تحضير إيثرات السليلوز

1 مقدمة

في الوقت الحاضر ، المادة الخام الرئيسية المستخدمة في إعدادالسليلوز الأثيرهو القطن ، وناتجه يتراجع ، والسعر يرتفع أيضًا ؛

علاوة على ذلك ، فإن عوامل الأثير الشائعة الاستخدام مثل حمض الكلوروسيتيك (سامة للغاية) وأكسيد الإيثيلين (السرطاني) هي أيضًا أكثر ضررًا لجسم الإنسان والبيئة. كتاب

في هذا الفصل ، يتم استخدام السليلوز الصنوبر مع نقاء نسبي لأكثر من 90 ٪ المستخرجة في الفصل الثاني كمواد خام ، ويستخدم كلوروسيتات الصوديوم والكلورو إيثانول كبديل.

باستخدام حمض الكلوروسيتيك شديد السمية كعامل الأثير ، أنيونيالسليلوز الكربوكميثيل (CMC)، تم تحضير هيدروكسي إيثيل السليلوز.

السليلوز (HEC) والهيدروكسي إيثيل كربوكسي ميثيل السليلوز (HECMC) ثلاثة إيثرات السليلوز. عامل واحد

تم تحسين تقنيات التحضير لثلاثة إيثرات السليلوز عن طريق التجارب والتجارب المتعامدة ، وتميزت إيثرات السليلوز المصنفة بـ FT-IR ، XRD ، H-NMR ، إلخ.

أساسيات الأثير السليلوز

يمكن تقسيم مبدأ الأثير السليلوز إلى جزأين. الجزء الأول هو عملية القلوية ، أي أثناء تفاعل قلوية السليلوز ،

تم تفريقه بالتساوي في محلول هيدروكسيد الصوديوم ، يتضخم السليلوز الصنوبر بعنف تحت عمل التحريك الميكانيكي ، وتوسيع الماء

تم اختراق كمية كبيرة من الجزيئات الصغيرة من هيدروكسيد الصوديوم في الجزء الداخلي من السليلوز الصنوبر ، وتفاعل مع مجموعات الهيدروكسيل على حلقة الوحدة الهيكلية للجلوكوز ،

يولد السليلوز القلوي ، المركز النشط لتفاعل الأثير.

الجزء الثاني هو عملية التحويل الأثير ، أي رد الفعل بين المركز النشط وكلوروسيتات الصوديوم أو 2-كلورو إيثانول في ظل ظروف القلوية ، مما يؤدي إلى

في الوقت نفسه ، سوف ينتج كلوروسيتات الصوديوم المعتدل و 2-كلورو إيثانول درجة معينة من الماء في ظل الظروف القلوية.

يتم حل التفاعلات الجانبية لتوليد جليكولت الصوديوم والجليكول الإيثيلين ، على التوالي.

2 المعالجة المركزة لتفكك القلويات من السليلوز الصنوبر

أولاً ، قم بإعداد تركيز معين من محلول هيدروكسيد الصوديوم مع الماء منزوع الأيونات. ثم ، في درجة حرارة معينة ، 2 جم من ألياف الصنوبر

يتم إذابة الفيتامين في حجم معين من محلول هيدروكسيد الصوديوم ، ويتم تحريكه لفترة من الزمن ، ثم يتم ترشيحه للاستخدام.

الشركة المصنعة لأدوات الصك

مقياس درجة الحموضة الدقة

نوع جامع درجة الحرارة الثابتة التدفئة المغناطيسية

فرن تجفيف الفراغ

التوازن الإلكتروني

تداول مضخة فراغ متعددة الأغراض تداول

فورييه تحويل مطياف الأشعة تحت الحمراء

مقياس حيود الأشعة السينية

مطياف الرنين المغناطيسي النووي

شركة Hangzhou Aolilong Instrument ، Ltd.

شركة Hangzhou Huichuang Equipment Co. ، Ltd.

شنغهاي جينغهونغ المعدات التجريبية المحدودة

Mettler Toledo Instruments (Shanghai) Co. ، Ltd.

شركة Hangzhou David Science and Education Co. ، Ltd.

