1 Ynlieding
Op it stuit is de wichtichste grûnstof dy't brûkt wurdt by de tarieding fancellulose-etheris katoen, en de produksje dêrfan nimt ôf, en de priis nimt ek ta;
Derneist binne faak brûkte feretheringsmiddels lykas chloorazijnzuur (heul giftich) en etyleenoxide (karsinogeen) ek skealiker foar it minsklik lichem en it miljeu. Boek
Yn dit haadstik wurdt de pinecellulose mei in relative suverens fan mear as 90% dy't yn it twadde haadstik wûn is, brûkt as grûnstof, en wurde natriumchloroasetaat en 2-chloroethanol as ferfangers brûkt.
Mei help fan tige giftige chloorazijnzuur as etherisearjend middel, anionyskkarboksymetylcellulose (CMC), waarden net-ionogene hydroxyethylcellulose taret.
Cellulose (HEC) en mingde hydroxyethylkarboksymethylcellulose (HECMC) trije cellulose-eters. ien faktor
De tariedingstechniken fan trije cellulose-eters waarden optimalisearre troch middel fan eksperiminten en ortogonale eksperiminten, en de synthetisearre cellulose-eters waarden karakterisearre troch FT-IR, XRD, H-NMR, ensfh.
Basisprinsipes fan cellulose-eterifikaasje
It prinsipe fan cellulose-eterifikaasje kin yn twa dielen ferdield wurde. It earste diel is it alkalisearringsproses, dat is, tidens de alkalisearringsreaksje fan cellulose,
Evenwichtich ferspraat yn NaOH-oplossing, swelt pinecellulose heftich ûnder de aksje fan meganysk roeren, en mei de útwreiding fan wetter
In grutte hoemannichte lytse NaOH-molekulen penetrearren it ynterieur fan pinecellulose, en reagearren mei de hydroxylgroepen op 'e ring fan' e glukose-strukturele ienheid,
Generearret alkaline cellulose, it aktive sintrum fan 'e etherifikaasjereaksje.
It twadde diel is it etherifikaasjeproses, dat is de reaksje tusken it aktive sintrum en natriumchloroasetaat of 2-chloroethanol ûnder alkaline omstannichheden, wat resulteart yn
Tagelyk sille it etherisearjende middel natriumchloroasetaat en 2-chloroethanol ek in beskate mjitte wetter produsearje ûnder alkaline omstannichheden.
De sydreaksjes wurde oplost om respektivelik natriumglykolaat en etyleenglycol te generearjen.
2 Konsintrearre alkali-dekristallisaasjefoarbehanneling fan pinecellulose
Earst, meitsje in bepaalde konsintraasje NaOH-oplossing mei deionisearre wetter. Dan, by in bepaalde temperatuer, 2 g pinefaser
De vitamine wurdt oplost yn in bepaald folume NaOH-oplossing, in skoftke roerd en dan filtere foar gebrûk.
Ynstrumintmodel Fabrikant
Presyzje pH-meter
Kollektortype konstante temperatuer ferwaarming magnetyske roerder
Vakuüm droechoven
Elektroanyske balâns
Sirkulearjende wettertype multifunksjonele fakuümpomp
Fourier Transformaasje Ynfraread Spektrometer
Röntgendiffraktometer
Kearnmagnetyske resonânsjespektrometer
Hangzhou Aolilong Ynstrumint Co., Ltd.
Hangzhou Huichuang Ynstrumintapparatuer Co., Ltd.
Shanghai Jinghong Eksperimintele Apparatuer Co., Ltd.
METTLER TOLEDO Ynstruminten (Shanghai) Co., Ltd.
Hangzhou David Wittenskip en Underwiisynstruminten Co., Ltd.
Amerikaanske Thermo Fisher Co., Ltd.
Amerikaansk termoelektrysk Switserlân ARL Bedriuw
Switsersk bedriuw BRUKER
35
Tarieding fan CMC's
Mei help fan alkali-cellulose fan pinehout, foarbehannele troch konsintrearre alkali-dekristallisaasje, as grûnstof, mei ethanol as oplosmiddel en mei natriumchloorasetaat as etherifikaasje.
