1 Ìfihàn
Lọ́wọ́lọ́wọ́, àwọn ohun èlò pàtàkì tí a ń lò nínú ìpèsècellulose etherowu ni, ati pe iṣelọpọ rẹ n dinku, ati pe idiyele naa tun n dide;
Jù bẹ́ẹ̀ lọ, àwọn ohun èlò etherifying tí a sábà máa ń lò bíi chloroacetic acid (tó léwu púpọ̀) àti ethylene oxide (akànṣe àrùn jẹjẹrẹ) tún léwu sí ara ènìyàn àti àyíká.
Nínú orí yìí, a lo pine cellulose pẹ̀lú ìwẹ̀nùmọ́ tó ju 90% lọ tí a yọ jáde nínú orí kejì gẹ́gẹ́ bí ohun èlò aise, a sì lo sodium chloroacetate àti 2-chloroethanol gẹ́gẹ́ bí àfikún.
Lilo chloroacetic acid to lewu pupọ gẹgẹbi aṣoju etherifying, anioniccellulose carboxymethyl (CMC), a ṣe àwọn cellulose hydroxyethyl ti kii ṣe ionic.
Sẹ́lúúlòsì (HEC) àti àdàpọ̀ hydroxyethyl carboxymethyl cellulose (HECMC) àwọn sẹ́ẹ̀lì mẹ́ta.
Àwọn ọ̀nà ìpèsè àwọn ether cellulose mẹ́ta ni a ṣe àtúnṣe sí nípa lílo àwọn àyẹ̀wò àti àwọn àyẹ̀wò orthogonal, àti pé àwọn ether cellulose tí a ṣe àgbékalẹ̀ ni a fi FT-IR, XRD, H-NMR, àti bẹ́ẹ̀ bẹ́ẹ̀ lọ ṣe àfihàn.
Awọn ipilẹ ti etherification cellulose
A le pin ilana ti etherification cellulose si awọn apakan meji. Apa akọkọ ni ilana alkalization, iyẹn ni, lakoko iṣe alkalization ti cellulose,
Bí a ṣe fọ́nká sínú omi NaOH, pine cellulose máa ń wú gidigidi lábẹ́ ìṣiṣẹ́ ìfọ́nká ẹ̀rọ, àti pẹ̀lú ìfẹ̀sí omi.
Ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn molecule kékeré NaOH wọ inú pine cellulose, wọ́n sì ṣe àgbékalẹ̀ pẹ̀lú àwọn ẹgbẹ́ hydroxyl lórí òrùka ti ẹ̀ka ìṣètò glucose,
Ó ń mú kí sẹ́lúsílì alkali jáde, èyí tí í ṣe àárín gbùngbùn ìṣiṣẹ́ etherification.
Apá kejì ni ilana etherification, iyẹn ni, iṣe laarin aarin ti nṣiṣe lọwọ ati sodium chloroacetate tabi 2-chloroethanol labẹ awọn ipo alkaline, ti o yorisi
Ní àkókò kan náà, ohun èlò tí ó ń mú kí etherifying sodium chloroacetate àti 2-chloroethanol yóò tún mú omi kan jáde lábẹ́ àwọn ipò alkaline.
Àwọn ìṣesí ẹ̀gbẹ́ ni a ti yanjú láti mú sodium glycolate àti ethylene glycol jáde, lẹ́sẹẹsẹ.
2 Ìtọ́jú sẹ́ẹ̀lì pine tí a ti gbóná sí alkali tí a ti gbóná tẹ́lẹ̀
Àkọ́kọ́, pèsè ìwọ̀n omi NaOH kan pẹ̀lú omi tí a ti yọ ion kúrò. Lẹ́yìn náà, ní ìwọ̀n otútù kan, 2g ti okùn pine
A máa yọ́ Vitamin náà nínú omi NaOH kan, a máa pò ó fún ìgbà díẹ̀, lẹ́yìn náà a máa yọ́ ọ fún lílò.
