1 Hyrje
Aktualisht, lënda e parë kryesore e përdorur në përgatitjen eeter celulozeështë pambuku, dhe prodhimi i tij është në rënie, dhe çmimi po rritet gjithashtu;
Për më tepër, agjentët eterifikues të përdorur zakonisht si acidi kloroacetik (shumë toksik) dhe oksidi i etilenit (kancerogjen) janë gjithashtu më të dëmshëm për trupin e njeriut dhe mjedisin. Libri
Në këtë kapitull, celuloza e pishës me një pastërti relative prej më shumë se 90% e nxjerrë në kapitullin e dytë përdoret si lëndë e parë, dhe kloroacetat natriumi dhe 2-kloroetanoli përdoren si zëvendësues.
Duke përdorur acid kloroacetik shumë toksik si agjent eterifikues, anionikkarboksimetilcelulozë (CMC), u përgatit hidroksietilceluloza jojonike.
Celulozë (HEC) dhe hidroksietil karboksimetil celulozë e përzier (HECMC) tre etere celuloze. faktor i vetëm
Teknikat e përgatitjes së tre etereve të celulozës u optimizuan me anë të eksperimenteve dhe eksperimenteve ortogonale, dhe eterët e celulozës së sintetizuar u karakterizuan nga FT-IR, XRD, H-NMR, etj.
Bazat e eterifikimit të celulozës
Parimi i eterifikimit të celulozës mund të ndahet në dy pjesë. Pjesa e parë është procesi i alkalizimit, domethënë, gjatë reaksionit të alkalizimit të celulozës,
E shpërndarë në mënyrë të barabartë në tretësirën NaOH, celuloza e pishës fryhet me dhunë nën veprimin e trazimit mekanik dhe me zgjerimin e ujit.
Një sasi e madhe molekulash të vogla NaOH depërtuan në brendësi të celulozës së pishës dhe reaguan me grupet hidroksil në unazën e njësisë strukturore të glukozës,
Gjeneron celulozë alkaline, qendrën aktive të reaksionit të eterifikimit.
Pjesa e dytë është procesi i eterifikimit, domethënë reaksioni midis qendrës aktive dhe kloroacetatit të natriumit ose 2-kloroetanolit në kushte alkaline, duke rezultuar në
Në të njëjtën kohë, agjenti eterifikues kloroacetat natriumi dhe 2-kloroetanoli do të prodhojnë gjithashtu një shkallë të caktuar uji në kushte alkaline.
Reaksionet anësore zgjidhen për të gjeneruar përkatësisht glikolat natriumi dhe etilen glikol.
2 Para-trajtimi i dekristalizimit alkali të koncentruar të celulozës së pishës
Së pari, përgatitni një përqendrim të caktuar të tretësirës NaOH me ujë të deionizuar. Pastaj, në një temperaturë të caktuar, 2 g fibra pishe
Vitamina tretet në një vëllim të caktuar të tretësirës NaOH, përzihet për një periudhë kohore dhe më pas filtrohet për t’u përdorur.
Prodhuesi i Modelit të Instrumentit
Matës pH-i preciz
Përzierës magnetik me ngrohje me temperaturë konstante të tipit kolektor
Furrë tharjeje me vakum
Balanc elektronik
Pompë vakumi shumëfunksionale e tipit qarkullues të ujit
Spektrometri infra i kuq me transformim Furier
Difraktometër me rreze X
Spektrometri i Rezonancës Magnetike Bërthamore
Hangzhou Aolilong Instrument Co., Ltd.
Hangzhou Huichuang Instrument Equipment Co., Ltd.
Shanghai Jinghong Experimental Equipment Co., Ltd.
METTLER TOLEDO Instruments (Shanghai) Co., Ltd.
Hangzhou David Science and Education Instrument Co., Ltd.
American Thermo Fisher Co., Ltd.
Kompania Amerikane Termoelektrike e Zvicrës ARL
Kompania zvicerane BRUKER
35
Përgatitja e CMC-ve
Përdorimi i celulozës alkalinike të drurit të pishës të para-trajtuar me dekristalizim të koncentruar të alkalit si lëndë e parë, përdorimi i etanolit si tretës dhe përdorimi i kloroacetatit të natriumit si eterifikim.