CMC mei hegere DS waard taret troch twa kear alkali en twa kear feretheringsmiddel ta te foegjen. Foegje 2 g alkalicellulose fan dennehout ta oan 'e fjouwerhalsige kolf, foegje dan in bepaald folume ethanoloplosmiddel ta en roer goed foar 30 minuten.
sawat, sadat de alkali-cellulose folslein ferspraat is. Foegje dan in bepaalde hoemannichte alkali-agint en natriumchloroasetaat ta om in bepaalde tiid te reagearjen by in bepaalde etherifikaasjetemperatuer
Nei ferrin fan tiid, in twadde tafoeging fan alkaline agint en natriumchloroacetate folge troch ferethering foar in skoftke. Nei't de reaksje foarby is, koelje ôf en koelje dan ôf.
Neutralisearje mei in passende hoemannichte iisazijn, dan filterje, waskje en droegje.
Tarieding fan HEC's
Mei help fan alkali-cellulose fan pinehout foarbehannele mei konsintrearre alkali-dekristallisaasje as grûnstof, ethanol as oplosmiddel en 2-chloroethanol as etherifikaasje
De HEC mei hegere MS waard taret troch twa kear alkali en twa kear feretheringsmiddel ta te foegjen. Foegje 2 g alkalicellulose fan dennehout ta oan in fjouwerhalsige kolf, en foegje in bepaald folume fan 90% (folumefraksje) ethanol ta, roer.
Roer in skoftke om folslein te fersprieden, foegje dan in bepaalde hoemannichte alkali ta, en ferwaarmje stadich, foegje in bepaald folume fan 2- ta
Chloroethanol, ferethere by konstante temperatuer foar in perioade, en dan de oerbleaune natriumhydrokside en 2-chloroethanol tafoege om de ferethering foar in perioade troch te setten. behannelje
Nei't de reaksje foltôge is, neutralisearje mei in bepaalde hoemannichte iisazijn, en filterje úteinlik mei in glêsfilter (G3), waskje en droegje.
Tarieding fan HEMCC
Mei it brûken fan de HEC taret yn 3.2.3.4 as grûnstof, ethanol as reaksjemedium, en natriumchloorasetaat as feretheringsmiddel om te tarieden
HECMC. It spesifike proses is: nim in bepaalde hoemannichte HEC, doch it yn in fjouwerhalskolf fan 100 mL, en foegje dan in bepaalde hoemannichte folume ta
90% ethanol, roer meganysk in skoftke om it folslein ferspraat te meitsjen, foegje in bepaalde hoemannichte alkali ta nei it ferwaarmjen, en foegje stadich ta
Natriumchloorasetaat, de ferethering by konstante temperatuer einiget nei in perioade fan tiid. Nei't de reaksje foltôge is, neutralisearje it mei iisazijn om it te neutralisearjen, brûk dan in glêsfilter (G3)
Nei it filterjen, waskjen en droegjen, troch sûgjen.
Suvering fan cellulose-eters
Yn it tariedingsproses fan cellulose-ether wurde faak guon byprodukten produsearre, benammen it anorganyske sâlt natriumchloride en guon oare
ûnreinheden. Om de kwaliteit fan cellulose-ether te ferbetterjen, waard ienfâldige suvering útfierd op 'e krigen cellulose-ether. om't se yn wetter binne
Der binne ferskillende oplosberens, dus brûkt it eksperimint in bepaalde folumefraksje fan hydratisearre ethanol om de taret trije cellulose-eters te suverjen.
feroaring.
Doch it cellulose-ethermonster dat mei in bepaalde kwaliteit taret is yn in beker, foegje in bepaalde hoemannichte 80% ethanol ta dy't foarferwaarme is oant 60 ℃ ~ 65 ℃, en hâld meganysk roerjen 10 ℃ min. by 60 ℃ ~ 65 ℃ op in magnetyske roerder mei konstante temperatuer. Bring de supernatant oan it droegjen.
