (G3) ilə süzün, yuyun və qurudun.
HEMCC-nin hazırlanması
3.2.3.4-də hazırlanmış HEC-dən xammal, etanol reaksiya mühiti və natrium xloroasetatdan efirləşdirici maddə kimi istifadə etməklə hazırlanmaq
HECMC. Xüsusi proses belədir: müəyyən miqdarda HEC götürün, onu 100 ml dördboğazlı kolbaya qoyun və sonra müəyyən miqdarda həcm əlavə edin.
90% etanol, tam dağılması üçün bir müddət mexaniki olaraq qarışdırın, qızdırıldıqdan sonra müəyyən miqdarda qələvi əlavə edin və yavaş-yavaş əlavə edin
Natrium xloroasetat, sabit temperaturda eterifikasiya müəyyən bir müddətdən sonra başa çatır. Reaksiya başa çatdıqdan sonra onu neytrallaşdırmaq üçün buzlaq sirkə turşusu ilə neytrallaşdırın, sonra şüşə filtrdən (G3) istifadə edin.
Sorma filtrasiyasından sonra yuyulur və qurudulur.
Sellüloza efirlərinin təmizlənməsi
Sellüloza efirinin hazırlanması prosesində bəzi əlavə məhsullar, əsasən qeyri-üzvi duz natrium xlorid və digərləri istehsal olunur
çirklər. Sellüloza efirinin keyfiyyətini artırmaq üçün əldə edilən sellüloza efiri üzərində sadə təmizləmə aparılmışdır. Çünki onlar sudadırlar.
Müxtəlif həllolma qabiliyyətləri mövcuddur, buna görə də təcrübədə hazırlanmış üç sellüloza efirini təmizləmək üçün müəyyən həcmdə hidratlaşdırılmış etanol istifadə olunur.
dəyişiklik.
Müəyyən bir keyfiyyətlə hazırlanmış sellüloza efir nümunəsini bir stəkana qoyun, əvvəlcədən 60 ℃ ~ 65 ℃-yə qədər qızdırılmış müəyyən miqdarda 80% etanol əlavə edin və sabit temperaturlu qızdırıcı maqnit qarışdırıcıda 60 ℃ ~ 65 ℃-də mexaniki qarışdırmanı 10 ℃ ərzində saxlayın. Süpernatantı qurumağa aparın.
Təmiz bir stəkanda xlorid ionlarını yoxlamaq üçün gümüş nitratdan istifadə edin. Ağ çöküntü varsa, onu şüşə filtrdən süzün və bərk maddəni götürün.
1 damcı AgNO3 məhlulu əlavə edildikdən sonra filtrat ağ çöküntü əmələ gətirməyənə, yəni təmizləmə və yuma tamamlanana qədər bədən hissəsi üçün əvvəlki addımları təkrarlayın.
36
(əsasən reaksiya məhsulu NaCl-ni çıxarmaq üçün). Sormadan sonra süzülür, qurudulur, otaq temperaturuna qədər soyudulur və çəkilir.
kütlə, q
Sellüloza Eterləri üçün Test və Xarakterizasiya Metodları
Əvəzetmə Dərəcəsinin (ƏD) və Molar Əvəzetmə Dərəcəsinin (ƏD) Təyin Edilməsi
DS-nin təyini: Əvvəlcə təmizlənmiş və qurudulmuş sellüloza efir nümunəsindən 0,2 q (0,1 mq-a qədər dəqiqliklə) çəkin, həll edin
80 ml distillə edilmiş su, 30℃~40℃ temperaturda sabit temperaturlu su hamamında 10 dəqiqə qarışdırılır. Daha sonra sulfat turşusu məhlulu və ya NaOH məhlulu ilə tənzimlənir.
Məhlulun pH dəyəri 8-ə çatana qədər məhlulun pH səviyyəsini tənzimləyin. Daha sonra pH ölçən elektrodla təchiz olunmuş stəkanda standart sulfat turşusu məhlulundan istifadə edin.
Qarışdırma şəraitində titrləmək üçün məhlulun pH dəyəri 3,74-ə uyğunlaşdırıldıqda titrləmə zamanı pH metr göstəricisinə əməl edin.
Titrləmə başa çatır. Bu zaman istifadə olunan sulfat turşusu standart məhlulunun həcminə diqqət yetirin.
Nəsil:
Üst proton ədədlərinin və hidroksietil qrupunun cəmi
Üst protonların sayının nisbəti; I7 hidroksietil qrupundakı metilen qrupunun kütləsidir
Proton rezonans pikinin intensivliyi; sellüloza qlükoza vahidində 5 metin qrupunun və bir metilen qrupunun proton rezonans pikinin intensivliyidir.
Cəm.
Üç sellüloza efiri olan CMC, HEC və HEECMC-nin infraqırmızı xarakteristika sınağı üçün təsvir edilmiş sınaq üsulları
Hüquq
3.2.4.3 XRD testi
Üç Sellüloza Efiri CMC, HEC və HEECMC-nin Rentgen Difraksiya Analizinin Xarakteristika Testi
təsvir edilən test üsulu.
3.2.4.4 H-NMR-in sınaqdan keçirilməsi
HEC-in H NMR spektrometri BRUKER tərəfindən istehsal olunmuş Avance400 H NMR spektrometri ilə ölçülmüşdür.
