Celulozes ēterifikācijas modifikācija

01. Celulozes ieviešana

Celuloze ir makromolekulārs polisaharīds, kas sastāv no glikozes. Nešķīst ūdenī un parastos organiskajos šķīdinātājos. Tā ir galvenā augu šūnu sieniņu sastāvdaļa, kā arī visplašāk izplatītais un bagātīgākais polisaharīds dabā.

Celuloze ir visizplatītākais atjaunojamais resurss uz Zemes, un tā ir arī dabīgais polimērs ar vislielāko uzkrāšanos. Tai ir tādas priekšrocības kā atjaunojamība, pilnīga bioloģiski noārdāmība un laba bioloģiskā saderība.

02. Celulozes modificēšanas iemesli

Celulozes makromolekulas satur lielu skaitu -OH grupu. Ūdeņraža saišu ietekmes dēļ spēks starp makromolekulām ir relatīvi liels, kas noved pie lielas kušanas entalpijas △H; no otras puses, celulozes makromolekulās ir gredzeni. Līdzīgi kā struktūrā, molekulu ķēdes stingrība ir lielāka, kas noved pie mazākas kušanas entropijas izmaiņas ΔS. Šo divu iemeslu dēļ izkausētās celulozes temperatūra (= △H / △S) kļūs augstāka, un celulozes sadalīšanās temperatūra ir relatīvi zema. Tāpēc, kad celuloze tiek uzkarsēta līdz noteiktai temperatūrai, parādīsies šķiedras. Parādība, ka celuloze ir sadalījusies pirms kušanas sākuma, tāpēc celulozes materiālu apstrādē nevar izmantot metodi, kurā vispirms kausē un pēc tam formē.

03. Celulozes modifikācijas nozīme

Pakāpeniski samazinoties fosilajiem resursiem un pieaugot vides problēmām, ko rada ķīmisko šķiedru tekstilizstrādājumu atkritumi, dabisko atjaunojamo šķiedru materiālu izstrāde un izmantošana ir kļuvusi par vienu no karstajiem punktiem, kam cilvēki pievērš uzmanību. Celuloze ir visizplatītākais atjaunojamais dabas resurss dabā. Tai piemīt izcilas īpašības, piemēram, laba higroskopiskums, antistatiska izturība, spēcīga gaisa caurlaidība, laba krāsojamība, ērta valkāšana, viegla tekstilizstrādājumu apstrāde un bioloģiskā noārdīšanās. Tai ir īpašības, kas nav salīdzināmas ar ķīmiskajām šķiedrām.

Celulozes molekulas satur lielu skaitu hidroksilgrupu, kas viegli veido intramolekulāras un starpmolekulāras ūdeņraža saites, un augstā temperatūrā tās sadalās, neizkusot. Tomēr celulozei ir laba reaģētspēja, un tās ūdeņraža saites var iznīcināt ar ķīmisku modifikāciju vai potēšanas reakciju, kas var efektīvi pazemināt kušanas temperatūru. Kā dažādus rūpniecības produktus to plaši izmanto tekstilizstrādājumos, membrānu atdalīšanā, plastmasā, tabakā un pārklājumos.

04. Celulozes ēterifikācijas modifikācija

Celulozes ēteris ir celulozes atvasinājums, kas iegūts, ēterificējot celulozi. To plaši izmanto, pateicoties tā lieliskajām sabiezināšanas, emulgācijas, suspensijas, plēves veidošanas, aizsargkoloīda, mitruma saglabāšanas un adhēzijas īpašībām. Izmanto pārtikā, medicīnā, papīra ražošanā, krāsās, būvmateriālos utt.

Celulozes ēterifikācija ir atvasinājumu sērija, kas rodas, celulozes molekulu ķēdes hidroksilgrupām reaģējot ar alkilējošām vielām sārmainā vidē. Hidroksilgrupu patēriņš samazina starpmolekulāro ūdeņraža saišu skaitu, tādējādi samazinot starpmolekulāros spēkus, tādējādi uzlabojot celulozes termisko stabilitāti, uzlabojot materiālu apstrādes veiktspēju un vienlaikus samazinot celulozes kušanas temperatūru.

Ēterifikācijas modifikācijas ietekmes uz citām celulozes funkcijām piemēri:

Izmantojot rafinētu kokvilnu kā pamatizejvielu, pētnieki izmantoja vienpakāpes ēterifikācijas procesu, lai, izmantojot sārmināšanas un ēterifikācijas reakcijas, iegūtu karboksimetilhidroksipropilcelulozes kompleksa ēteri ar vienmērīgu reakciju, augstu viskozitāti, labu skābju izturību un sāļu izturību. Izmantojot vienpakāpes ēterifikācijas procesu, iegūtajai karboksimetilhidroksipropilcelulozei ir laba sāls izturība, skābju izturība un šķīdība. Mainot propilēnoksīda un hloretiķskābes relatīvo daudzumu, var sagatavot produktus ar atšķirīgu karboksimetila un hidroksipropila saturu. Testa rezultāti liecina, ka ar vienpakāpes metodi ražotajai karboksimetilhidroksipropilcelulozei ir īss ražošanas cikls, zems šķīdinātāja patēriņš, un produktam ir lieliska izturība pret vienvērtīgiem un divvērtīgiem sāļiem un laba skābju izturība.

05. Celulozes ēterifikācijas modifikācijas perspektīva

Celuloze ir svarīga ķīmiska un ķīmiskā izejviela, kas ir bagāta ar resursiem, zaļa un videi draudzīga, kā arī atjaunojama. Celulozes ēterifikācijas modifikācijas atvasinājumiem ir lieliska veiktspēja, plašs pielietojuma klāsts un lieliska lietošanas ietekme, un tie lielā mērā atbilst tautsaimniecības vajadzībām. Un sociālās attīstības vajadzības, pateicoties nepārtrauktai tehnoloģiskajai attīstībai un komercializācijas realizācijai nākotnē, ja sintētiskās izejvielas un celulozes atvasinājumu sintētiskās metodes varēs industrializēt, tās tiks pilnīgāk izmantotas un tām būs plašāks pielietojumu klāsts. Vērtība