American Thermo Fisher Co. ، Ltd.

شركة سويسرا الحرارية الأمريكية كهروغرافية ARL

شركة سويسرية بروكر

35

إعداد CMCs

باستخدام خشب الصنوبر القلوي السليلوز المعالج بواسطة التهاب البلورة القلوية المركزة كمواد خام ، باستخدام الإيثانول كمذيب واستخدام كلوروسيتات الصوديوم مثل الأثير

تم تحضير CMC مع DS أعلى من خلال إضافة القلويات مرتين وعامل الأثير مرتين. أضف 2 جرام من السليلوز القلوي الخشب الصنوبر إلى القارورة ذات العنق بأربعة عنق ، ثم أضف حجمًا معينًا من مذيب الإيثانول ، ويُحرَّك جيدًا لمدة 30 دقيقة

حول ، بحيث يتم تشتت السليلوز القلوي بالكامل. ثم أضف كمية معينة من العامل القلوي وكلوروسيتات الصوديوم للتفاعل لفترة زمنية في درجة حرارة أثير معينة

بعد الوقت ، إضافة ثانية من عامل القلوية وكلوروسيتات الصوديوم تليها الأثير لفترة من الزمن. بعد انتهاء التفاعل ، تبرد ويبرد ، ثم

تحييد مع كمية مناسبة من حمض الأسيتيك الجليدي ، ثم مرشح الشفط ، يغسل وجفاف.

تحضير HECs

باستخدام خشب الصنوبر القلوي السليلوز المعالجة مع فك التشفير القلوي المركزة كمواد خام ، واليثانول كمذيب و 2-كلوروثانول كأثير الأثير

تم تحضير HEC مع ارتفاع MS عن طريق إضافة القلويات مرتين وعامل الأثير مرتين. أضف 2 جرام من السليلوز الخشب الخشب القلوي إلى قارورة بأربعة عنق ، وأضف حجمًا معينًا من الإيثانول 90 ٪ (حجم الحجم) ، ضجة

ضجة لفترة من الوقت لتفريق كامل ، ثم إضافة كمية معينة من القلويات ، وتسخين ببطء ، أضف حجمًا معينًا من 2-

الكلوروثانول ، الأثير في درجة حرارة ثابتة لفترة من الزمن ، ثم أضاف هيدروكسيد الصوديوم المتبقي و 2-كلورو إيثانول لمواصلة الأثير لفترة من الزمن. يعامل

بعد اكتمال التفاعل ، تحييد كمية معينة من حمض الأسيتيك الجليدي ، وأخيراً تصفية مع مرشح زجاجي (G3) ، والغسل ، والجفاف.

تحضير HEMCC

باستخدام HEC تم إعداد

HECMC. العملية المحددة هي: خذ كمية معينة من HEC ، ووضعها في قارورة بحجم 100 مل ، ثم أضف كمية معينة من الحجم

90 ٪ من الإيثانول ، تحريك ميكانيكيا لفترة من الوقت لجعله مشتت بالكامل ، وأضف كمية معينة من القلويات بعد التدفئة ، وإضافة ببطء

كلوروسيتات الصوديوم ، ينتهي الأثير في درجة حرارة ثابتة بعد فترة من الزمن. بعد اكتمال التفاعل ، قم بتحييده بحمض الأسيتيك الجليدي لتحييده ، ثم استخدم مرشح زجاجي (G3)

بعد ترشيح الشفط ، الغسيل والتجفيف.

تنقية إيثرات السليلوز

في عملية إعداد الأثير السليلوز ، غالبًا ما يتم إنتاج بعض المنتجات الثانوية ، وخاصة كلوريد الصوديوم الملح غير العضوي وبعضها الآخر

الشوائب. من أجل تحسين جودة الأثير السليلوز ، تم تنقية بسيطة على الأثير السليلوز الذي تم الحصول عليه. لأنهم في الماء

هناك قابلية ذوبان مختلفة ، لذلك تستخدم التجربة جزءًا معينًا من الإيثانول المائي لتنقية ثلاثة إيثرات السليلوز المعد.

يتغير.

