Preparasyon Etè Seluloz

1 Entwodiksyon

Kounye a, prensipal matyè premyè yo itilize nan preparasyonetè selulozse koton, epi pwodiksyon li ap bese, epi pri a ap monte tou;

Anplis, ajan eterifikasyon yo itilize souvan tankou asid kloroasetik (trè toksik) ak oksid etilèn (kanserojèn) yo pi danjere tou pou kò imen an ak anviwònman an. Liv

Nan chapit sa a, seluloz pen ki gen yon pite relatif plis pase 90%, ki te ekstrè nan dezyèm chapit la, yo itilize kòm matyè premyè, epi yo itilize kloroacetat sodyòm ak 2-kloroetanol kòm ranplasman.

Itilizasyon asid kloroasetik trè toksik kòm ajan eterifikasyon, anyonikkarboksimetil seluloz (CMC), yo te prepare idroksietil seluloz ki pa iyonik.

Seluloz (HEC) ak idroksietil karboksimetil seluloz melanje (HECMC) twa etè seluloz. faktè sèl

Teknik preparasyon twa etè seluloz yo te optimize pa mwayen eksperyans ak eksperyans ortogonal, epi etè seluloz sentetize yo te karakterize pa FT-IR, XRD, H-NMR, elatriye.

Fondamantal eterifikasyon seluloz

Prensip eterifikasyon seluloz la kapab divize an de pati. Premye pati a se pwosesis alkalizasyon an, sa vle di, pandan reyaksyon alkalizasyon seluloz la,

Lè seluloz pen an gaye egalman nan solisyon NaOH, li anfle vyolanman anba aksyon brase mekanik la, epi avèk ekspansyon dlo a.

Yon gwo kantite ti molekil NaOH te penetre andedan seluloz pen an, epi li te reyaji avèk gwoup idroksil yo sou bag inite estriktirèl glikoz la.

Jenere seluloz alkali, sant aktif reyaksyon eterifikasyon an.

Dezyèm pati a se pwosesis eterifikasyon an, sa vle di reyaksyon ant sant aktif la ak kloroacetat sodyòm oswa 2-kloroetanol anba kondisyon alkalin, sa ki lakòz

An menm tan, ajan eterifikasyon kloroacetat sodyòm lan ak 2-kloroetanol la ap pwodui tou yon sèten degre dlo anba kondisyon alkalin.

Reyaksyon segondè yo rezoud pou jenere glikolat sodyòm ak etilèn glikòl, respektivman.

2 Tretman preliminè konsantre pou dekristalizasyon alkali nan seluloz pen

Premyèman, prepare yon sèten konsantrasyon solisyon NaOH ak dlo deyonize. Apre sa, nan yon sèten tanperati, prepare 2g fib pen.

Yo fonn vitamin nan nan yon sèten volim solisyon NaOH, yo brase l pandan yon sèten tan, epi yo filtre l pou itilizasyon.

Manifakti Modèl Enstriman

pH mèt presizyon

Kalite kolektè ajitasyon mayetik chofaj tanperati konstan

Fou pou seche vakyòm

Balans elektwonik

Ponp vakyòm milti-bi ki sikile dlo

Spektromèt Enfrawouj Transfòme Fourier

Difraktomèt reyon X

Espèktromèt Rezonans Manyetik Nikleyè

Konpayi Enstriman Hangzhou Aolilong, Ltd.

Hangzhou Huichuang Enstriman Ekipman Co., Ltd.

Shanghai Jinghong Ekipman Eksperimantal Co., Ltd.

METTLER TOLEDO Enstriman (Shanghai) Co., Ltd.

Hangzhou David Syans ak Enstriman Edikasyon Co., Ltd.

Konpayi Ameriken Thermo Fisher, Ltd.

Konpayi Ameriken Thermoelectric Swis ARL

Konpayi Swis BRUKER

35

Preparasyon CMC yo

Sèvi ak seluloz alkali bwa pen pretrete pa dekristalizasyon alkali konsantre kòm matyè premyè, lè l sèvi avèk etanòl kòm sòlvan epi lè l sèvi avèk kloroacetat sodyòm kòm eterifikasyon.

Yo te prepare CMC ki gen plis DS lè yo te ajoute alkali de fwa epi ajan eterifikasyon an de fwa. Ajoute 2g seluloz alkali bwa pen nan flakon kat kou a, answit ajoute yon sèten volim solvang etanòl, epi brase byen pandan 30 minit.

apeprè, pou seluloz alkali a byen dispèse. Lè sa a, ajoute yon sèten kantite ajan alkali ak kloroacetat sodyòm pou reyaji pandan yon peryòd tan nan yon sèten tanperati eterifikasyon.

Apre yon tan, yon dezyèm adisyon ajan alkalin ak kloroacetat sodyòm ki te swiv pa eterifikasyon pou yon peryòd tan. Apre reyaksyon an fini, refwadi epi refwadi, answit

Netralize ak yon kantite apwopriye asid asetik glasyal, apresa filtre a avèk aspirasyon, lave epi seche.

