1. Selüloz efirinin hazırlıq və hazırlıq prinsipi
Şəkil 1, selüloz efirlərinin tipik quruluşunu göstərir. Hər BD-anhydroglucoze vahidi (selülozun təkrar vahidi) c (2), c (3) və c (6) mövqelərdə bir qrupu əvəz edir, yəni üç efir qrupu ola bilər. Zəncir və zəncirvari hidrogen bağları səbəbindənselüloz makromolekulları, suda və demək olar ki, bütün üzvi həlledicilərə həll etmək çətindir. Ether qruplarının tətbiqi intramolekulyar və intermolekulyar hidrogen bağlarını məhv edir, hidrofilikleyi artırır və su mediasında həllini çox yaxşılaşdırır.
Tipik eTerified əvəzedicilər aşağı molekulyar çəki alkoksi qrupları (1 ilə 4-dən 4-ə qədər karbon atomları) və ya hidroksyalkyk qruplarıdır, sonra karboksil, hidroksil və ya amin qrupları kimi digər funksional qruplar tərəfindən əvəz edilə bilər. Əvəzedicilər bir, iki və ya daha çox fərqli növ ola bilər. Selüloz makromolekulyar zəncir boyunca, hər qlükoza bölməsinin c (3) və c (6) mövqeyindəki hidroksil qrupları müxtəlif nisbətlərdə əvəz edilmişdir. Qəti şəkildə danışan, selüloz efiri ümumiyyətlə bir qrup qrup tərəfindən əvəz olunan məhsullardan başqa müəyyən bir kimyəvi quruluşa sahib deyil (bütün üç hidrokil qrup əvəz olunur). Bu məhsullar yalnız laboratoriya təhlili və tədqiqat üçün istifadə edilə bilər və kommersiya dəyəri yoxdur.
(a) selüloz efir molekulyar zənciri, r1 ~ r6 = h və ya üzvi bir əvəzedicinin iki anhydroglucozoza vahidinin ümumi quruluşu;
(b) karboksmetilin molekulyar zəncir parçasıhidroksyetil selüloz, karboksimetilin əvəzlənməsi dərəcəsi 0,5, hidroxyetilin əvəzlənməsi dərəcəsi 2.0 və molar əvəzetmə dərəcəsi 3.0-dir. Bu quruluş efirə qoşulmuş qrupların orta əvəzetmə səviyyəsini təmsil edir, lakin əvəzedicilər əslində təsadüfidir.
Hər bir əvəzedicisi üçün, eterifikasiyanın ümumi miqdarı əvəzetmə DS dəyəri dərəcəsi ilə ifadə olunur. DS diapazonu, hər bir anhydroglucoze vahidində elitifikasiya qrupları ilə əvəzlənən hidroksil qruplarının orta sayına bərabər olan 0 ~ 3-dir.
Hydroxyalkil selüloz efirləri üçün əvəzetmə reaksiyası yeni pulsuz hidroksil qruplarından ehetification bağlanacaq və əvəzetmə dərəcəsi ms dəyəri ilə əvəz edilə bilər, yəni molar əvəzetmə dərəcəsi ilə dəyişdirilə bilər. Hər bir anhydrogulan vahidi üçün əlavə eTerifikasiya edən agenti reaktivinin orta sayını təmsil edir. Tipik bir reaktiv etilen oksidi və məhsulun hidroksyetil əvəzedicisi var. Şəkil 1-də məhsulun MS dəyəri 3.0-dir.
Nəzəri cəhətdən, MS dəyəri üçün yuxarı hədd yoxdur. Hər bir qlükoza ring qrupunda əvəzlənmə dərəcəsinin DS dəyəri məlumdursa, efir yanagen istehsalçılarının orta zəncir uzunluğu da müxtəlif eterifikasiya qruplarının (məsələn, -och3 və ya -oc2h4oh) da istifadə olunur DS və MS dəyərlərinin əvəzinə əvəzetmə səviyyəsini və dərəcəsini təmsil etmək. Hər qrupun və onun DS və ya MS dəyərinin kütləvi hissəsi sadə hesablama ilə çevrilə bilər.