Olùpèsè Àwòṣe Ohun Èlò
Mita pH konge
Iru alakojo nigbagbogbo alapapo iwọn otutu oofa stirrer
Ààrò gbígbẹ afẹ́fẹ́
Iwọ̀ntúnwọ̀nsì ẹ̀rọ itanna
Ṣiṣan omi iru fifa fifa fifa olona-idi pupọ
Spectrometer Infrared Fourier Transform
Mita diffractometer X-ray
Oníwọ̀n Ìṣàfihàn Àtúnṣe Oorùn Agbára Agbára Nuclear Magnetic Spectrometer
Hangzhou Aolilong Instrument Co., Ltd.
Ilé-iṣẹ́ Ohun Èlò Ohun Èlò Huichuang ti Hangzhou, Ltd.
Shanghai Jinghong Experimental Equipment Co., Ltd.
Ilé-iṣẹ́ METTLER TOLEDO Instruments (Shanghai) Ltd.
Ilé-iṣẹ́ Ìmọ̀ Sáyẹ́ǹsì àti Ẹ̀kọ́ ní Hangzhou David, Ltd.
Ile-iṣẹ Thermo Fisher ti Amẹrika, Ltd.
Ile-iṣẹ Thermoelectric ti Amẹrika Switzerland ARL
Ilé-iṣẹ́ Switzerland BRUKER
35
Igbaradi ti awọn CMC
Lílo cellulose alkali igi pine tí a ti tọ́jú tẹ́lẹ̀ nípasẹ̀ ìdènà alkali tí a kójọpọ̀ gẹ́gẹ́ bí ohun èlò aise, lílo ethanol gẹ́gẹ́ bí ohun èlò tí a fi ń pò nǹkan àti lílo sodium chloroacetate gẹ́gẹ́ bí etherification
A ṣe CMC pẹlu DS ti o ga julọ nipa fifi alkali kun lẹẹmeji ati ohun elo etherifying lẹẹmeji. Fi 2g ti cellulose alkali igi pine sinu igo oni-ọrùn mẹrin, lẹhinna fi iwọn didun ethanol kan kun, ki o si dapọ daradara fun iṣẹju 30.
nípa rẹ̀, kí cellulose alkali lè túká pátápátá. Lẹ́yìn náà, fi iye kan ti agent alkali àti sodium chloroacetate kún un láti ṣe àtúnṣe fún ìgbà díẹ̀ ní iwọ̀n otútù etherification kan pàtó.
Lẹ́yìn àkókò díẹ̀, a tún fi aṣojú alkaline àti sodium chloroacetate kún un lẹ́ẹ̀kejì, lẹ́yìn náà a tún fi etherification kún un fún ìgbà díẹ̀. Lẹ́yìn tí ìhùwàpadà náà bá ti parí, tutù kí o sì tutù, lẹ́yìn náà, a tún fi etherification kún un.
Fi ìwọ̀n glacial acetic acid tó yẹ sí i, lẹ́yìn náà, fi àlẹ̀mọ́ fífà omi sí i, wẹ̀ kí o sì gbẹ ẹ́.
Igbaradi ti HECs
Lilo cellulose alkali igi pine ti a ti fi alkali decrystallization ti a kojọ tẹlẹ ṣe itọju rẹ gẹgẹbi ohun elo aise, ethanol gẹgẹbi solvent ati 2-chloroethanol gẹgẹbi etherification
A ṣe HEC pẹ̀lú MS tó ga jùlọ nípa fífi alkali kún un lẹ́ẹ̀mejì àti ohun èlò ìtújáde etherifying lẹ́ẹ̀mejì. Fi 2g ti pine wood alkali cellulose sinu ìgò onírun mẹ́rin kan, kí o sì fi ìwọ̀n 90% (ìpín ìwọ̀n) ethanol kan kún un, da a pọ̀ mọ́ra.
Dapọ fun igba diẹ lati tan kaakiri patapata, lẹhinna fi iye alkali kan kun, ki o si gbona diẹdiẹ, fi iwọn didun kan ti 2-
Chloroethanol, tí a ti tú jáde ní iwọ̀n otútù tí ó dúró déédéé fún ìgbà díẹ̀, lẹ́yìn náà, a fi sodium hydroxide tí ó kù àti 2-chloroethanol kún un láti tẹ̀síwájú nínú ìtújáde etherification fún ìgbà díẹ̀.
Lẹ́yìn tí ìṣiṣẹ́ náà bá ti parí, fi ìwọ̀n glacial acetic acid kan yọ̀ ọ́, kí o sì fi àlẹ̀mọ́ gilasi (G3) yọ̀ ọ́, kí o fọ̀ ọ́, kí o sì gbẹ ẹ́.
