Sellüloza efirlərinin hazırlanması

1 Giriş

Hazırda hazırlanmasında istifadə olunan əsas xammalsellüloza efiripambıqdır və onun istehsalı azalır, qiymət də yüksəlir;

Bundan əlavə, xloroasetik turşu (yüksək zəhərli) və etilen oksidi (kanserogen) kimi tez-tez istifadə olunan efirləşdirici maddələr də insan orqanizmi və ətraf mühit üçün daha çox zərərlidir. kitab

Bu fəsildə xammal kimi ikinci fəsildə ekstraksiya edilmiş nisbi təmizliyi 90%-dən çox olan şam sellülozundan, əvəzedicilər kimi isə natrium xloroasetat və 2-xloroetanoldan istifadə edilir.

Yüksək zəhərli xloroasetik turşunun efirləşdirici agent kimi istifadəsi, anionkarboksimetilselüloz (CMC), qeyri-ion hidroksietilselüloz hazırlanmışdır.

Sellüloza (HEC) və qarışıq hidroksietil karboksimetil selüloz (HECMC) üç selüloz efiri. tək faktor

Üç sellüloza efirinin hazırlanma üsulları təcrübələr və ortoqonal təcrübələr vasitəsilə optimallaşdırılmış, sintez edilmiş sellüloza efirləri isə FT-İR, XRD, H-NMR və s.

Sellülozanın efirləşməsinin əsasları

Selülozun eterləşdirilməsi prinsipini iki hissəyə bölmək olar. Birinci hissə qələviləşmə prosesidir, yəni sellülozun qələviləşmə reaksiyası zamanı,

NaOH məhlulunda bərabər səpələnmiş şam sellülozu mexaniki qarışdırma və suyun genişlənməsi ilə şiddətlə şişir.

Böyük miqdarda NaOH kiçik molekulları şam selülozunun içərisinə nüfuz etdi və qlükoza struktur vahidinin halqasındakı hidroksil qrupları ilə reaksiya verdi,

Eterifikasiya reaksiyasının aktiv mərkəzi olan qələvi sellüloza əmələ gətirir.

İkinci hissə eterləşmə prosesidir, yəni qələvi şəraitdə aktiv mərkəz ilə natrium xloroasetat və ya 2-xloroetanol arasındakı reaksiya, nəticədə

Eyni zamanda, eterləşdirici agent natrium xloroasetat və 2-xloroetanol da qələvi şəraitdə müəyyən dərəcədə su istehsal edəcəkdir.

Yan reaksiyalar müvafiq olaraq natrium qlikolat və etilen qlikol yaratmaq üçün həll edilir.

2 Şam selülozunun konsentratlaşdırılmış qələvi dekristalizasiyası

Əvvəlcə deionlaşdırılmış su ilə NaOH məhlulunun müəyyən konsentrasiyasını hazırlayın. Sonra, müəyyən bir temperaturda, 2 q şam lifi

Vitamin müəyyən həcmdə NaOH məhlulunda həll edilir, bir müddət qarışdırılır və sonra istifadə üçün süzülür.

Alət Modeli İstehsalçısı

Dəqiq pH Metr

Kollektor tipli sabit temperaturlu qızdırıcı maqnit qarışdırıcı

Vakuum qurutma sobası

Elektron balans

Sirkulyasiya edən su tipli çoxməqsədli vakuum nasosu

Furye Transform İnfraqırmızı Spektrometr

X-ray difraktometri

Nüvə Maqnit Rezonans Spektrometri

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 Elm və Təhsil Aləti Co., Ltd.

American Thermo Fisher Co., Ltd.

Amerika Termoelektrik İsveçrə ARL Şirkəti

İsveçrə şirkəti BRUKER

35

CMC-lərin hazırlanması

Xammal kimi konsentratlaşdırılmış qələvi dekristalizasiya yolu ilə əvvəlcədən işlənmiş şam ağacı qələvi sellülozundan, həlledici kimi etanoldan və efirləşdirmə kimi natrium xloroasetatdan istifadə

Daha yüksək DS ilə CMC iki dəfə qələvi və iki dəfə eterləşdirici maddə əlavə edilərək hazırlanmışdır. Dörd boyunlu kolbaya 2 q şam ağacı qələvi sellülozu əlavə edin, sonra müəyyən həcmdə etanol həlledici əlavə edin və 30 dəqiqə yaxşıca qarışdırın.

haqqında, belə ki, qələvi sellüloza tam dağılır. Sonra müəyyən eterləşmə temperaturunda bir müddət reaksiya vermək üçün müəyyən miqdarda qələvi agent və natrium xloroasetat əlavə edin.