Preparasyon HEC yo

Sèvi ak seluloz alkali bwa pen pretrete ak dekristalizasyon alkali konsantre kòm matyè premyè, etanòl kòm sòlvan ak 2-kloroetanòl kòm eterifikasyon.

Yo te prepare HEC ki gen MS ki pi wo a lè yo te ajoute alkali de fwa epi ajan eterifikasyon an de fwa. Mete 2g seluloz alkali bwa pen nan yon flakon kat kou, epi ajoute yon sèten volim etanòl 90% (fraksyon volim), brase.

Brase pou yon peryòd tan pou l byen dispèse, answit ajoute yon sèten kantite alkali, epi chofe dousman, ajoute yon sèten volim 2-

Kloroetanol, eterifye nan tanperati konstan pandan yon peryòd tan, epi answit ajoute rès idroksid sodyòm lan ak 2-kloroetanol la pou kontinye eterifikasyon an pandan yon peryòd tan. trete

Apre reyaksyon an fini, netralize ak yon sèten kantite asid asetik glasyal, epi finalman filtre ak yon filtè an vè (G3), lave epi seche.

Preparasyon HEMCC a

Sèvi ak HEC ki prepare nan 3.2.3.4 kòm matyè premyè, etanòl kòm mwayen reyaksyon, ak kloroacetat sodyòm kòm ajan eterifikasyon pou prepare

HECMC. Pwosesis espesifik la se: pran yon sèten kantite HEC, mete l nan yon flakon kat kou 100 mL, epi ajoute yon sèten kantite volim.

90% etanòl, brase mekanikman pou yon peryòd tan pou fè li konplètman dispèse, ajoute yon sèten kantite alkali apre chofaj, epi ajoute dousman

Kloroacetat sodyòm, eterifikasyon an nan tanperati konstan fini apre yon sèten tan. Apre reyaksyon an fini, netralize li avèk asid asetik glasyal pou netralize li, answit sèvi ak yon filtè an vè (G3)

Apre filtrasyon pa aspirasyon, lave ak seche.

Pirifikasyon etè seluloz

Nan pwosesis preparasyon etè seluloz, souvan gen kèk sou-pwodwi ki pwodui, sitou sèl inòganik klori sodyòm ak kèk lòt

enpurte. Pou amelyore kalite etè seluloz la, yo te fè yon senp pirifikasyon sou etè seluloz yo te jwenn nan paske yo nan dlo.

Gen diferan solubilite, kidonk eksperyans lan itilize yon sèten fraksyon volim etanòl idrate pou pirifye twa etè seluloz yo te prepare a.

chanjman.

Mete echantiyon etè seluloz ki prepare ak yon sèten kalite nan yon bechè, ajoute yon sèten kantite etanòl 80% ki te chofe alavans a 60 ℃ ~ 65 ℃, epi kenbe brase mekanik la a 60 ℃ ~ 65 ℃ sou yon ajitatè mayetik ki chofe nan tanperati konstan pandan 10 ℃. Seche sipènatant la.

Nan yon bèkè pwòp, sèvi ak nitrat ajan pou tcheke pou iyon klori. Si gen yon presipite blan, filtre li nan yon filtè an vè epi pran solid la.

Repete etap anvan yo pou pati kò a, jiskaske filtrat la pa gen okenn presipite blan apre ou fin ajoute 1 gout solisyon AgNO3, sa vle di, pirifikasyon an ak lave a fini.

36

nan (sitou pou retire soupwodui reyaksyon NaCl la). Apre filtrasyon pa aspirasyon, siye, refwadisman nan tanperati chanm epi peze.

mas, g.

Metòd Tès ak Karakterizasyon pou Etè Seluloz

Detèminasyon Degre Sibstitisyon (DS) ak Degre Sibstitisyon Molè (MS)

Detèminasyon DS: Premyèman, peze 0.2 g (egzat a 0.1 mg) nan echantiyon etè seluloz pirifye ak seche a, fonn li nan

80mL dlo distile, brase nan yon beny dlo tanperati konstan nan 30℃ ~ 40℃ pandan 10 minit. Apre sa, ajiste ak solisyon asid silfirik oswa solisyon NaOH.

pH solisyon an jiskaske pH solisyon an rive nan 8. Apre sa, nan yon bechè ekipe ak yon elektwòd pH mèt, sèvi ak yon solisyon estanda asid silfirik.

Pou titre, anba kondisyon brase, obsève lekti pH mèt la pandan titrasyon an, lè valè pH solisyon an ajiste a 3.74,

Titrasyon an fini. Note volim solisyon estanda asid silfirik ki te itilize nan moman sa a.

Jenerasyon:

Sòm nimewo pwoton anwo yo ak gwoup idroksietil la

Rapò kantite pwoton anwo yo; I7 se mas gwoup metilèn ki sou gwoup idroksietil la

Entansite pik rezonans pwoton an; se entansite pik rezonans pwoton 5 gwoup metin ak yon gwoup metilèn sou inite glikoz seluloz la.

Sòm.