Igbaradi ti HEMCC
Lílo HEC tí a pèsè ní 3.2.3.4 gẹ́gẹ́ bí ohun èlò aise, ethanol gẹ́gẹ́ bí ohun èlò ìṣesí, àti sodium chloroacetate gẹ́gẹ́ bí ohun èlò etherifying láti pèsè
HECMC. Ilana pataki naa ni: mu iye HEC kan, fi sinu ago onirun mẹrin 100 mL, lẹhinna fi iwọn didun kan kun.
90% ethanol, a da a po fun igba diẹ lati jẹ ki o tan kaakiri patapata, a fi iye alkali kan kun lẹhin igbona, a si fi sii diẹdiẹ.
Sodium chloroacetate, etherification ni iwọn otutu deedee dopin lẹhin akoko kan. Lẹhin ti iṣe naa ba ti pari, yọ kuro pẹlu glacial acetic acid lati dinku rẹ, lẹhinna lo àlẹmọ gilasi (G3)
Lẹ́yìn ìfọ́ omi, fífọ àti gbígbẹ.
Ìwẹ̀nùmọ́ àwọn ether cellulose
Nínú ìlànà ìpèsè cellulose ether, a sábà máa ń ṣe àwọn ohun tí a yọ kúrò nínú rẹ̀, pàápàá jùlọ iyọ̀ aláìlágbára sodium chloride àti àwọn nǹkan mìíràn
Àwọn ohun ìdọ̀tí. Láti mú kí dídára cellulose ether sunwọ̀n síi, wọ́n ṣe ìwẹ̀nùmọ́ díẹ̀ lórí cellulose ether tí a rí. Nítorí wọ́n wà nínú omi.
Oríṣiríṣi ọ̀nà tí ó lè yọ́ ló wà, nítorí náà, ìdánwò náà lo ìwọ̀n kan pàtó ti ethanol tí a fi omi ṣan láti sọ àwọn èétán cellulose mẹ́ta tí a ti pèsè di mímọ́.
ìyípadà.
Fi ayẹwo cellulose ether ti a pese pẹlu didara kan sinu beaker kan, fi iye kan ti ethanol 80% ti a ti fi gbona si 60 ℃ ~ 65 ℃, ki o si tọju sisẹ ẹrọ ni 60 ℃ ~ 65 ℃ lori ẹrọ magnetic alapapo otutu igbagbogbo fun iṣẹju 10 ℃. Mu supernatant naa gbẹ.
Nínú ìgò tí ó mọ́, lo silver nitrate láti ṣàyẹ̀wò fún àwọn ion chloride. Tí ìṣàn funfun bá wà, yọ ọ́ kúrò nínú àlẹ̀mọ́ dígí kí o sì mú ohun tí ó rọ̀ mọ́ ọn náà.
Tún àwọn ìgbésẹ̀ tó ti kọjá ṣe fún apá ara, títí tí àlẹ̀mọ́ lẹ́yìn tí a bá fi omi AgNO3 kan kún un kò fi ní jẹ́ kí ó rọ̀ sílẹ̀, ìyẹn ni pé, ìwẹ̀nùmọ́ àti fífọ náà yóò parí.
36
sinu (pataki lati yọ NaCl kuro ninu iṣẹda ti o wa lati inu rẹ). Lẹhin sisẹ, gbigbẹ, tutu si iwọn otutu yara ati wiwọn.
ibi-iní, g.
Àwọn Ọ̀nà Ìdánwò àti Ìṣàfihàn fún Cellulose Ethers
Ìpinnu Ìpele Ìyípadà (DS) àti Ìpele Ìyípadà Molar (MS)
Ìpinnu DS: Àkọ́kọ́, wọn 0.2 g (tó péye sí 0.1 mg) ti àyẹ̀wò ether cellulose tí a ti sọ di mímọ́ àti tí a ti gbẹ, kí o sì yọ́ ọ sínú
80mL omi tí a ti yọ omi kúrò, a da a sinu omi ìwẹ̀ tí ó gbóná déédé ní 30℃ ~ 40℃ fún ìṣẹ́jú 10. Lẹ́yìn náà, ṣe àtúnṣe pẹ̀lú omi sulfuric acid tàbí omi NaOH.