Vaxt keçdikdən sonra qələvi agentin və natrium xloroasetatın ikinci əlavəsi, ardınca müəyyən müddət ərzində eterləşdirmə aparılır. Reaksiya bitdikdən sonra soyudun və soyudun, sonra

Müvafiq miqdarda buzlu sirkə turşusu ilə zərərsizləşdirin, sonra süzün, yuyun və qurudun.

YÖK-lərin hazırlanması

Xammal kimi konsentratlaşdırılmış qələvi dekristalizasiya ilə əvvəlcədən işlənmiş şam ağacından qələvi sellüloza, həlledici kimi etanol və efirləşdirmə kimi 2-xloroetanoldan istifadə

Daha yüksək MS ilə HEC iki dəfə qələvi və iki dəfə eterləşdirici maddə əlavə edilməklə hazırlanmışdır. Dörd boyunlu kolbaya 2 q şam ağacı qələvi sellülozu əlavə edin və müəyyən həcmdə 90% (həcm hissəsi) etanol əlavə edin, qarışdırın.

Tamamilə dağılması üçün bir müddət qarışdırın, sonra müəyyən miqdarda qələvi əlavə edin və yavaş-yavaş qızdırın, müəyyən bir həcmdə 2-

Xloroetanol, müəyyən bir müddət ərzində sabit temperaturda eterləşdirildi və sonra bir müddət eterləşməni davam etdirmək üçün qalan natrium hidroksid və 2-xloroetanol əlavə edildi. müalicə etmək

Reaksiya başa çatdıqdan sonra müəyyən miqdarda buzlu sirkə turşusu ilə zərərsizləşdirin və nəhayət, şüşə filtrlə (G3) süzün, yuyun və qurudun.

HEMCC-nin hazırlanması

Hazırlamaq üçün xammal kimi 3.2.3.4-də hazırlanmış HEC-dən, reaksiya mühiti kimi etanoldan və efirləşdirici vasitə kimi natrium xloroasetatdan istifadə

HECMC. Xüsusi proses belədir: müəyyən miqdarda HEC götürün, onu 100 mL dördboyunlu kolbaya qoyun və sonra müəyyən miqdarda həcm əlavə edin.

90% etanol, tam dağılması üçün bir müddət mexaniki olaraq qarışdırın, qızdırdıqdan sonra müəyyən miqdarda qələvi əlavə edin və yavaş-yavaş əlavə edin.

Natrium xloroasetat, sabit temperaturda eterləşmə müəyyən müddətdən sonra başa çatır. Reaksiya başa çatdıqdan sonra onu zərərsizləşdirmək üçün buzlu sirkə turşusu ilə zərərsizləşdirin, sonra şüşə filtrdən (G3) istifadə edin.

Sorma filtrindən, yuyulduqdan və qurudulduqdan sonra.

Sellüloza efirlərinin təmizlənməsi

Sellüloza efirinin hazırlanması prosesində tez-tez bəzi əlavə məhsullar, əsasən qeyri-üzvi duz natrium xlorid və bəzi digərləri istehsal olunur.

çirkləri. Sellüloza efirinin keyfiyyətini yüksəltmək üçün alınan sellüloza efirində sadə təmizləmə aparılmışdır. çünki onlar sudadırlar

Müxtəlif həllolma qabiliyyəti var, buna görə də təcrübə hazırlanmış üç selüloz efirini təmizləmək üçün nəmlənmiş etanolun müəyyən həcmli hissəsindən istifadə edir.

dəyişmək.

