1. Firafitra sy fitsipiky ny fanomanana ny etera selulosa
Ny Sary 1 dia mampiseho ny rafitra mahazatra amin'ny etera selulosa. Ny singa bD-anhydroglucose tsirairay (ny singa miverimberina amin'ny selulosa) dia manolo vondrona iray amin'ny toerana C (2), C (3) ary C (6), izany hoe, mety hisy vondrona etera hatramin'ny telo. Noho ny fatorana hidrôzenina ao anatin'ny rojo sy eo anelanelan'ny rojo an'nymakromolekiola selulosa, sarotra levona anaty rano sy saika ao anaty ranoka organika rehetra. Ny fampidirana vondrona etera amin'ny alàlan'ny eterafika dia manimba ny fatorana hidrôzenina ao anaty molekiola sy ao anaty molekiola, manatsara ny fahaizany mitroka rano, ary manatsara be ny fahafahany levona anaty rano.
Ireo solon-javatra eterified mahazatra dia vondrona alkoxy lanja molekiola ambany (atôma karbônina 1 hatramin'ny 4) na vondrona hydroxyalkyl, izay mety hosoloina vondrona miasa hafa toy ny carboxyl, hydroxyl na vondrona amine. Mety ho karazany iray, roa na maromaro ny solon-javatra. Eo amin'ny rojo macromolecular cellulose, ny vondrona hydroxyl eo amin'ny toerana C(2), C(3) ary C(6) amin'ny singa glucose tsirairay dia soloina amin'ny ampahany samihafa. Raha ny marina, ny cellulose ether amin'ny ankapobeny dia tsy manana rafitra simika voafaritra, afa-tsy ireo vokatra izay soloina tanteraka amin'ny karazana vondrona iray (soloina avokoa ny vondrona hydroxyl telo). Ireo vokatra ireo dia azo ampiasaina amin'ny fanadihadiana sy fikarohana laboratoara ihany, ary tsy manana lanja ara-barotra.
(a) Ny rafitra ankapoben'ny singa anhidroglukosa roa ao amin'ny rojo molekiolan'ny etera selulosa, R1~R6=H, na solon-javatra organika;
(b) Sombin-karôzy molekiolan'ny karboksimetilaselulosa hidroksietila, ny ambaratongan'ny fanoloana ny carboxymethyl dia 0.5, ny ambaratongan'ny fanoloana ny hydroxyethyl dia 2.0, ary ny ambaratongan'ny fanoloana ny molar dia 3.0. Ity rafitra ity dia maneho ny haavon'ny fanoloana antonony amin'ny vondrona etherified, saingy kisendrasendra ireo substituents raha ny marina.
Ho an'ny solon-javatra tsirairay, ny habetsaky ny etherification manontolo dia aseho amin'ny alàlan'ny sandan'ny DS amin'ny ambaratongan'ny fanoloana. Ny elanelan'ny DS dia 0~3, izay mitovy amin'ny salan'isan'ny vondrona hydroxyl nosoloina vondrona etherification amin'ny singa anhydroglucose tsirairay.
Ho an'ny etera hydroxyalkyl cellulose, ny fihetsiky ny fanoloana dia hanomboka ny etherification avy amin'ny vondrona hydroxyl afaka vaovao, ary ny haavon'ny fanoloana dia azo refesina amin'ny sandan'ny MS, izany hoe, ny haavon'ny fanoloana molar. Maneho ny salan'isan'ny mol amin'ny reactant etherifying agent ampiana amin'ny singa anhydroglucose tsirairay izany. Ny reactant mahazatra dia ny ethylene oxide ary ny vokatra dia manana substituent hydroxyethyl. Ao amin'ny Sary 1, ny sandan'ny MS amin'ny vokatra dia 3.0.
Ara-teoria, tsy misy fetra ambony ho an'ny sandan'ny MS. Raha fantatra ny sandan'ny DS amin'ny ambaratongan'ny fanoloana amin'ny vondrona peratra gliokaozy tsirairay, dia ny halavan'ny rojo antonony amin'ny rojo lafiny etera. Matetika koa ny mpanamboatra sasany dia mampiasa ny ampahany betsaka (wt%) amin'ny vondrona eterafika samihafa (toy ny -OCH3 na -OC2H4OH) mba hanehoana ny ambaratonga sy ny ambaratongan'ny fanoloana fa tsy ny sandan'ny DS sy MS. Ny ampahany betsaka amin'ny vondrona tsirairay sy ny sandany DS na MS dia azo ovaina amin'ny alàlan'ny kajy tsotra.