pH ti ojutu naa titi pH ti ojutu naa yoo fi di 8. Lẹhinna ninu beaker ti a ni elekitirodu mita pH kan, lo ojutu boṣewa ti sulfuric acid
Láti ṣe ìtúpalẹ̀, lábẹ́ àwọn ipò ìrú, kíyèsí kíkà pH mita nígbà tí o bá ń ṣe ìtúpalẹ̀, nígbà tí a bá ṣe àtúnṣe pH ti omi náà sí 3.74,
Títration náà parí. Ṣàkíyèsí iye omi sulfuric acid tí a lò ní àkókò yìí.
Ìran:
Àròpọ̀ àwọn nọ́mbà proton òkè àti ẹgbẹ́ hydroxyethyl
Ìpíndọ́gba iye àwọn proton òkè; I7 ni ìwọ̀n ẹgbẹ́ methylene lórí ẹgbẹ́ hydroxyethyl
Líle koko ìró proton; ni agbara ti oke ìró proton ti awọn ẹgbẹ methine marun ati ẹgbẹ methylene kan lori ẹyọ glucose cellulose
Àròpọ̀.
Àwọn ọ̀nà ìdánwò tí a ṣàlàyé fún ìdánwò ìṣàfihàn infurarẹẹdi ti àwọn cellulose ethers mẹ́ta CMC, HEC àti HEECMC
Òfin
3.2.4.3 Idanwo XRD
Ìwádìí Ìṣàyẹ̀wò Ìyàtọ̀ X-ray ti Àwọn Cellulose Ethers Mẹ́ta CMC, HEC àti HEECMC
ọ̀nà ìdánwò tí a ṣàlàyé.
3.2.4.4 Idanwo H-NMR
A wọn spectrometer H NMR ti HEC nipasẹ Avance400 H NMR spectrometer ti BRUKER ṣe.
Nípa lílo deuterated dimethyl sulfoxide gẹ́gẹ́ bí solvent, a dán ojutuu náà wò pẹ̀lú omi hydrogen NMR spectroscopy. Ìwọ̀n ìgbà tí idanwo náà wáyé jẹ́ 75.5MHz.
Gbona, ojutu naa jẹ 0.5 milimita.
3.3 Àwọn Èsì àti Ìṣàyẹ̀wò
3.3.1 Ṣíṣe àtúnṣe sí ilana ìmúrasílẹ̀ CMC
Nípa lílo pine cellulose tí a yọ jáde ní orí kejì gẹ́gẹ́ bí ohun èlò aise, àti lílo sodium chloroacetate gẹ́gẹ́ bí ohun èlò etherifying, a gba ọ̀nà ìwádìí onípele kan ṣoṣo.
A ṣe àtúnṣe sí ilana igbaradi ti CMC, a sì ṣètò àwọn oniyipada àkọ́kọ́ ti idanwo naa gẹ́gẹ́ bí a ṣe fihàn nínú Táblì 3.3. Èyí tí ó tẹ̀lé ni ilana igbaradi HEC.
Nínú iṣẹ́ ọnà, ìṣàyẹ̀wò onírúurú nǹkan.
Táblì 3.3 Àwọn Ìwọ̀n Okùnfà Àkọ́kọ́
Àwọn okùnfà Iye àkọ́kọ́
Itoju alkali iwọn otutu/℃ 40
Àkókò ìtọ́jú ṣáájú àkókò alkali/h 1
Ìpíndọ́gba omi líle-okun ṣáájú ìtọ́jú/(g/mL) 1:25
Ìwọ̀n omi tí a fi lọ̀ kí a tó tọ́jú/% 40
38
Ipele akọkọ ti iwọn otutu etherification / ℃ 45
Àkókò ìfọwọ́sowọ́pọ̀ ìpele àkọ́kọ́/h 1
Ipele keji iwọn otutu etherification / ℃ 70
Àkókò ìfàsẹ́yìn ìpele kejì/h 1
Iwọn ipilẹ ni ipele etherification/g 2
Iye ohun èlò etherifying ní ìpele etherification/g 4.3
Ìpíndọ́gba omi líle tí a ti dá sílẹ̀/(g/mL) 1:15
3.3.1.1 Ipa ti awọn ifosiwewe oriṣiriṣi lori iwọn rirọpo CMC ni ipele alkalisi ṣaaju itọju
1. Ipa ti iwọn otutu alkalisiti ṣaaju itọju lori iwọn rirọpo ti CMC
Láti lè ronú nípa ipa tí ìwọ̀n otútù alkali tí a ti ṣe ṣáájú ìtọ́jú ní lórí ìwọ̀n ìyípadà nínú CMC tí a rí, ní ti títúnṣe àwọn nǹkan mìíràn gẹ́gẹ́ bí iye àkọ́kọ́,
Lábẹ́ àwọn ipò náà, a jíròrò ipa ti iwọn otutu alkalization pretreatment lórí ìpele ìyípadà CMC, àti àwọn àbájáde náà ni a fihàn nínú Àwòrán.
