1 Uvod
Trenutno, glavna sirovina koja se koristi u pripremicelulozni eterje pamuk, a njegova proizvodnja opada, a cijena također raste;
Štaviše, često korištena sredstva za eterifikaciju poput hloroctene kiseline (vrlo toksična) i etilen oksida (kancerogena) također su štetnija za ljudski organizam i okoliš. Knjiga
U ovom poglavlju, borova celuloza relativne čistoće veće od 90% ekstrahovana u drugom poglavlju koristi se kao sirovina, a natrijum hloroacetat i 2-hloroetanol se koriste kao zamjene.
Korištenje visokotoksične hlorosirćetne kiseline kao eterificirajućeg sredstva, anionskekarboksimetil celuloza (CMC), pripremljena je nejonska hidroksietil celuloza.
Celuloza (HEC) i miješana hidroksietil karboksimetil celuloza (HECMC) tri celulozna etera. Jedan faktor
Tehnike pripreme tri celulozna etera optimizirane su pomoću eksperimenata i ortogonalnih eksperimenata, a sintetizirani celulozni eteri okarakterizirani su FT-IR, XRD, H-NMR itd.
Osnove eterifikacije celuloze
Princip eterifikacije celuloze može se podijeliti na dva dijela. Prvi dio je proces alkalizacije, odnosno tokom reakcije alkalizacije celuloze,
Ravnomjerno dispergirana u rastvoru NaOH, borova celuloza snažno bubri pod djelovanjem mehaničkog miješanja i širenjem vode.
Velika količina malih molekula NaOH prodrla je u unutrašnjost borove celuloze i reagirala s hidroksilnim grupama na prstenu strukturne jedinice glukoze.
Generira alkalnu celulozu, aktivni centar reakcije eterifikacije.
Drugi dio je proces eterifikacije, odnosno reakcija između aktivnog centra i natrijum hloroacetata ili 2-hloroetanola pod alkalnim uslovima, što rezultira...
Istovremeno, eterifikacijsko sredstvo natrijum hloroacetat i 2-hloroetanol će također proizvesti određeni stepen vode pod alkalnim uslovima.
Nuspojave se razrješavaju stvaranjem natrijum glikolata i etilen glikola, respektivno.
2. Predobrada borove celuloze koncentriranom alkalnom dekristalizacijom
Prvo, pripremite određenu koncentraciju rastvora NaOH sa deionizovanom vodom. Zatim, na određenoj temperaturi, 2 g borovih vlakana
Vitamin se rastvara u određenoj zapremini rastvora NaOH, miješa određeno vrijeme, a zatim filtrira za upotrebu.
Proizvođač modela instrumenta
Precizni pH metar
Kolektorska magnetska miješalica s konstantnom temperaturom zagrijavanja
Vakuumska sušionica
Elektronska vaga
Višenamjenska vakuumska pumpa s cirkulacijom vode
Infracrveni spektrometar s Fourierovom transformacijom
Rendgenski difraktometar
Spektrometar nuklearne magnetne rezonancije
Hangzhou Aolilong Instrument Co., Ltd.
Hangzhou Huichuang Instrument Equipment Co., Ltd.
Šangajska kompanija za eksperimentalnu opremu Jinghong, d.o.o.
METTLER TOLEDO Instruments (Šangaj) d.o.o.
Hangzhou David, proizvođač instrumenata za nauku i obrazovanje, d.o.o.
Američki Thermo Fisher Co., Ltd.
Američka termoelektrična švicarska kompanija ARL
Švicarska kompanija BRUKER
35
Priprema CMC-a
Korištenje alkalne celuloze od borovog drveta prethodno tretirane dekristalizacijom koncentrovanih alkalija kao sirovine, korištenje etanola kao rastvarača i korištenje natrijum hloroacetata za eterifikaciju
CMC sa višim DS je pripremljen dvostrukim dodavanjem alkalije i dvostrukim dodavanjem eterificirajućeg sredstva. Dodati 2 g alkalne celuloze od borovog drveta u tikvicu sa četiri grla, zatim dodati određenu količinu etanola kao rastvarača i dobro miješati 30 minuta.
otprilike, tako da se alkalna celuloza potpuno disperguje. Zatim se doda određena količina alkalnog sredstva i natrijum hloroacetata da reaguje određeno vrijeme na određenoj temperaturi eterifikacije.
Nakon određenog vremena, slijedi drugi dodatak alkalnog sredstva i natrijum hloroacetata, nakon čega slijedi eterifikacija tokom određenog vremenskog perioda. Nakon završetka reakcije, ohladite i ohladite, a zatim
Neutralizirati odgovarajućom količinom glacijalne sirćetne kiseline, zatim filtrirati usisavanjem, isprati i osušiti.