Müəyyən keyfiyyətlə hazırlanmış sellüloz efir nümunəsini bir stəkana qoyun, əvvəlcədən 60 ℃ ~ 65 ℃-ə qədər qızdırılmış müəyyən miqdarda 80% etanol əlavə edin və sabit temperaturda qızdırılan maqnit qarışdırıcıda 60 ℃ ~ 65 ℃ mexaniki qarışdırın. 10 ℃ üçün. min. Qurumaq üçün supernatant götürün

Təmiz bir şüşədə xlorid ionlarının olub olmadığını yoxlamaq üçün gümüş nitratdan istifadə edin. Ağ çöküntü varsa, onu şüşə filtrdən süzün və bərki götürün

1 damcı AgNO3 məhlulu əlavə edildikdən sonra filtratda ağ çöküntü qalmayana, yəni təmizlənmə və yuyulma tamamlanana qədər bədən hissəsi üçün əvvəlki addımları təkrarlayın.

36

daxil (əsasən reaksiya məhsulu NaCl-ni çıxarmaq üçün). Sorma filtrindən, qurudulduqdan, otaq temperaturuna qədər soyudulduqdan və çəkildikdən sonra.

kütlə, g.

Sellüloza efirləri üçün sınaq və xarakterləşdirmə üsulları

Əvəzetmə Dərəcəsinin (DS) və Molar Əvəzetmə Dərəcəsinin (MS) təyini

DS-nin təyini: Əvvəlcə təmizlənmiş və qurudulmuş sellüloza efir nümunəsindən 0,2 q (0,1 mq-a qədər dəqiq) çəkin, onu suda həll edin.

80 ml distillə edilmiş su, 10 dəqiqə ərzində 30 ° C ~ 40 ° C temperaturda sabit su banyosunda qarışdırılır. Sonra sulfat turşusu məhlulu və ya NaOH məhlulu ilə tənzimləyin

məhlulun pH-ı 8-ə bərabər olana qədər məhlulun pH-ı. Sonra pH ölçən elektrodla təchiz edilmiş stəkanda sulfat turşusunun standart məhlulundan istifadə edin.

Titrləmək üçün, qarışdırma şəraitində, titrləmə zamanı məhlulun pH dəyəri 3,74-ə düzəldildikdə pH metr oxunuşunu müşahidə edin,

Titrləmə başa çatır. Bu zaman istifadə olunan sulfat turşusunun standart məhlulunun həcminə diqqət yetirin.

Nəsil:

Üst proton nömrələrinin və hidroksietil qrupunun cəmi

Üst protonların sayının nisbəti; I7, hidroksietil qrupundakı metilen qrupunun kütləsidir

Proton rezonans pikinin intensivliyi; sellüloza qlükoza vahidində 5 metin qrupunun və bir metilen qrupunun proton rezonans zirvəsinin intensivliyidir.

məbləğ.

Üç selüloz efiri CMC, HEC və HEECMC-nin infraqırmızı xarakteristikası testi üçün təsvir edilən test üsulları

Qanun

3.2.4.3 XRD testi

Üç Sellüloza Eterinin CMC, HEC və HEECMC-nin X-şüalarının Difraksiya Analizi Xarakteristika Testi

təsvir edilən test üsulu.

3.2.4.4 H-NMR-nin sınaqdan keçirilməsi

HEC-in H NMR spektrometri BRUKER tərəfindən istehsal edilən Avance400 H NMR spektrometri ilə ölçüldü.

Həlledici kimi deuterasiya edilmiş dimetil sulfoksiddən istifadə edərək, məhlul maye hidrogen NMR spektroskopiyası ilə sınaqdan keçirilmişdir. Test tezliyi 75,5 MHz idi.

İsti, məhlul 0,5 ml-dir.

3.3 Nəticələr və Təhlil

3.3.1 CMC-nin hazırlanması prosesinin optimallaşdırılması

Xammal kimi ikinci fəsildə çıxarılan şam selülozundan və efirləşdirici maddə kimi natrium xloroasetatdan istifadə edilərək tək faktorlu təcrübə üsulu qəbul edilmişdir.

CMC-nin hazırlanması prosesi optimallaşdırılmış və təcrübənin ilkin dəyişənləri Cədvəl 3.3-də göstərildiyi kimi təyin edilmişdir. Aşağıda YÖK hazırlıq prosesidir

İncəsənətdə müxtəlif amillərin təhlili.

