1 Увод
Тренутно, главна сировина која се користи у припремицелулозни етарје памук, и његова производња опада, а цена такође расте;
Штавише, уобичајено коришћени етерификујући агенси као што су хлоросирћетна киселина (веома токсична) и етилен оксид (канцерогени) такође су штетнији за људски организам и животну средину. Књига
У овом поглављу, борова целулоза са релативном чистоћом већом од 90% екстрахована у другом поглављу користи се као сировина, а натријум хлороацетат и 2-хлороетанол се користе као замене.
Коришћење високо токсичне хлоросирћетне киселине као етерификационог средства, анјонскогкарбоксиметил целулоза (CMC), припремљена је нејонска хидроксиетил целулоза.
Целулоза (HEC) и мешана хидроксиетил карбоксиметил целулоза (HECMC) три целулозна етра. Један фактор
Технике припреме три целулозна етра су оптимизоване помоћу експеримената и ортогоналних експеримената, а синтетизовани целулозни етри су окарактерисани помоћу FT-IR, XRD, H-NMR итд.
Основе етерификације целулозе
Принцип етерификације целулозе може се поделити на два дела. Први део је процес алкализације, односно током реакције алкализације целулозе,
Равномерно диспергована у раствору NaOH, борова целулоза снажно бубри под дејством механичког мешања и ширењем воде
Велика количина малих молекула NaOH продрла је у унутрашњост борове целулозе и реаговала са хидроксилним групама на прстену структурне јединице глукозе,
Генерише алкалну целулозу, активни центар реакције етерификације.
Други део је процес етерификације, односно реакција између активног центра и натријум хлороацетата или 2-хлоретанола под алкалним условима, што резултира...
Истовремено, етерификујући агенс натријум хлороацетат и 2-хлороетанол ће такође произвести одређени степен воде под алкалним условима.
Споредне реакције се разлажу да би се створили натријум гликолат и етилен гликол, респективно.
2 Претходна обрада борове целулозе концентрованом алкалном декристализацијом
Прво, припремите одређену концентрацију раствора NaOH са дејонизованом водом. Затим, на одређеној температури, 2 г борових влакана
Витамин се раствара у одређеној запремини раствора NaOH, меша се одређено време, а затим филтрира за употребу.
Произвођач модела инструмента
Прецизни pH мерач
Магнетна мешалица са грејањем на константној температури колекторског типа
Вакуумска сушарка
Електронска равнотежа
Вишенаменска вакуум пумпа са циркулишућом водом
Инфрацрвени спектрометар са Фуријеовом трансформацијом
Рендгенски дифрактометр
Нуклеарни магнетни резонантни спектрометар
Хангџоу Аолилонг Инструмент Ко., Лтд.
Хангџоу Хуичуанг Инструмент Еквипмент Ко., Лтд.
Шангајска компанија за експерименталну опрему Јингхонг, Лтд.
МЕТЛЕР ТОЛЕДО Инструментс (Шангај) Ко., Лтд.
Хангџоу Давид Наука и образовање Инструмент Ко., Лтд.
Америчка компанија Thermo Fisher Co., Ltd.
Америчка термоелектрична компанија Швајцарска ARL
Швајцарска компанија BRUKER
35
Припрема CMC-а
Коришћењем алкалне целулозе од боровог дрвета претходно третиране концентрованом алкалном декристализацијом као сировине, коришћењем етанола као растварача и коришћењем натријум хлороацетата као етерификације
КМЦ са вишим DS је припремљен двоструким додавањем алкалије и двоструким додавањем етерификационог средства. Додати 2 г алкалне целулозе од боровог дрвета у тиквицу са четири грла, затим додати одређену запремину етанола као растварача и добро мешати 30 минута.
отприлике, тако да се алкална целулоза потпуно диспергује. Затим се дода одређена количина алкалног средства и натријум хлороацетата да реагује током одређеног временског периода на одређеној температури етерификације.
Након времена, следи други додавање алкалног средства и натријум хлороацетата, након чега следи етерификација током одређеног временског периода. Након завршетка реакције, охладити и охладити, затим
Неутралисати одговарајућом количином ледене сирћетне киселине, затим филтрирати усисавањем, испрати и осушити.