Priprema HEC-ova
Korištenje alkalne celuloze od borovog drveta prethodno tretirane koncentriranom alkalnom dekristalizacijom kao sirovine, etanola kao rastvarača i 2-kloroetanola za eterifikaciju
HEC sa višim MS je pripremljen dvostrukim dodavanjem alkalije i dva puta eterifikacijskog sredstva. Dodati 2 g alkalne celuloze od borovog drveta u tikvicu sa četiri grla i dodati određenu količinu 90% (volumenski udio) etanola, promiješati.
Miješajte određeno vrijeme da se potpuno disperguje, zatim dodajte određenu količinu alkalije i polako zagrijavajte, dodajte određenu količinu 2-
Hloroetanol, eterificiran na konstantnoj temperaturi tokom određenog vremenskog perioda, a zatim dodani preostali natrijum hidroksid i 2-hloroetanol da bi se nastavila eterifikacija tokom određenog vremenskog perioda.
Nakon završetka reakcije, neutralizirati određenom količinom glacijalne sirćetne kiseline, te na kraju filtrirati kroz stakleni filter (G3), isprati i osušiti.
Priprema HEMCC-a
Korištenjem HEC pripremljenog u 3.2.3.4 kao sirovine, etanola kao reakcijskog medija i natrijum hloroacetata kao eterificirajućeg sredstva za pripremu
HECMC. Specifičan postupak je: uzeti određenu količinu HEC-a, staviti je u tikvicu sa četiri grla od 100 mL, a zatim dodati određenu količinu volumena
90% etanola, mehanički miješati određeno vrijeme da se potpuno dispergira, nakon zagrijavanja dodati određenu količinu alkalije i polako dodati
Natrijum hloroacetat, eterifikacija na konstantnoj temperaturi završava nakon određenog vremenskog perioda. Nakon završetka reakcije, neutralizira se ledenom sirćetnom kiselinom, a zatim se koristi stakleni filter (G3).
Nakon usisne filtracije, pranja i sušenja.
Pročišćavanje celuloznih etera
U procesu pripreme celuloznog etera često se proizvode neki nusproizvodi, uglavnom neorganska sol natrijum hlorid i neki drugi
nečistoće. Kako bi se poboljšao kvalitet celuloznog etera, provedeno je jednostavno pročišćavanje dobijenog celuloznog etera. jer se nalaze u vodi
Postoje različite topljivosti, tako da eksperiment koristi određeni volumenski udio hidratiziranog etanola za pročišćavanje pripremljenih triju celuloznih etera.
promjena.
Uzorak celuloznog etra pripremljen određene kvalitete stavite u čašu, dodajte određenu količinu 80%-tnog etanola prethodno zagrijanog na 60 ℃ ~ 65 ℃ i održavajte mehaničko miješanje na 60 ℃ ~ 65 ℃ na magnetnoj miješalici s konstantnom temperaturom tokom 10 ℃ minuta. Supernatant ostavite da se osuši.
U čistoj čaši, koristite srebro nitrat da provjerite prisustvo hloridnih iona. Ako se pojavi bijeli talog, filtrirajte ga kroz stakleni filter i izvadite čvrstu supstancu.
Ponovite prethodne korake za dio tijela, sve dok filtrat nakon dodavanja 1 kapi rastvora AgNO3 ne bude imao bijeli talog, odnosno dok se pročišćavanje i pranje ne završe.
36
u (uglavnom za uklanjanje nusprodukta reakcije NaCl). Nakon usisavanja, filtracije, sušenja, hlađenja na sobnu temperaturu i vaganja.
masa, g.
Metode ispitivanja i karakterizacije celuloznih etera
Određivanje stepena supstitucije (DS) i molarnog stepena supstitucije (MS)
Određivanje DS: Prvo, izvagati 0,2 g (tačno do 0,1 mg) pročišćenog i osušenog uzorka celuloznog etra, rastvoriti ga u
80 ml destilovane vode, miješano u vodenom kupatilu konstantne temperature na 30℃~40℃ tokom 10 minuta. Zatim se dotjera rastvorom sumporne kiseline ili rastvorom NaOH.
pH rastvora dok pH rastvora ne dostigne 8. Zatim u čaši opremljenoj pH metrom, koristite standardni rastvor sumporne kiseline.
Za titraciju, uz miješanje, pratite očitavanje pH metra tokom titracije, kada se pH vrijednost rastvora podesi na 3,74.
Titracija je završena. Zabilježite količinu standardnog rastvora sumporne kiseline koji je u ovom trenutku upotrijebljen.
Generacija:
Zbir gornjih protonskih brojeva i hidroksietil grupe
Odnos broja gornjih protona; I7 je masa metilenske grupe na hidroksietil grupi
Intenzitet protonskog rezonantnog vrha; predstavlja intenzitet protonskog rezonantnog vrha 5 metinskih grupa i jedne metilenske grupe na celulozno-glukoznoj jedinici
Suma.