CMC me DS më të lartë u përgatit duke shtuar dy herë alkalin dhe dy herë agjent eterifikues. Shtoni 2 g celulozë alkali të drurit të pishës në balonin me katër gryka, pastaj shtoni një vëllim të caktuar tretësi etanoli dhe përzieni mirë për 30 minuta.
rreth, në mënyrë që celuloza alkaline të shpërndahet plotësisht. Pastaj shtoni një sasi të caktuar të agjentit alkalik dhe kloroacetat natriumi për të reaguar për një periudhë kohore në një temperaturë të caktuar eterifikimi.
Pas një kohe, një shtim i dytë i agjentit alkalik dhe kloroacetatit të natriumit, i ndjekur nga eterifikimi për një periudhë kohore. Pasi të mbarojë reaksioni, ftohet dhe ftohet, pastaj
Neutralizojeni me një sasi të përshtatshme të acidit acetik akullnajor, më pas filtrojeni me thithje, lajeni dhe thajeni.
Përgatitja e HEC-ve
Duke përdorur celulozë alkaline të drurit të pishës të para-trajtuar me dekristalizim të koncentruar të alkalit si lëndë e parë, etanol si tretës dhe 2-kloroetanol si eterifikim.
HEC me MS më të lartë u përgatit duke shtuar dy herë alkalin dhe dy herë agjent eterifikues. Shtoni 2 g celulozë alkalinike të drurit të pishës në një balonë me katër gryka dhe shtoni një vëllim të caktuar prej 90% (fraksion vëllimor) etanoli, përzieni.
Përziejini për një periudhë kohore derisa të shpërndahen plotësisht, pastaj shtoni një sasi të caktuar alkali dhe ngroheni ngadalë, shtoni një vëllim të caktuar prej 2-
Kloroetanoli, i eterifikuar në temperaturë konstante për një periudhë kohore, dhe më pas i shtuar hidroksidi i mbetur i natriumit dhe 2-kloroetanoli për të vazhduar eterifikimin për një periudhë kohore. trajtohet
Pasi të përfundojë reaksioni, neutralizojeni me një sasi të caktuar acidi acetik akullnajor dhe në fund filtrojeni me një filtër qelqi (G3), lajeni dhe thajeni.
Përgatitja e HEMCC
Duke përdorur HEC-in e përgatitur në 3.2.3.4 si lëndë të parë, etanolin si mjedis reagimi dhe kloroacetatin e natriumit si agjent eterifikues për të përgatitur
HECMC. Procesi specifik është: merrni një sasi të caktuar të HEC, vendoseni në një balonë me katër gryka prej 100 mL dhe më pas shtoni një sasi të caktuar vëllimi.
90% etanol, përzieni mekanikisht për një periudhë kohore që të shpërndahet plotësisht, shtoni një sasi të caktuar alkali pas ngrohjes dhe shtoni ngadalë
Kloroacetat natriumi, eterifikimi në temperaturë konstante përfundon pas një periudhe kohore. Pasi të përfundojë reaksioni, neutralizojeni atë me acid acetik akullnajor për ta neutralizuar, pastaj përdorni një filtër qelqi (G3)
Pas filtrimit me thithje, larjes dhe tharjes.
Pastrimi i etereve të celulozës
Në procesin e përgatitjes së eterit të celulozës, shpesh prodhohen disa nënprodukte, kryesisht kripa inorganike klorur natriumi dhe disa të tjera.
papastërtitë. Për të përmirësuar cilësinë e eterit të celulozës, u krye pastrim i thjeshtë në eterin e celulozës së përftuar, sepse ato janë në ujë.
Ekzistojnë tretshmëri të ndryshme, kështu që eksperimenti përdor një fraksion të caktuar vëllimor të etanolit të hidratuar për të pastruar tre eterët e celulozës të përgatitur.
ndryshim.