Metòd tès ki dekri pou tès karakterizasyon enfrawouj twa etè seluloz CMC, HEC ak HEECMC yo

Lalwa

3.2.4.3 Tès XRD

Tès karakterizasyon analiz difraksyon reyon X pou twa etè seluloz: CMC, HEC ak HEECMC

metòd tès ki dekri a.

3.2.4.4 Tès H-NMR

Yo te mezire espektwomèt H NMR HEC a avèk espektwomèt Avance400 H NMR ki te pwodui pa BRUKER.

Yo te teste solisyon an avèk yon spektroskopi RMN idwojèn likid lè l sèvi avèk dimetil silfoksid deutere kòm solvan. Frekans tès la te 75.5MHz.

Cho, solisyon an se 0.5mL.

3.3 Rezilta ak analiz

3.3.1 Optimizasyon pwosesis preparasyon CMC a

Lè yo te itilize seluloz pen ki te ekstrè nan dezyèm chapit la kòm matyè premyè, epi lè yo te itilize kloroacetat sodyòm kòm ajan eterifikasyon an, yo te adopte metòd eksperyans yon sèl faktè a.

Pwosesis preparasyon CMC a te optimize, epi varyab inisyal eksperyans lan te fikse jan yo montre nan Tablo 3.3. Men pwosesis preparasyon HEC a.

Nan atizay, analiz plizyè faktè.

Tablo 3.3 Valè Faktè Inisyal yo

Faktè Valè inisyal

Tanperati alkalinizasyon pretretman/℃ 40

Tan alkalizasyon pretretman/èdtan 1

Rapò solid-likid pretretman/(g/mL) 1:25

Konsantrasyon lesiv pretretman / % 40

38

Premye etap eterifikasyon tanperati a / ℃ 45

Tan eterifikasyon premye etap/èdtan 1

Dezyèm etap eterifikasyon tanperati/℃ 70

Dezyèm etap eterifikasyon tan/èdtan 1

Dòz debaz nan etap eterifikasyon/g 2

Kantite ajan eterifikasyon nan etap eterifikasyon/g 4.3

Rapò solid-likid eterifye/(g/mL) 1:15

3.3.1.1 Enfliyans plizyè faktè sou degre sibstitisyon CMC nan etap alkalizasyon pretretman an

1. Efè tanperati alkalizasyon pretretman an sou degre sibstitisyon CMC a

Pou nou konsidere efè tanperati alkalizasyon pretretman an sou degre sibstitisyon nan CMC ki jwenn nan, nan ka fiksasyon lòt faktè kòm valè inisyal,

Anba kondisyon sa yo, yo diskite sou efè tanperati alkalizasyon pretretman an sou degre sibstitisyon CMC a, epi rezilta yo montre nan Fig.

Tanperati alkalinizasyon pretretman/℃

Efè tanperati alkalinizasyon pretretman an sou degre sibstitisyon CMC la

Li ka wè ke degre sibstitisyon CMC a ogmante ak ogmantasyon tanperati alkalizasyon pretretman an, epi tanperati alkalizasyon an se 30 °C.

Degre sibstitisyon ki anwo yo diminye lè tanperati a ogmante. Sa a se paske tanperati alkalinizasyon an twò ba, epi molekil yo mwens aktif epi yo pa kapab

Detwi efektivman zòn cristalline seluloz la, sa ki fè li difisil pou ajan eterifikasyon an antre nan enteryè seluloz la nan etap eterifikasyon an, epi degre reyaksyon an relativman wo.

ba, sa ki lakòz yon pi ba degre sibstitisyon pwodwi. Sepandan, tanperati alkalizasyon an pa ta dwe twò wo. Lè tanperati a ogmante, anba aksyon tanperati ki wo ak alkali fò,

Seluloz gen tandans pou degradasyon oksidatif, epi degre sibstitisyon pwodwi CMC a diminye.

2. Enfliyans tan alkalinizasyon pretretman an sou degre sibstitisyon CMC a

Anba kondisyon ke tanperati alkalizasyon pretretman an se 30 °C epi lòt faktè yo se valè inisyal yo, yo diskite sou efè tan alkalizasyon pretretman an sou CMC.

Efè sibstitisyon an. Degre sibstitisyon an

Tan alkalizasyon pretretman/èdtan

Efè tan alkalizasyon pretretman an souCMCdegre sibstitisyon

Pwosesis ogmantasyon an kantite li menm se relativman rapid, men solisyon alkali a bezwen yon sèten tan difizyon nan fib la.

Li ka wè ke lè tan alkalizasyon an se 0.5-1.5 èdtan, degre sibstitisyon pwodwi a ogmante ak ogmantasyon tan alkalizasyon an.

Degre sibstitisyon pwodwi ki te jwenn nan te pi wo lè tan an te 1.5 èdtan, epi degre sibstitisyon an te diminye avèk ogmantasyon tan an apre 1.5 èdtan. Sa kapab

Li ka paske nan kòmansman alkalizasyon an, avèk pwolonjman tan alkalizasyon an, enfiltrasyon alkali nan seluloz la pi sifizan, konsa fib la

Estrikti prensipal la pi rilaks, sa ogmante ajan eterifikasyon an ak mwayen aktif la.