ضع عينة الأثير السليلوز التي تم تحضيرها بجودة معينة في دورق ، وأضف كمية معينة من الإيثانول 80 ٪ تم تسخينها إلى 60 ℃ ~ 65 ℃ ، والحفاظ على التحريك الميكانيكي عند 60 ℃ ~ 65 ℃ على درجة حرارة مغناطيسية ثابتة درجة الحرارة لمدة 10 ℃. دقيقة. خذ طافا ليجف

في دورق نظيف ، استخدم نترات الفضة للتحقق من أيونات الكلوريد. إذا كان هناك ترسب أبيض ، فقم بتصفيةه من خلال مرشح زجاجي واتخذ المادة الصلبة

كرر الخطوات السابقة لجزء الجسم ، حتى لا يكون للترشيح بعد إضافة قطرة واحدة من محلول AgNO3 أي ترسب أبيض ، أي أن التطهير والغسيل يتم الانتهاء منه.

36

في (أساسا لإزالة التفاعل الثانوي المنتج كلوريد الصوديوم). بعد ترشيح الشفط ، التجفيف ، التبريد إلى درجة حرارة الغرفة ووزنه.

كتلة ، ز.

طرق الاختبار والتوصيف لأثرات السليلوز

تحديد درجة الاستبدال (DS) ودرجة المولي من الاستبدال (MS)

تحديد DS: أولاً ، وزن 0.2 جم (دقيق إلى 0.1 ملغ) من عينة الأثير السليلوز المنقى والمجفف ، يذوب في

80 مل من الماء المقطر ، تقلب في حمام ماء درجة حرارة ثابتة في 30 ℃ ~ 40 ℃ لمدة 10 دقائق. ثم اضبط مع محلول حمض الكبريتيك أو محلول NaOH

الرقم الهيدروجيني من المحلول حتى يكون الرقم الهيدروجيني من المحلول 8. ثم في دورق مزود بقطب عداد الأس الهيدروجيني ، استخدم محلول قياسي من حمض الكبريتيك

للمعايرة ، في ظل ظروف التحريك ، راقب قراءة مقياس الرقم الهيدروجيني أثناء المعايرة ، عندما يتم ضبط قيمة الرقم الهيدروجيني للمحلول إلى 3.74 ،

ينتهي المعايرة. لاحظ حجم محلول قياسي حمض الكبريتيك المستخدم في هذا الوقت.

جيل:

مجموع أرقام البروتون العلوي ومجموعة الهيدروكسي إيثيل

نسبة عدد البروتونات العليا ؛ i7 هي كتلة مجموعة الميثيلين على مجموعة الهيدروكسي إيثيل

شدة ذروة الرنين البروتون. هي شدة ذروة الرنين البروتون لـ 5 مجموعات ميثين ومجموعة ميثيلين واحدة على وحدة الجلوكوز السليلوز

مجموع.

طرق الاختبار الموصوفة لاختبار توصيف الأشعة تحت الحمراء لثلاثة إيثرات السليلوز CMC و HEC و HEECMC

قانون

3.2.4.3 اختبار XRD

اختبار توصيف تحليل حيود الأشعة السينية لثلاثة إيثرات السليلوز CMC و HEC و HEECMC

طريقة الاختبار الموصوفة.

3.2.4.4 اختبار H-NMR

تم قياس مطياف H NMR لـ HEC بواسطة مطياف AVANCE400 H NMR الذي أنتجته Bruker.

باستخدام سلفوكسيد ثنائي ميثيل ديثيل كمذيب ، تم اختبار المحلول بواسطة التحليل الطيفي للهيدروجين السائل الرنين المغناطيسي النووي. كان تردد الاختبار 75.5 ميجا هرتز.

دافئ ، الحل هو 0.5 مل.

3.3 النتائج والتحليل

3.3.1 تحسين عملية إعداد CMC

باستخدام السليلوز الصنوبر المستخرج في الفصل الثاني كمواد خام ، واستخدام كلوروسيتات الصوديوم كعامل الأثير ، تم اعتماد طريقة تجربة العامل الفردي ،

تم تحسين عملية إعداد CMC ، وتم تعيين المتغيرات الأولية للتجربة كما هو موضح في الجدول 3.3. فيما يلي عملية إعداد HEC

في الفن ، تحليل العوامل المختلفة.