Vendosni mostrën e eterit të celulozës të përgatitur me një cilësi të caktuar në një gotë, shtoni një sasi të caktuar etanoli 80% të parangrohur në 60 ℃ ~ 65 ℃ dhe mbajeni përzierjen mekanike në 60 ℃ ~ 65 ℃ në një përzierës magnetik me temperaturë konstante për 10 ℃ minuta. Lëreni supernatantin të thahet.
Në një gotë të pastër, përdorni nitrat argjendi për të kontrolluar për jonet e klorurit. Nëse ka një precipitat të bardhë, filtrojeni atë përmes një filtri qelqi dhe merrni substancën e ngurtë.
Përsëritni hapat e mëparshëm për pjesën e trupit, derisa filtrati pas shtimit të 1 pike tretësire AgNO3 të mos ketë më precipitat të bardhë, domethënë, pastrimi dhe larja të kenë përfunduar.
36
në (kryesisht për të hequr nënproduktin e reaksionit NaCl). Pas filtrimit me thithje, tharjes, ftohjes në temperaturën e dhomës dhe peshimit.
masë, g.
Metodat e Testimit dhe Karakterizimit për Eteret e Celulozës
Përcaktimi i Shkallës së Zëvendësimit (DS) dhe Shkallës Molare të Zëvendësimit (MS)
Përcaktimi i DS: Së pari, peshoni 0.2 g (saktësisht 0.1 mg) të mostrës së eterit të celulozës të pastruar dhe të tharë, treteni atë në
80 ml ujë të distiluar, të përzier në një banjë uji me temperaturë konstante në 30℃~40℃ për 10 minuta. Pastaj rregulloni me tretësirë acidi sulfurik ose tretësirë NaOH.
pH-in e tretësirës derisa pH-i i tretësirës të jetë 8. Pastaj, në një gotë të pajisur me një elektrodë pH-metri, përdorni një tretësirë standarde të acidit sulfurik.
Për të titruar, në kushte përzierjeje, vëzhgoni leximin e pH-matësit gjatë titrimit, kur vlera e pH-it të tretësirës është rregulluar në 3.74,
Titrimi mbaron. Vini re vëllimin e tretësirës standarde të acidit sulfurik të përdorur në këtë kohë.
Gjenerata:
Shuma e numrave të sipërm të protoneve dhe grupit hidroksietil
Raporti i numrit të protoneve të sipërme; I7 është masa e grupit metilen në grupin hidroksietil
Intensiteti i pikut të rezonancës së protonit; është intensiteti i pikut të rezonancës së protonit të 5 grupeve të metinës dhe një grupi metilen në njësinë e glukozës së celulozës.
Shuma.
Metodat e testimit të përshkruara për testimin e karakterizimit infra të kuq të tre etereve të celulozës CMC, HEC dhe HEECMC
Ligji
3.2.4.3 Testi XRD
Testi i Karakterizimit të Analizës së Difraksionit me Rreze X të Tre Etereve të Celulozës CMC, HEC dhe HEECMC
metoda e përshkruar e testimit.
3.2.4.4 Testimi i H-NMR
Spektrometri H NMR i HEC u mat me spektrometrin Avance400 H NMR të prodhuar nga BRUKER.
Duke përdorur dimetil sulfoksid të deuteruar si tretës, tretësira u testua me anë të spektroskopisë NMR me hidrogjen të lëngshëm. Frekuenca e testimit ishte 75.5 MHz.
E ngrohtë, tretësira është 0.5 ml.
3.3 Rezultatet dhe Analiza
3.3.1 Optimizimi i procesit të përgatitjes së CMC-së
Duke përdorur celulozën e pishës të nxjerrë në kapitullin e dytë si lëndë të parë dhe duke përdorur kloroacetat natriumi si agjent eterifikues, u miratua metoda e eksperimentit me një faktor të vetëm.
Procesi i përgatitjes së CMC u optimizua dhe variablat fillestare të eksperimentit u vendosën siç tregohet në Tabelën 3.3. Më poshtë është procesi i përgatitjes së HEC.
Në art, analiza e faktorëve të ndryshëm.