Metode ispitivanja opisane za ispitivanje infracrvene karakterizacije tri celulozna etera: CMC, HEC i HEECMC
Pravo
3.2.4.3 Rendgenski difrakcijski test
Ispitivanje karakterizacije tri celulozna etera CMC, HEC i HEECMC rendgenskom difrakcijskom analizom
opisana metoda ispitivanja.
3.2.4.4 Ispitivanje H-NMR-a
H NMR spektrometar HEC-a mjeren je pomoću Avance400 H NMR spektrometra proizvođača BRUKER.
Korištenjem deuteriranog dimetil sulfoksida kao rastvarača, rastvor je testiran NMR spektroskopijom tečnog vodonika. Frekvencija ispitivanja bila je 75,5 MHz.
Toplo, rastvor je 0,5 mL.
3.3 Rezultati i analiza
3.3.1 Optimizacija procesa pripreme CMC-a
Koristeći borovu celulozu ekstrahovanu u drugom poglavlju kao sirovinu, i koristeći natrijum hloroacetat kao eterifikaciono sredstvo, usvojena je metoda jednofaktorskog eksperimenta,
Proces pripreme CMC-a je optimizovan, a početne varijable eksperimenta su postavljene kao što je prikazano u Tabeli 3.3. Slijedi proces pripreme HEC-a.
U umjetnosti, analiza različitih faktora.
Tabela 3.3 Početne vrijednosti faktora
Faktor Početna vrijednost
Temperatura alkaliziranja predtretmana/℃ 40
Vrijeme alkaliziranja predtretmana/h 1
Odnos čvrste i tečne materije pre tretmana/(g/mL) 1:25
Koncentracija lužine prije obrade/% 40
38
Temperatura eterifikacije u prvoj fazi/℃ 45
Vrijeme eterifikacije prvog stepena/h 1
Temperatura eterifikacije u drugoj fazi/℃ 70
Vrijeme eterifikacije druge faze/h 1
Osnovna doza u fazi eterifikacije/g 2
Količina eterificirajućeg sredstva u fazi eterifikacije/g 4,3
Odnos eterificirane čvrste i tečne faze/(g/mL) 1:15
3.3.1.1 Utjecaj različitih faktora na stepen supstitucije CMC-a u fazi alkalizacije prije obrade
1. Utjecaj temperature prethodne alkalizacije na stepen supstitucije CMC-a
Da bi se razmotrio uticaj temperature prethodne alkalizacije na stepen supstitucije u dobijenom CMC-u, u slučaju fiksiranja drugih faktora kao početnih vrijednosti,
Pod ovim uslovima, razmatran je uticaj temperature alkalizacije prethodne obrade na stepen supstitucije CMC-a, a rezultati su prikazani na Sl.
Temperatura alkaliziranja predtretmana/℃
Utjecaj temperature alkalizacije predobrade na stepen supstitucije CMC-om
Može se vidjeti da stepen supstitucije CMC-a raste s porastom temperature alkalizacije prije obrade, a temperatura alkalizacije iznosi 30 °C.
Gore navedeni stepeni supstitucije se smanjuju s porastom temperature. To je zato što je temperatura alkalizacije preniska, a molekule su manje aktivne i ne mogu...
Efikasno uništava kristalno područje celuloze, što otežava ulazak eterificirajućeg sredstva u unutrašnjost celuloze u fazi eterifikacije, a stepen reakcije je relativno visok.
niska, što rezultira nižim stepenom supstitucije proizvoda. Međutim, temperatura alkalizacije ne bi trebala biti previsoka. Kako temperatura raste, pod djelovanjem visoke temperature i jakih alkalija,
Celuloza je sklona oksidativnoj degradaciji, a stepen supstitucije proizvoda CMC-om se smanjuje.
2. Utjecaj vremena alkalizacije prethodne obrade na stepen supstitucije CMC-a
Pod uslovom da je temperatura alkalizacije prethodne obrade 30 °C i da su ostali faktori početne vrijednosti, razmatra se uticaj vremena alkalizacije prethodne obrade na CMC.
Učinak supstitucije. Stepen supstitucije
Vrijeme alkaliziranja predtretmana/h
Utjecaj vremena alkalizacije predtretmana naCMCstepen supstitucije
Sam proces stvaranja mase je relativno brz, ali alkalnom rastvoru je potrebno određeno vrijeme difuzije u vlaknu.
Može se vidjeti da kada je vrijeme alkalizacije 0,5-1,5 sati, stepen supstitucije proizvoda raste sa povećanjem vremena alkalizacije.
Stepen supstitucije dobijenog proizvoda bio je najveći kada je vrijeme bilo 1,5 sati, a stepen supstitucije se smanjivao sa povećanjem vremena nakon 1,5 sati. To može
To može biti zato što na početku alkalizacije, s produženjem vremena alkalizacije, infiltracija alkalija u celulozu je dovoljnija, tako da vlakna
Primarna struktura je opuštenija, što povećava eterificirajuće sredstvo i aktivni medij.
Vrijeme objave: 26. april 2024.