Припрема HEC-ова
Коришћењем алкалне целулозе од боровог дрвета претходно третиране концентрованом алкалном декристализацијом као сировине, етанола као растварача и 2-хлороетанола као етерификације
ХЕЦ са вишим MS је припремљен двоструким додавањем алкалије и двоструким додавањем етерификационог средства. Додати 2 г алкалне целулозе од боровог дрвета у тиквицу са четири грла, додати одређену запремину етанола од 90% (запремински удео), промешати.
Мешајте неко време да се потпуно раствори, затим додајте одређену количину алкалије и полако загрејте, додајте одређену запремину 2-
Хлоретанол, етерификован на константној температури током одређеног временског периода, а затим додат преостали натријум хидроксид и 2-хлоретанол да би се етерификација наставила током одређеног временског периода.
Након завршетка реакције, неутралисати одређеном количином глацијалне сирћетне киселине, и на крају филтрирати стакленим филтером (Г3), испрати и осушити.
Припрема HEMCC-а
Користећи HEC припремљен у 3.2.3.4 као сировину, етанол као реакциону средину и натријум хлороацетат као етерификационо средство за припрему
ХЕЦМК. Специфичан поступак је: узети одређену количину ХЕЦ-а, ставити је у тиквицу са четири грла од 100 мл, а затим додати одређену количину запремине
90% етанола, механички мешати неко време да се потпуно диспергује, додати одређену количину алкалије након загревања и полако додати
Натријум хлороацетат, етерификација на константној температури се завршава након одређеног временског периода. Након што је реакција завршена, неутралише се леденом сирћетном киселином, а затим се користи стаклени филтер (G3).
Након филтрације усисавањем, прања и сушења.
Пречишћавање целулозних етара
У процесу производње целулозног етра често се производе неки нуспроизводи, углавном неорганска со натријум хлорид и неки други
нечистоће. Да би се побољшао квалитет целулозног етра, спроведено је једноставно пречишћавање добијеног целулозног етра. јер се налазе у води
Постоје различите растворљивости, тако да експеримент користи одређени запремински удео хидратисаног етанола за пречишћавање припремљених три целулозна етра.
промена.
Узорак целулозног етра припремљен одређеног квалитета ставите у чашу, додајте одређену количину 80% етанола који је претходно загрејан на 60 ℃ ~ 65 ℃ и одржавајте механичко мешање на 60 ℃ ~ 65 ℃ на магнетној мешалици са константном температуром током 10 ℃ минута. Супернатант оставите да се осуши.
У чистој чаши, користите сребрни нитрат да проверите присуство хлоридних јона. Ако се појави бели талог, филтрирајте га кроз стаклени филтер и извадите чврсту супстанцу.
Понављајте претходне кораке за део тела, све док филтрат након додавања 1 капи раствора AgNO3 не престане да има бели талог, односно док се пречишћавање и прање не заврше.
36
у (углавном да би се уклонио нуспроизвод реакције NaCl). Након филтрације усисавањем, сушења, хлађења до собне температуре и мерења.
маса, г.
Методе испитивања и карактеризације целулозних етара
Одређивање степена супституције (DS) и моларног степена супституције (MS)
Одређивање DS: Прво, измерити 0,2 г (тачно до 0,1 мг) пречишћеног и осушеног узорка целулозног етра, растворити га у
80 мл дестиловане воде, мешано у воденом купатилу константне температуре на 30℃~40℃ током 10 минута. Затим се дода раствор сумпорне киселине или раствор NaOH.
pH раствора док pH раствора не буде 8. Затим, у чаши опремљеној pH метрском електродом, користите стандардни раствор сумпорне киселине.
За титрацију, уз мешање, пратите очитавање pH метра током титрације, када се pH вредност раствора подеси на 3,74,
Титрација је завршена. Забележите запремину стандардног раствора сумпорне киселине који је у овом тренутку коришћен.
Генерација:
Збир горњих протонских бројева и хидроксиетил групе
Однос броја горњих протона; I7 је маса метиленске групе на хидроксиетил групи
Интензитет пика протонске резонанције; је интензитет пика протонске резонанције 5 метинских група и једне метиленске групе на целулозно-глукозној јединици
Збир.