Tabela 3.3 Vlerat Fillestare të Faktorëve
Vlera fillestare e faktorit
Temperatura alkalizuese para trajtimit/℃ 40
Koha e alkalizimit para trajtimit/orë 1
Raporti i ngurtë-lëngshëm para trajtimit/(g/mL) 1:25
Përqendrimi i sodës para trajtimit/% 40
38
Temperatura e eterifikimit të fazës së parë/℃ 45
Koha e eterifikimit të fazës së parë/orë 1
Temperatura e eterifikimit të fazës së dytë/℃ 70
Koha e eterifikimit të fazës së dytë/orë 1
Doza bazë në fazën e eterifikimit/g2
Sasia e agjentit eterifikues në fazën e eterifikimit/g 4.3
Raporti i ngurtë-lëngshëm i eterifikuar/(g/mL) 1:15
3.3.1.1 Ndikimi i faktorëve të ndryshëm në shkallën e zëvendësimit të CMC në fazën e alkalizimit para trajtimit
1. Efekti i temperaturës së alkalizimit para trajtimit në shkallën e zëvendësimit të CMC-së
Për të marrë në konsideratë efektin e temperaturës së alkalizimit para trajtimit në shkallën e zëvendësimit në CMC-në e përftuar, në rastin e fiksimit të faktorëve të tjerë si vlera fillestare,
Nën këto kushte, diskutohet efekti i temperaturës së alkalizimit para trajtimit në shkallën e zëvendësimit të CMC-së, dhe rezultatet tregohen në Fig.
Temperatura alkalizuese para trajtimit/℃
Efekti i temperaturës alkalizuese të para-trajtimit në shkallën e zëvendësimit të CMC-së
Mund të shihet se shkalla e zëvendësimit të CMC rritet me rritjen e temperaturës së alkalizimit para trajtimit, dhe temperatura e alkalizimit është 30 °C.
Shkallët e mësipërme të zëvendësimit ulen me rritjen e temperaturës. Kjo ndodh sepse temperatura e alkalizimit është shumë e ulët dhe molekulat janë më pak aktive dhe të paafta për të
Shkatërroni në mënyrë efektive zonën kristalore të celulozës, gjë që e bën të vështirë hyrjen e agjentit eterifikues në brendësi të celulozës në fazën e eterifikimit, dhe shkalla e reagimit është relativisht e lartë.
e ulët, duke rezultuar në një shkallë më të ulët të zëvendësimit të produktit. Megjithatë, temperatura e alkalizimit nuk duhet të jetë shumë e lartë. Ndërsa temperatura rritet, nën veprimin e temperaturës së lartë dhe alkalit të fortë,
Celuloza është e prirur ndaj degradimit oksidativ, dhe shkalla e zëvendësimit të produktit CMC zvogëlohet.
2. Ndikimi i kohës së alkalinizimit para trajtimit në shkallën e zëvendësimit të CMC-së
Nën kushtin që temperatura e alkalizimit para trajtimit të jetë 30 °C dhe faktorë të tjerë të jenë vlerat fillestare, diskutohet efekti i kohës së alkalizimit para trajtimit në CMC.
Efekti i zëvendësimit. Shkalla e zëvendësimit
Koha e alkalizimit para trajtimit/orë
Efekti i kohës së alkalinizimit para trajtimit nëCMCshkallë zëvendësimi
Procesi i formimit në masë në vetvete është relativisht i shpejtë, por tretësira alkaline ka nevojë për një kohë të caktuar difuzioni në fibër.
Mund të shihet se kur koha e alkalizimit është 0.5-1.5 orë, shkalla e zëvendësimit të produktit rritet me rritjen e kohës së alkalizimit.
Shkalla e zëvendësimit të produktit të përftuar ishte më e larta kur koha ishte 1.5 orë, dhe shkalla e zëvendësimit u ul me rritjen e kohës pas 1.5 orësh. Kjo mund të
Mund të jetë sepse në fillim të alkalizimit, me zgjatjen e kohës së alkalizimit, infiltrimi i alkalit në celulozë është më i mjaftueshëm, në mënyrë që fibra
Struktura kryesore është më e relaksuar, duke rritur agjentin eterifikues dhe mjedisin aktiv.
Koha e postimit: 26 Prill 2024