Deuterləşdirilmiş dimetil sulfoksid həlledici kimi istifadə edilərək, məhlul maye hidrogen NMR spektroskopiyası ilə sınaqdan keçirildi. Test tezliyi 75.5MHz idi.
İsti, məhlul 0,5 ml-dir.
3.3 Nəticələr və Təhlil
3.3.1 CMC hazırlıq prosesinin optimallaşdırılması
İkinci fəsildə çıxarılan şam sellülozasından xammal kimi və natrium xloroasetatdan efirləşdirici maddə kimi istifadə edilərək tək faktorlu təcrübə metodu qəbul edildi,
CMC-nin hazırlanma prosesi optimallaşdırıldı və təcrübənin ilkin dəyişənləri Cədvəl 3.3-də göstərildiyi kimi təyin edildi. Aşağıdakı HEC hazırlanma prosesidir.
İncəsənətdə müxtəlif amillərin təhlili.
Cədvəl 3.3 İlkin Faktor Dəyərləri
Faktor İlkin dəyər
Əvvəlcədən müalicə qələviləşdirmə temperaturu/℃ 40
Əvvəlcədən müalicə qələviləşdirmə müddəti/saat 1
Müalicədən əvvəl bərk-maye nisbəti/(q/ml) 1:25
Əvvəlcədən müalicə qələvi konsentrasiyası/% 40
38
Birinci mərhələdə eterifikasiya temperaturu/℃ 45
Birinci mərhələli eterifikasiya müddəti/saat 1
İkinci mərhələ eterifikasiya temperaturu/℃ 70
İkinci mərhələ eterifikasiya müddəti/saat 1
Eterifikasiya mərhələsində əsas doza/q 2
Efirləşmə mərhələsində eterləşdirici maddənin miqdarı/q 4.3
Efirləşdirilmiş bərk-maye nisbəti/(q/ml) 1:15
3.3.1.1 Müalicədən əvvəlki qələviləşmə mərhələsində müxtəlif amillərin CMC əvəzetmə dərəcəsinə təsiri
1. Əvvəlcədən müalicə qələviləşmə temperaturunun CMC-nin əvəzetmə dərəcəsinə təsiri
Digər amillərin ilkin dəyərlər kimi təyin edilməsi halında, əvvəlcədən qələviləşmə temperaturunun əldə edilmiş CMC-də əvəzetmə dərəcəsinə təsirini nəzərə almaq üçün,
Şərtlər daxilində, müalicədən əvvəlki qələviləşmə temperaturunun CMC əvəzetmə dərəcəsinə təsiri müzakirə olunur və nəticələr Şəkil 1-də göstərilib.
Əvvəlcədən müalicə qələviləşdirmə temperaturu / ℃
Əvvəlcədən müalicənin qələviləşdirmə temperaturunun CMC əvəzetmə dərəcəsinə təsiri
Göründüyü kimi, CMC-nin əvəzetmə dərəcəsi əvvəlcədən müalicənin qələviləşmə temperaturunun artması ilə artır və qələviləşmə temperaturu 30 °C-dir.
Yuxarıda göstərilən əvəzetmə dərəcələri temperatur artdıqca azalır. Bunun səbəbi qələviləşmə temperaturunun çox aşağı olması və molekulların daha az aktiv olması və
Sellülozanın kristal sahəsini təsirli şəkildə məhv edir, bu da eterifikasiya mərhələsində eterifikasiya agentinin sellülozanın içinə daxil olmasını çətinləşdirir və reaksiya dərəcəsi nisbətən yüksəkdir.
aşağı olur və nəticədə məhsulun əvəzlənməsi daha aşağı olur. Lakin, qələviləşmə temperaturu çox yüksək olmamalıdır. Temperatur artdıqca, yüksək temperatur və güclü qələvi təsiri altında,
Sellüloza oksidləşdirici parçalanmaya meyllidir və məhsul CMC-nin əvəzetmə dərəcəsi azalır.
2. Müalicədən əvvəl qələviləşmə müddətinin CMC əvəzetmə dərəcəsinə təsiri
Əvvəlcədən müalicə zamanı qələviləşmə temperaturunun 30 °C olması və digər amillərin ilkin dəyərlər olması şərti ilə, əvvəlcədən müalicə zamanı qələviləşmə müddətinin CMC-yə təsiri müzakirə olunur.
Əvəzetmənin təsiri. Əvəzetmə dərəcəsi
Əvvəlcədən müalicə qələviləşdirmə müddəti/saat
Müalicədən əvvəl qələviləşmə vaxtının təsiriCMCəvəzetmə dərəcəsi
Toplama prosesinin özü nisbətən sürətlidir, lakin qələvi məhlulunun lifdə müəyyən bir diffuziya vaxtına ehtiyacı var.
Göründüyü kimi, qələviləşmə müddəti 0,5-1,5 saat olduqda, məhsulun əvəzetmə dərəcəsi qələviləşmə müddətinin artması ilə artır.
Əldə edilən məhsulun əvəzetmə dərəcəsi 1,5 saat ərzində ən yüksək olub və əvəzetmə dərəcəsi 1,5 saatdan sonra vaxt artdıqca azalıb. Bu,
Bu, qələviləşmənin əvvəlində, qələviləşmə müddətinin uzanması ilə qələvilərin sellülozaya daha kifayət qədər nüfuz etməsi ilə bağlı ola bilər ki, lif
Əsas struktur daha rahatdır, efirləşdirici maddəni və aktiv mühiti artırır
Yazı vaxtı: 26 aprel 2024