Ny ankamaroan'ny etera selulosa dia pôlimera mety levona anaty rano, ary ny sasany koa dia mety levona amin'ny ampahany amin'ny ranoka organika. Ny etera selulosa dia manana ny toetran'ny fahombiazana avo lenta, vidiny mirary, mora fanodinana, tsy dia misy poizina ary karazany maro, ary mbola miitatra ny fangatahana sy ny sehatry ny fampiharana. Amin'ny maha-mpanampy azy, ny etera selulosa dia manana fahafahana lehibe hampiasaina amin'ny sehatra indostrialy isan-karazany. Azo alaina amin'ny MS/DS.
Voasokajy araka ny rafitra simikan'ireo zavatra solon-javatra ny etera selulosa ho etera aniônika, kationika ary tsy iônika. Azo zaraina ho vokatra mety levona anaty rano sy vokatra mety levona anaty menaka ny etera tsy iônika.
Ireo vokatra izay efa novokarina tao amin'ny indostria dia voatanisa ao amin'ny tapany ambony amin'ny Tabilao 1. Ny tapany ambany amin'ny Tabilao 1 dia mitanisa vondrona etherification fantatra sasany, izay mbola tsy lasa vokatra ara-barotra manan-danja.
Azo tononina araka ny filaharan'ny abidy na araka ny haavon'ny DS (MS) ny fanafohezana ireo solon-javatra etera mifangaro, ohatra, ho an'ny 2-hydroxyethyl methylcellulose, ny fanafohezana dia HEMC, ary azo soratana ihany koa ho MHEC mba hanasongadinana ny solon-javatra metila.
Tsy mora azo amin'ny alalan'ny etherification ny vondrona hydroxyl ao amin'ny cellulose, ary ny dingana etherification dia matetika atao amin'ny toe-javatra alkaline, amin'ny ankapobeny amin'ny fampiasana vahaolana NaOH sasany. Ny cellulose dia amboarina voalohany ho cellulose alkali mivonto miaraka amin'ny vahaolana NaOH, ary avy eo dia mandalo fihetsika etherification miaraka amin'ny etherification. Mandritra ny famokarana sy fanomanana ny ethers mifangaro, dia tokony hampiasaina miaraka ny karazana etherification samihafa, na ny etherification dia tokony hatao tsikelikely amin'ny alàlan'ny famahanana tsy tapaka (raha ilaina). Misy karazana fihetsika efatra amin'ny etherification ny cellulose, izay fintinina amin'ny raikipohy fihetsika (soloina Cell-OH ny cellulose) toy izao manaraka izao:
Ny fampitoviana (1) dia mamaritra ny fihetsiky ny etherification Williamson. Ny RX dia ester asidra tsy organika, ary ny X dia halogen Br, Cl na ester asidra solifara. Ny klôrida R-Cl dia ampiasaina amin'ny ankapobeny amin'ny indostria, ohatra, klôrida metila, klôrida etila na asidra kloroaseta. Betsaka ny base ampiasaina amin'ny fihetsika toy izany. Ny vokatra eter cellulose indostrialy dia ny methyl cellulose, ethyl cellulose ary carboxymethyl cellulose no vokatra avy amin'ny fihetsiky ny etherification Williamson.
Ny raikipohy fihetsika (2) dia ny fihetsika fanampiana epoksida voakilasika amin'ny fototra (toy ny R=H, CH3, na C2H5) sy vondrona hydroxyl amin'ny molekiola cellulose tsy mandany fototra. Azo inoana fa hitohy io fihetsika io rehefa misy vondrona hydroxyl vaovao vokarina mandritra ny fihetsika, izay mitarika amin'ny fiforonan'ny rojo vy oligoalkylethylene oxide: Ny fihetsika mitovy amin'izany amin'ny 1-aziridine (aziridine) dia hamorona aminoethyl ether: Cell-O-CH2-CH2-NH2. Ny vokatra toy ny hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose ary hydroxybutyl cellulose dia vokatra avy amin'ny epoksidasiona voakilasika amin'ny fototra.
Ny raikipohy fihetsika (3) dia ny fihetsika eo amin'ny Cell-OH sy ireo akora organika misy fatorana roa sosona mavitrika ao anaty tontolo alkaline, Y dia vondrona misintona elektrôna, toy ny CN, CONH2, na SO3-Na+. Amin'izao fotoana izao dia mahalana vao ampiasaina amin'ny indostria ity karazana fihetsika ity.
Ny raikipohy fihetsika (4), ny eterification amin'ny diazoalkane dia mbola tsy novolavolaina.