Методе испитивања описане за инфрацрвено карактеризационо испитивање три целулозна етра CMC, HEC и HEECMC
Право
3.2.4.3 Рентгенски дифрактограм
Тест карактеризације три целулозна етра CMC, HEC и HEECMC рендгенском дифракцијом
описана метода испитивања.
3.2.4.4 Тестирање H-NMR
H NMR спектрометар HEC-а је мерен помоћу Avance400 H NMR спектрометра произвођача BRUKER.
Користећи деутеризовани диметил сулфоксид као растварач, раствор је тестиран NMR спектроскопијом течног водоника. Фреквенција тестирања била је 75,5 MHz.
Топло, раствор је 0,5 мл.
3.3 Резултати и анализа
3.3.1 Оптимизација процеса припреме CMC-а
Користећи борову целулозу екстраховану у другом поглављу као сировину, и користећи натријум хлороацетат као етерификационо средство, усвојен је метод експеримента са једним фактором,
Процес припреме CMC-а је оптимизован, а почетне варијабле експеримента су подешене као што је приказано у Табели 3.3. Следи процес припреме HEC-а.
У уметности, анализа различитих фактора.
Табела 3.3 Почетне вредности фактора
Фактор Почетна вредност
Температура алкализације претходних третмана/℃ 40
Време алкализације пре третмана/х 1
Однос чврсте и течне материје пре третмана/(г/мл) 1:25
Концентрација луга пре третмана/% 40
38
Температура етерификације у првој фази / ℃ 45
Време етерификације прве фазе/х 1
Температура етерификације друге фазе/℃ 70
Време етерификације друге фазе/х 1
Основна доза у фази етерификације/г 2
Количина етерификујућег средства у фази етерификације/г 4,3
Однос етеризоване чврсте и течне фазе/(г/мл) 1:15
3.3.1.1 Утицај различитих фактора на степен супституције CMC-ом у фази алкализације пре третмана
1. Утицај температуре алкализације пре обраде на степен супституције CMC-а
Да би се размотрио утицај температуре алкализације пре обраде на степен супституције у добијеној CMC, у случају фиксирања других фактора као почетних вредности,
Под датим условима, разматран је утицај температуре алкализације претходне обраде на степен супституције CMC-ом, а резултати су приказани на слици.
Температура алкализације пре третмана/℃
Утицај температуре алкализације претходне обраде на степен супституције CMC-ом
Може се видети да степен супституције CMC-а расте са повећањем температуре алкализације пре обраде, а температура алкализације је 30 °C.
Горе наведени степени супституције се смањују са повећањем температуре. То је зато што је температура алкализације прениска, а молекули су мање активни и неспособни да
Ефикасно уништава кристалну површину целулозе, што отежава етерификационом агенсу да уђе у унутрашњост целулозе у фази етерификације, а степен реакције је релативно висок.
ниско, што резултира нижим степеном супституције производа. Међутим, температура алкализације не би требало да буде превисока. Како температура расте, под дејством високе температуре и јаких алкалија,
Целулоза је склона оксидативној разградњи, а степен супституције производа CMC се смањује.
2. Утицај времена алкализације претходне обраде на степен супституције CMC-ом
Под условом да је температура алкализације пре обраде 30 °C и да су други фактори почетне вредности, разматра се утицај времена алкализације пре обраде на CMC.
Ефекат супституције. Степен супституције
Време алкализације пре третмана/х
Утицај времена алкализације пре третмана наЦМЦстепен супституције
Сам процес повећања масе је релативно брз, али алкалном раствору је потребно одређено време дифузије у влакну.
Може се видети да када је време алкализације 0,5-1,5 сати, степен супституције производа расте са повећањем времена алкализације.
Степен супституције добијеног производа био је највећи када је време било 1,5 сати, а степен супституције се смањивао са повећањем времена након 1,5 сати. Ово може
То може бити зато што је на почетку алкализације, са продужењем времена алкализације, инфилтрација алкалија у целулозу довољнија, тако да влакна
Главна структура је опуштенија, повећавајући етерификујући агенс и активни медијум
Време објаве: 26. април 2024.