Brûk sulvernitraat yn in skjinne beker om te kontrolearjen op chloride-ionen. As der in wyt delslach is, filterje it dan troch in glêzen filter en nim de fêste stof.
Werhelje de foargeande stappen foar it lichemsdiel, oant it filtraat nei it tafoegjen fan 1 drip AgNO3-oplossing gjin wite delslach mear hat, dat is, de suvering en it waskjen binne foltôge.
36
yn (benammen om it reaksjebyprodukt NaCl te ferwiderjen). Nei sûgingsfiltraasje, droegjen, ôfkuoljen nei keamertemperatuer en weagjen.
massa, g.
Test- en karakterisaasjemetoaden foar cellulose-eters
Bepaling fan graad fan substituasje (DS) en molêre graad fan substituasje (MS)
Bepaling fan DS: Earst, weagje 0,2 g (krekt op 0,1 mg) fan it suvere en droege cellulose-ethermonster, los it op yn
80 ml destillearre wetter, roerd yn in wetterbad mei konstante temperatuer by 30 ℃ ~ 40 ℃ foar 10 minuten. Dan oanpasse mei swevelsoeroplossing of NaOH-oplossing
pH fan 'e oplossing oant de pH fan 'e oplossing 8 is. Brûk dan yn in beker mei in pH-meterelektrode in standert oplossing fan swevelsoer
Om te titrearjen, ûnder roeromstannichheden, observearje de pH-meterlêzing by it titrearjen, as de pH-wearde fan 'e oplossing oanpast is nei 3.74,
De titraasje einiget. Tink oan it folume fan 'e standert swevelsoeroplossing dy't op dit stuit brûkt is.
Generaasje:
De som fan 'e boppeste protonnûmers en de hydroxyethylgroep
De ferhâlding fan it oantal boppeste protonen; I7 is de massa fan 'e metyleengroep op 'e hydroxyethylgroep
Yntensiteit fan 'e protonresonânsjepiek; is de yntensiteit fan 'e protonresonânsjepiek fan 5 metinegroepen en ien metyleengroep op 'e celluloseglukose-ienheid
Som.
De testmetoaden dy't beskreaun binne foar de ynfrareadkarakterisaasjetest fan 'e trije cellulose-eters CMC, HEC en HEECMC
Wet
3.2.4.3 XRD-test
Röntgendiffraksje-analyze Karakterisaasjetest fan Trije Cellulose-Ethers CMC, HEC en HEECMC
de beskreaune testmetoade.
3.2.4.4 Testen fan H-NMR
De 1H-NMR-spektrometer fan HEC waard metten mei de Avance400 1H-NMR-spektrometer produsearre troch BRUKER.
Mei deuterearre dimetylsulfoksyde as oplosmiddel waard de oplossing hifke mei floeibere wetterstof-NMR-spektroskopie. De testfrekwinsje wie 75,5 MHz.
Waarm, de oplossing is 0,5 ml.
3.3 Resultaten en analyze
3.3.1 Optimalisaasje fan it CMC-tariedingsproses
Mei de yn it twadde haadstik ekstrahearre pinecellulose as grûnstof, en mei natriumchloorasetaat as it etherisearjende middel, waard de metoade fan it ienfaktoreksperiment oannaam,
It tariedingsproses fan CMC waard optimalisearre, en de begjinfariabelen fan it eksperimint waarden ynsteld lykas werjûn yn tabel 3.3. Hjirûnder folget it tariedingsproses fan HEC.
Yn keunst, de analyze fan ferskate faktoaren.