- Karazana etera selulosa
Mety ho monoetera na etera mifangaro ny etera selulosa, ary samy hafa ny toetrany. Misy vondrona hydrophilic ambany solony ao amin'ny makromolekiola selulosa, toy ny vondrona hydroxyethyl, izay afaka manome ny vokatra amin'ny ambaratonga sasany amin'ny fahafahan'ny rano levona, raha ho an'ny vondrona hydrophobic, toy ny methyl, ethyl, sns., ny fanoloana antonony ihany no afaka manome ny vokatra amin'ny ambaratonga sasany amin'ny fahafahan'ny rano levona, ary ny vokatra ambany solony dia mibontsina ao anaty rano ihany na azo levona ao anaty vahaolana alkali levona. Miaraka amin'ny fikarohana lalina momba ny toetran'ny etera selulosa, dia hivoatra sy hamokatra hatrany ny etera selulosa vaovao sy ny sehatry ny fampiharana azy, ary ny hery manosika lehibe indrindra dia ny tsena fampiharana midadasika sy voadio hatrany.
Ny lalàna ankapoben'ny fiantraikan'ny vondrona ao amin'ny etera mifangaro amin'ny toetran'ny mety levona dia:
1) Ampitomboy ny votoatin'ny vondrona hydrophobic ao amin'ny vokatra mba hampitomboana ny hydrophobicity an'ny ether ary hampidina ny gel point;
2) Ampitomboy ny votoatin'ny vondrona hydrophilic (toy ny vondrona hydroxyethyl) mba hampitomboana ny teboka gel-ny;
3) Manokana ny vondrona hydroxypropyl, ary ny hydroxypropylation mety dia afaka mampidina ny mari-pana gel an'ny vokatra, ary hiakatra indray ny mari-pana gel an'ny vokatra hydroxypropylated antonony, fa ny ambaratonga avo lenta amin'ny fanoloana dia hampihena ny teboka gel; Ny antony dia noho ny rafitra manokana amin'ny halavan'ny rojo karbônina amin'ny vondrona hydroxypropyl, ny hydroxypropylation ambany, ny fatoran'ny hidrôzenina malemy ao anatin'ny sy eo anelanelan'ny molekiola ao amin'ny macromolecule cellulose, ary ny vondrona hydroxyl hydrophilic amin'ny rojo sampana. Ny rano no manjaka. Etsy ankilany, raha avo ny fanoloana, dia hisy polymerization amin'ny vondrona sisiny, hihena ny votoatin'ny vondrona hydroxyl, hitombo ny hydrophobicity, ary hihena kosa ny levona.
Ny famokarana sy ny fikarohana nyetera selulosaManana tantara lava ny Suida. Tamin'ny 1905, i Suida no nitatitra voalohany ny etherification ny cellulose, izay nomethylated tamin'ny dimethyl sulfate. Ny ethers alkyl nonionic dia nahazo patanty avy amin'i Lilienfeld (1912), Dreyfus (1914) ary Leuchs (1920) ho an'ny ethers cellulose mety levona anaty rano na menaka. Buchler sy Gomberg no namorona benzyl cellulose tamin'ny 1921, ny carboxymethyl cellulose no namorona voalohany an'i Jansen tamin'ny 1918, ary i Hubert no namorona hydroxyethyl cellulose tamin'ny 1920. Tamin'ny fiandohan'ny taona 1920, ny carboxymethylcellulose dia novokarina tany Alemaina. Nanomboka tamin'ny 1937 ka hatramin'ny 1938, ny famokarana indostrialy ny MC sy HEC dia natao tany Etazonia. Nanomboka ny famokarana EHEC mety levona anaty rano i Soeda tamin'ny 1945. Taorian'ny 1945, ny famokarana cellulose ether dia nitatra haingana tany Eoropa Andrefana, Etazonia ary Japon. Tamin'ny faran'ny taona 1957, dia napetraka voalohany tao amin'ny orinasa mpamokatra sela ao Shanghai ny China CMC. Amin'ny taona 2004, ny fahafahan'ny fireneko mamokatra dia ho 30.000 taonina ny etera ionika ary 10.000 taonina ny etera tsy ionika. Amin'ny taona 2007, dia hahatratra 100.000 taonina ny etera ionika ary 40.000 taonina ny etera tsy ionika. Mitombo hatrany ihany koa ireo orinasa teknolojia iraisana ao an-toerana sy any ivelany, ary mihatsara hatrany ny fahafahan'i Shina mamokatra etera selulosa sy ny ambaratonga ara-teknika.
Tato anatin'ny taona vitsivitsy, maro ireo monoetera selulosa sy etera mifangaro miaraka amin'ny sanda DS, viscosity, fahadiovana ary toetra rheolojika samihafa no novolavolaina tsy tapaka. Amin'izao fotoana izao, ny ifantohan'ny fampandrosoana eo amin'ny sehatry ny etera selulosa dia ny fampiasana teknolojia famokarana mandroso, teknolojia fanomanana vaovao, fitaovana vaovao, vokatra vaovao, vokatra avo lenta, ary vokatra rafitra dia tokony hojerena ara-teknika.
Fotoana fandefasana: 28 Aprily 2024