Ən çox selüloz efirləri suda həll olunan polimerlərdir, bəziləri də üzvi həlledicilərdə qismən həll olunur. Sellüloz efirinin yüksək səmərəliliyi, aşağı qiyməti, asan emal, aşağı toksikliyi və geniş çeşidinin xüsusiyyətlərinə malikdir və tələb və müraciət sahələri hələ də genişlənir. Köməkçi bir agent olaraq, selüloz efirinin müxtəlif sahələrdə böyük bir tətbiq potensialı var. MS / DS tərəfindən əldə edilə bilər.
Selüloz efirləri əvəzedicilərin kimyəvi quruluşuna görə anionik, kationik və qeyri-adi efirlərə görə təsnif edilir. Qeyri-konfrans suda və yağlı məhsullara bölmək olar.
Sənayeləşən məhsullar Cədvəl 1-in yuxarı hissəsində verilmişdir. Cədvəl 1-in aşağı hissəsi hələ də vacib kommersiya məhsulları olmamış bəzi tanınmış etiantikasiya qruplarını sadalayır.
Qarışıq efir əvəzedicilərinin ixtisar qaydası əlifba sırası ilə və ya müvafiq DS (MS) səviyyəsinə görə adlandırıla bilər, məsələn, 2-hidroxyetil metilcellüloz üçün, ixtisarlar hemc kimi də yazıla bilər və bu da Mehec kimi yazıla bilər metil əvəzedicisini vurğulayın.
Selülozdakı hidroksil qrupları eTerifikasiya agentləri tərəfindən asanlıqla əldə edilə bilməz və elitifikasiya prosesi ümumiyyətlə qələvi şəraitində, ümumiyyətlə Naon sulu həllinin müəyyən bir konsentrasiyasından istifadə edərək alkalin şəraitində aparılır. Selüloz əvvəlcə Naoh sulu həlli ilə şişmiş qələvi selülozuna çevrilir və sonra efiriasiya agenti ilə echerifikasiya reaksiyasına məruz qalır. Qarışıq efirlərin istehsalı və hazırlanması zamanı eyni zamanda müxtəlif efirələşdirmə agentləri istifadə edilməlidir və ya eTiarifikasiya arabir qidalanma (zəruri hallarda) ilə addım-addım həyata keçirilməlidir. Selülozun eTiaronlaşdırılmasında dörd reaksiya növü var, bu reaksiya düsturu (selülosik hüceyrə ilə əvəz edilmişdir) aşağıdakı kimi:
Tənlik (1) Williamson eteriatifikasiya reaksiyasını təsvir edir. RX, qeyri-üzvi bir turşu esterdir və x halogen br, cl və ya kükürd turşusu esterdir. Chloride R-CL ümumiyyətlə sənayedə, məsələn, metil xlorid, etil xlorid və ya xloroaketik turşusu istifadə olunur. Bu cür reaksiyalarda stoiometrik bir baza istehlak olunur. Sənayeləşmiş selüloz efir məhsulları metil selüloz, etil selüloz və karboksimetsilli selülozu Williamson efirələşdirmə reaksiyasının məhsullarıdır.
Reaksiya Formulu (2), əsas katalizli epoksidlərin (r = h, ch3 və ya c2h5) və hidrozoz qrupları kimi selüloz molekullarında (məsələn, selloxil qruplarının əlavə reaksiyası, istehlakçı molekulları. Bu reaksiya, reaksiya zamanı yeni hidroksil qrupu, oligoalketililen oksidi yan zəncirinin meydana gəlməsinə səbəb olan yeni hidroksil qrupları yaranma ehtimalı var: 1-Aziridine (Aziridine) ilə oxşar reaksiya Aminoethil efir təşkil edəcək: Cell-O-CH2-CH2-NH2 . Hidroksyetil selüloz, hidroksipropil selüloz və hidroksibutil selülozu kimi məhsullar bütün əsas katalizli epoksidləşmə məhsullarıdır.
Reaksiya Formulu (3), qələvi orta, Y-də aktiv ikiqat istiqrazları olan Heley-Oh və üzvi birləşmələr arasındakı reaksiya, Y, CN, Conh2 və ya SO3-NA + kimi bir elektron geri çəkilmə qrupudur. Bu gün bu tip reaksiya nadir hallarda sənayedən istifadə olunur.
Reaksiya formulu (4), diazoalkane ilə efirasiya hələ sənayeləşməmişdir.