Itoju alkali iwọn otutu / ℃
Ipa ti iwọn otutu alkali ṣaaju itọju lori iwọn iyipada CMC
A le rii pe iwọn iyipada CMC n pọ si pẹlu ilosoke iwọn otutu alkali ṣaaju itọju, ati iwọn otutu alkali naa jẹ 30 °C.
Àwọn ìwọ̀n ìyípadà tí a kọ sí òkè yìí máa ń dínkù bí iwọ̀n otútù bá ń pọ̀ sí i. Èyí jẹ́ nítorí pé iwọ̀n otútù alkali náà kéré jù, àwọn molecule náà kò sì ṣiṣẹ́ dáadáa, wọn kò sì lè ṣe é
Pa agbegbe kirisita ti cellulose run daradara, eyiti o jẹ ki o nira fun oluranlowo etherifying lati wọ inu cellulose ni ipele etherification, ati pe iwọn iṣe naa ga pupọ.
Ó kéré, èyí tí yóò yọrí sí ìwọ̀n ìyípadà ọjà tí ó kéré sí i. Síbẹ̀síbẹ̀, ìwọ̀n otútù alkali kò gbọdọ̀ ga jù. Bí ìwọ̀n otútù náà ṣe ń pọ̀ sí i, lábẹ́ ìṣiṣẹ́ ooru gíga àti alkali alágbára,
Sẹ́lúúlòsì máa ń jẹ́ kí ó bàjẹ́, àti pé ìwọ̀n ìyípadà ọjà CMC máa ń dínkù.
2. Ipa ti akoko alkalinising ṣaaju itọju lori iwọn iyipada CMC
Lábẹ́ ipò pé ìwọ̀n otútù alkali tí a ti ṣe ṣáájú ìtọ́jú jẹ́ 30 °C àti àwọn ohun mìíràn ni àwọn iye àkọ́kọ́, a jíròrò ipa tí àkókò alkali tí a ti ṣe ṣáájú ìtọ́jú ní lórí CMC.
Àkóbá ìyípadà. Ìwọ̀n ìyípadà
Akoko alkali ṣaaju itọju/h
Ipa ti akoko alkalinising ṣaaju itọju loriCMCìpele àyípadà
Ìlànà ìlọ́po ara rẹ̀ yára díẹ̀, ṣùgbọ́n omi alkali nílò àkókò ìtànkálẹ̀ kan nínú okùn náà.
A le rii pe nigbati akoko alkali ba jẹ wakati 0.5-1.5, iwọn rirọpo ọja naa pọ si pẹlu ilosoke akoko alkali.
Iwọn rirọpo ọja ti a gba ga julọ nigbati akoko naa jẹ wakati 1.5, ati iwọn rirọpo dinku pẹlu ilosoke akoko lẹhin wakati 1.5. Eyi le ṣee ṣe.
Ó lè jẹ́ nítorí pé ní ìbẹ̀rẹ̀ alkali, pẹ̀lú ìgbà pípẹ́ tí alkali bá ń gùn sí i, wíwọ alkali sínú cellulose ti tó, kí okùn náà lè máa gbóná sí i.
Eto ipilẹ naa jẹ diẹ sii ni isinmi, o mu ki oluranlowo etherifying ati alabọde ti nṣiṣe lọwọ pọ si
Àkókò ìfìwéránṣẹ́: Oṣù Kẹrin-26-2024