Tabel 3.3 Begjinnende faktorwearden
Faktor Begjinwearde
Foarbehanneling alkalisearjende temperatuer/℃ 40
Foarbehanneling alkalisearjende tiid/o 1
Foarbehanneling fêste-floeistof ferhâlding / (g / mL) 1:25
Foarbehanneling loogkonsintraasje/% 40
38
De earste eterifikaasjetemperatuer/℃ 45
Etherifikaasjetiid fan 'e earste etappe/o 1
Twadde eterifikaasjetemperatuer/℃ 70
Twadde eterifikaasjetiid/o 1
Basisdosering yn etherifikaasjestadium/g 2
Hoeveelheid feretheringsmiddel yn feretheringsstadium/g 4.3
Etherisearre fêste-floeistofferhâlding / (g / mL) 1:15
3.3.1.1 Ynfloed fan ferskate faktoaren op CMC-substituasjegraad yn 'e alkalisaasjefase fan foarbehanneling
1. It effekt fan alkalisearringstemperatuer fan foarbehanneling op 'e substituasjegraad fan CMC
Om it effekt fan 'e alkalisaasjetemperatuer fan 'e foarbehanneling op 'e mjitte fan substitúsje yn 'e krigen CMC te beskôgjen, yn it gefal fan it fêststellen fan oare faktoaren as begjinwearden,
Under de omstannichheden wurdt it effekt fan 'e alkalisaasjetemperatuer fan foarbehanneling op 'e substitúsjegraad fan CMC besprutsen, en de resultaten wurde werjûn yn Fig.
Foarbehanneling alkalisearjende temperatuer/℃
Effekt fan alkalisearjende temperatuer foar behanneling op CMC-substituasjegraad
It kin sjoen wurde dat de mjitte fan substituasje fan CMC tanimt mei de tanimming fan 'e alkalisaasjetemperatuer fan' e foarbehanneling, en de alkalisaasjetemperatuer is 30 °C.
De boppesteande graden fan substitúsje nimme ôf mei tanimmende temperatuer. Dit komt om't de alkalisearringstemperatuer te leech is, en de molekulen minder aktyf binne en net yn steat binne om dat te dwaan.
Ferneatigje effektyf it kristallijne gebiet fan cellulose, wat it lestich makket foar it etherisearjende middel om it ynterieur fan 'e cellulose yn te gean yn 'e etherifikaasjefase, en de reaksjegraad is relatyf heech.
leech, wat resulteart yn in legere mjitte fan produktferfanging. De alkalisaasjetemperatuer moat lykwols net te heech wêze. As de temperatuer tanimt, ûnder ynfloed fan hege temperatuer en sterke alkali,
Cellulose is gefoelich foar oksidative ôfbraak, en de mjitte fan ferfanging fan it produkt CMC nimt ôf.
2. Ynfloed fan alkalinisaasjetiid fan foarbehanneling op CMC-substituasjegraad
Under de betingst dat de alkalisearringstemperatuer fan 'e foarbehanneling 30 °C is en oare faktoaren de begjinwearden binne, wurdt it effekt fan 'e alkalisearringstiid fan 'e foarbehanneling op CMC besprutsen.
It effekt fan ferfanging. Graad fan ferfanging
Foarbehanneling alkalisearjende tiid/oere
Effekt fan alkalinisaasjetiid foarôfgeand oan behanneling opCMCferfangingsgraad
It bulkingproses sels is relatyf rap, mar de alkali-oplossing hat in bepaalde diffúzjetiid yn 'e fezels nedich.
It kin sjoen wurde dat as de alkalisaasjetiid 0.5-1.5 oeren is, de substitúsjegraad fan it produkt tanimt mei de tanimming fan 'e alkalisaasjetiid.
De graad fan substituasje fan it krigen produkt wie it heechst doe't de tiid 1,5 oeren wie, en de graad fan substituasje naam ôf mei de tanimming fan 'e tiid nei 1,5 oeren. Dit kin
It kin wêze om't oan it begjin fan alkalisaasje, mei de ferlinging fan 'e alkalisaasjetiid, de ynfiltraasje fan alkali nei cellulose genôch is, sadat de fezels
De primêre struktuer is ûntspannener, wêrtroch't de feretherende agint en it aktive medium tanimme
Pleatsingstiid: 26 april 2024