- Selüloz efirlərinin növləri
Selüloz efiri monoether və ya qarışıq efir ola bilər və xüsusiyyətləri fərqlidir. Hidroskyetil qrupları, məsələn, hidroksyetil qrupları kimi aşağı əvəz edilmiş hidrofilik qrupları, müəyyən dərəcədə su arabası ilə, məsələn, metil, etil və s. Kimi hidrofobik qruplar üçün isə, yalnız orta əvəzedici yüksək dərəcədə ola bilər Məhsulu müəyyən bir su həllini verin və aşağı göstərilmiş məhsul yalnız suda şişir və ya seyreltilmiş qələvi həllində həll edilə bilər. Selüloz efirlərinin, yeni selüloz efirlərinin və onların ərizə sahələrinin xüsusiyyətləri ilə bağlı dərin araşdırmalarla davamlı olaraq inkişaf etdiriləcək və istehsal olunan ən böyük sürücülük qüvvəsi geniş və davamlı təmizlənmiş tətbiqetmə bazarıdır.
Qarışıq efirlərdə qrupların təsirinin ümumi qanunu:
1) efirin hidrofobiyasını artırmaq və gel nöqtəsini aşağı salmaq üçün məhsuldakı hidrofobik qrupların məzmununu artırın;
2) gel nöqtəsini artırmaq üçün hidrofilik qruplarının (hidrokyetil qrupları) məzmununu artırın;
3) Hydroxypropil qrupu xüsusi və düzgün hidroksipropylation məhsulun gel temperaturunu azalda bilər və orta hidroksipropilatlaşdırılmış məhsulun gel temperaturu yenidən yüksələcək, lakin yüksək səviyyədə əvəzedici gel nöqtəsini azaldacaq; Səbəb, hidroksypropil qrupunun xüsusi karbon zəncirinin uzunluğu, aşağı səviyyəli hidroksipropylation, zəiflənmiş hidrogen istiqrazları və selüloz makromolekulundakı molekullar arasında və budaq zəncirlərində hidrofilik hidrokil qrupları arasında. Su dominantdır. Digər tərəfdən, əvəzetmə yüksəkdirsə, yan qrupda polimerləşmə olacaq, hidroksil qrupunun nisbi tərkibi azalacaq, hidrofoballıq artacaq və əvəzinə həll olunacaq.
İstehsal və tədqiqatıselüloz efiruzun bir tarixə malikdir. 1905-ci ildə Suidə əvvəlcə dimetil sulfat ilə metilləşdirilmiş selülozun eTerionifikasiyasını bildirdi. Nononic Alkil Ethers, Lilienfeld (1912), Dreyfus (1914) və Leuchs (1920) və ya suda həll olunan və ya yağda həll olunan selüloz suları üçün (1920) tərəfindən patentləşdirilmişdir. 1921-ci ildə benzil selülozu istehsal etdi, 1921-ci ildə Carboxymethyle selülozu, 1918-ci ildə Jansen tərəfindən hazırlanmışdır və Hubert Hubert hidroksyetil selülozu istehsal etdi. 1920-ci illərin əvvəllərində Almaniyada karboksimetil duls. 1937-1938-ci illərdə ABŞ-da MC və HEC-nin sənaye istehsalı həyata keçirildi. İsveç 1945-ci ildə suda həll olunan EHEC istehsalına başladı. 1945-ci ildən sonra, ABŞ və Yaponiyanın Qərbi Avropada sürətlə genişləndi. 1957-ci ilin sonunda Çin CMC ilk dəfə Şanxay selüloid fabrikində istehsal edildi. 2004-cü ilə qədər ölkənin istehsal gücü 30.000 ton ion efiri və 10.000 ton ion efiri olacaq. 2007-ci ilə qədər, 100.000 ton ion efiri və 40.000 ton qeyri-konaze çevriləcək. Evdə və xaricdə birgə texnologiya şirkətləri də daim ortaya çıxır, Çinin selüloz efir istehsal qabiliyyəti və texniki səviyyəsi daim yaxşılaşır.
Son illərdə fərqli DS dəyərləri, viskozitlər, saflıq və reoloji xüsusiyyətləri olan bir çox selüloz monoitetləri və qarışıq efirlər davamlı olaraq hazırlanmışdır. Hazırda selüloz efirləri sahəsində inkişafın inkişafı, qabaqcıl istehsal texnologiyası, yeni hazırlıq texnologiyası, yeni avadanlıqlar, yeni məhsullar, yüksək keyfiyyətli məhsullar və sistematik məhsullar texniki baxımdan tədqiq edilməlidir.
Time vaxt: Apr-28-2024