الجدول 3.3 قيم العوامل الأولية

العامل القيمة الأولية

درجة حرارة القلوية المعالجة/℃ 40

المعالجة القلوية الوقت/ح 1

نسبة السائل الصلبة المعالجة/(ز/مل) 1:25

تركيز الغسول المعالجة/٪ 40

38

درجة حرارة الأثير في المرحلة الأولى/℃ 45

وقت الأثير في المرحلة الأولى/ح 1

درجة حرارة الأثير في المرحلة الثانية/℃ 70

وقت الأثير في المرحلة الثانية/ح 1

الجرعة الأساسية في مرحلة الأثير/G 2

كمية وكيل الأثير في مرحلة الأثير/ز 4.3

نسبة السائل الصلبة الأثير/(ز/مل) 1:15

3.3.1.1 تأثير العوامل المختلفة على درجة استبدال CMC في مرحلة قلوية المعالجة

1. تأثير درجة حرارة قلوية المعالجة على درجة استبدال CMC

من أجل النظر في تأثير درجة حرارة قلوية المعالجة على درجة الاستبدال في CMC التي تم الحصول عليها ، في حالة إصلاح عوامل أخرى كقيم أولية ،

في ظل الظروف ، تمت مناقشة تأثير درجة حرارة قلوية المعالجة على درجة استبدال CMC ، وتظهر النتائج في FIG.

درجة حرارة القلوية المعالجة/℃

تأثير درجة حرارة القلوية المعالجة على درجة استبدال CMC

يمكن ملاحظة أن درجة استبدال CMC تزداد مع زيادة درجة حرارة قلوية المعالجة ، ودرجة حرارة القلوية 30 درجة مئوية.

تتناقص الدرجات المذكورة أعلاه من الاستبدال مع زيادة درجة الحرارة. وذلك لأن درجة حرارة القلوية منخفضة للغاية ، والجزيئات أقل نشاطًا وغير قادرة على ذلك

تدمير بشكل فعال المنطقة البلورية من السليلوز ، مما يجعل من الصعب على عامل الأثير الدخول إلى الداخل من السليلوز في مرحلة الأثير ، ودرجة التفاعل مرتفعة نسبيًا.

منخفض ، مما أدى إلى انخفاض درجة استبدال المنتج. ومع ذلك ، يجب ألا تكون درجة حرارة القلوية مرتفعة للغاية. مع زيادة درجة الحرارة ، تحت عمل درجة الحرارة العالية والقلويات القوية ،

السليلوز عرضة للتدهور المؤكسد ، وتنخفض درجة استبدال المنتج CMC.

2. تأثير وقت قلوي المعالجة على درجة استبدال CMC

في ظل حالة أن درجة حرارة قلوية المعالجة هي 30 درجة مئوية والعوامل الأخرى هي القيم الأولية ، وتناقش تأثير وقت القلوية المعالجة على CMC.

تأثير الاستبدال. درجة الاستبدال

المعالجة القلوية الوقت/ح

تأثير وقت القلوية المعالجة علىCMCدرجة الاستبدال

عملية الانتفاخ نفسها سريعة نسبيًا ، لكن الحل القلوي يحتاج إلى وقت نشر معين في الألياف.

يمكن ملاحظة أنه عندما يكون وقت القلوية هو 0.5-1.5 ساعة ، تزداد درجة استبدال المنتج مع زيادة وقت القلوية.

كانت درجة استبدال المنتج التي تم الحصول عليها هي الأعلى عندما كان الوقت 1.5 ساعة ، وانخفضت درجة الاستبدال مع زيادة الوقت بعد 1.5 ساعة. هذا يمكن

قد يكون ذلك لأنه في بداية القلوية ، مع إطالة وقت القلوية ، فإن تسلل القلويات إلى السليلوز أكثر كافيًا ، بحيث تكون الألياف

الهيكل الرئيسي أكثر استرخاء ، مما يزيد من عامل الإثيرين والوسيلة النشطة