Cədvəl 3.3 İlkin faktor dəyərləri

Faktor İlkin dəyər

Əvvəlcədən müalicənin qələviləşdirmə temperaturu/℃ 40

İlkin müalicənin qələviləşmə vaxtı/saat 1

Əvvəlcədən müalicə bərk-maye nisbəti/(q/mL) 1:25

Müalicədən əvvəl lye konsentrasiyası/% 40

38

Birinci mərhələdə eterləşmə temperaturu/℃ 45

Birinci mərhələnin efirləşmə vaxtı/saat 1

İkinci mərhələ eterləşmə temperaturu/℃ 70

İkinci mərhələ efirləşmə vaxtı/saat 1

Eterifikasiya mərhələsində baza dozası/g 2

Eterifikasiya mərhələsindəki efirləşdirici maddənin miqdarı/q 4.3

Efirləşdirilmiş bərk-maye nisbəti/(q/mL) 1:15

3.3.1.1 Müalicədən əvvəl qələviləşmə mərhələsində CMC-nin əvəzetmə dərəcəsinə müxtəlif amillərin təsiri

1. Təmizləmə öncəsi qələviləşmə temperaturunun CMC-nin əvəzetmə dərəcəsinə təsiri

Alınan CMC-də ilkin qiymətlər kimi digər faktorlar təyin olunduqda, təmizlənmədən əvvəl qələviləşmə temperaturunun əvəzetmə dərəcəsinə təsirini nəzərə almaq üçün,

Şərtlərdə, müalicədən əvvəl qələviləşmə temperaturunun CMC-nin əvəzetmə dərəcəsinə təsiri müzakirə edilir və nəticələr Şəkil 1-də göstərilir.

Əvvəlcədən müalicə alkalizasiya temperaturu/℃

Qabaqcıl müalicənin qələviləşdirmə temperaturunun CMC əvəzetmə dərəcəsinə təsiri

Görünür ki, CMC-nin əvəzlənmə dərəcəsi təmizlənmədən əvvəl qələviləşmə temperaturunun artması ilə artır və qələviləşmə temperaturu 30 ° C-dir.

Yuxarıdakı əvəzetmə dərəcələri artan temperaturla azalır. Bunun səbəbi, qələviləşmə temperaturunun çox aşağı olması və molekulların daha az aktiv olması və buna qadir olmamasıdır

Sellülozanın kristal sahəsini effektiv şəkildə məhv edin, bu da eterləşdirici maddənin eterləşmə mərhələsində sellülozun içərisinə daxil olmasını çətinləşdirir və reaksiya dərəcəsi nisbətən yüksəkdir.

aşağı, nəticədə məhsul əvəzetmə dərəcəsi aşağıdır. Bununla belə, qələviləşmə temperaturu çox yüksək olmamalıdır. Temperatur artdıqca, yüksək temperatur və güclü qələvi təsiri altında,

Sellüloza oksidləşdirici deqradasiyaya meyllidir və CMC məhsulunun əvəzlənmə dərəcəsi azalır.

2. Müalicədən əvvəl qələviləşmə vaxtının CMC əvəzetmə dərəcəsinə təsiri

Təmizləmə öncəsi qələviləşmə temperaturunun 30 °C olması və digər amillərin ilkin qiymətlər olması şərti ilə müalicədən əvvəl qələviləşmə vaxtının CMC-yə təsiri müzakirə edilir.

Əvəzetmənin təsiri. Əvəzetmə dərəcəsi

Müalicədən əvvəl qələviləşmə vaxtı/saat

Müalicədən əvvəl qələviləşmə vaxtının təsiriCMCəvəzetmə dərəcəsi

Doldurma prosesinin özü nisbətən sürətlidir, lakin qələvi məhlulun lifdə müəyyən bir diffuziya müddəti lazımdır.

Görünür ki, qələviləşmə vaxtı 0,5-1,5 saat olduqda, qələviləşmə vaxtının artması ilə məhsulun əvəzlənmə dərəcəsi artır.

Alınan məhsulun əvəzetmə dərəcəsi vaxt 1,5 saat olduqda ən yüksək idi və 1,5 saatdan sonra vaxtın artması ilə əvəzetmə dərəcəsi azaldı. Bu olar

Ola bilər ki, qələviləşmənin başlanğıcında qələviləşmə müddətinin uzanması ilə qələvinin sellülozaya infiltrasiyası daha kifayət edir, belə ki, lif

Əsas struktur daha rahatdır, eterləşdirici maddəni və aktiv mühiti artırır


Göndərmə vaxtı: 26 aprel 2024-cü il