1 Enkonduko
Nuntempe la ĉefa kruda materialo uzata en la preparado deceluloza eteroestas kotono, kaj ĝia eligo malpliiĝas, kaj la prezo ankaŭ altiĝas;
Plie, ofte uzataj eterifantaj agentoj kiel kloroacetika acido (tre toksa) kaj etilen -rusto (karcinogena) ankaŭ pli malutilas al la homa korpo kaj la medio. Libro
En ĉi tiu ĉapitro, la pina celulozo kun relativa pureco de pli ol 90% ĉerpita en la dua ĉapitro estas uzata kiel la kruda materialo, kaj natria kloroacetato kaj 2-kloroetanolo estas uzataj kiel anstataŭantoj.
Uzante tre toksan kloroacetan acidon kiel eterifantan agenton, anionikanKarboximetil -celulozo (CMC), ne-ionikaj hidroksietil-celulozo estis preparitaj.
Celulozo (HEC) kaj miksita hidroksietila karboximetil -celulozo (HECMC) tri celulozaj eroj. ununura faktoro
La preparaj teknikoj de tri celulozaj eroj estis optimumigitaj per eksperimentoj kaj ortangulaj eksperimentoj, kaj la sintezitaj celulozaj eroj estis karakterizitaj de FT-IR, XRD, H-NMR, ktp.
Fundamentoj de celuloza etherification
La principo de celuloza eterifado povas esti dividita en du partojn. La unua parto estas la alkaliga procezo, tio estas dum la alkaliga reago de celulozo,
Egale dissemita en NaOH -solvo, pina celulozo ŝvelas perforte sub la agado de mekanika agitado kaj kun la ekspansio de akvo
Granda kvanto da NaOH -malgrandaj molekuloj penetris en la internon de pina celulozo, kaj reagis kun la hidroksilaj grupoj sur la ringo de la glukoza struktura unuo,
Generas alkalan celulozon, la aktivan centron de la etera reago.
La dua parto estas la procezo de eteroj, tio estas la reago inter la aktiva centro kaj natria kloroacetato aŭ 2-kloroetanolo en alkalaj kondiĉoj, rezultigante
Samtempe, la eterifanta agento natria kloroacetato kaj 2-kloroetanol ankaŭ produktos certan gradon da akvo en alkalaj kondiĉoj.
La flankaj reagoj estas solvitaj por generi natrian glicolaton kaj etilenglicol respektive.
2 Koncentrita alkala deĉifristaliga pretratado de pina celulozo
Unue, preparu certan koncentriĝon de NaOH -solvo kun deionigita akvo. Tiam, je certa temperaturo, 2g da pina fibro
La vitamino dissolviĝas en certa volumo de NaOH -solvo, agitita dum tempodaŭro, kaj tiam filtrita por uzo.
Fabrikisto de Instrumenta Modelo
Preciza ph -metro
Kolektila tipo konstanta temperaturo hejtanta magnetan agitilon
Vakua sekiga forno
Elektronika Ekvilibro
Cirkulanta akva tipo multfaceta vakua pumpilo
Fourier -transforma infraruĝa spektrometro
X-radia difractometro
Nuklea magneta resonanca spektrometro
Hangzhou Aolilong Instrument Co., Ltd.
Hangzhou Huichuang Instrument Equipment Co., Ltd.
Shanghai Jinghong Experimental Equipment Co., Ltd.
Mettler Toledo Instruments (Ŝanhajo) Co., Ltd.
Hangzhou David Science and Education Instrument Co., Ltd.
Usona Thermo Fisher Co., Ltd.
Usona Termoelektra Svisa ARL -Kompanio
Svisa kompanio Bruker
35
Preparado de CMCoj
Uzante pino -lignajn alkalajn celulozon pretrapitan per koncentrita alkala malĉifrigado kiel kruda materialo, uzante etanolon kiel solventan kaj uzante natrian kloroacetaton kiel eterifadon
CMC kun pli alta DS estis preparita aldonante alkali dufoje kaj etertifantan agenton dufoje. Aldonu 2g da pina ligno-alkala celulozo en la kvar-kolan flakon, poste aldonu certan volumon de etanola solvilo, kaj miksu bone por 30min
ĉirkaŭ, tiel ke la alkala celulozo plene dissemiĝas. Poste aldonu certan kvanton da alkala agento kaj natria kloroacetato por reagi dum tempodaŭro je certa etera temperaturo
Post tempo, dua aldono de alkala agento kaj natria kloroacetato sekvita de etherification dum tempodaŭro. Post kiam la reago finiĝis, malvarmigu kaj malvarmu, do
Neŭtraligu kun taŭga kvanto da glacia acida acido, poste suĉfiltrilo, lavu kaj sekiĝu.
Preparo de HECoj
Uzante pino-lignajn alkalajn celulozon pretratatan kun koncentrita alkala deĉifristaligo kiel kruda materialo, etanolo kiel solvilo kaj 2-kloroetanol kiel eterificación
La HEC kun pli alta MS estis preparita aldonante alkali dufoje kaj eternigi agenton dufoje. Aldonu 2g da pina ligno-alkala celulozo en kvar-kolan flakon, kaj aldonu certan volumon de 90% (volumena frakcio) etanolo, agitu
Agitu por tempodaŭro por plene disvastiĝi, poste aldoni certan kvanton da alkaloj, kaj malrapide varmigi, aldonu certan volumon de 2-
Kloroetanolo, etera ĉe konstanta temperaturo dum tempodaŭro, kaj poste aldonis la restantan natrian hidroksidon kaj 2-kloroetanolon por daŭrigi eterificadon dum tempodaŭro. Trakti
Post kiam la reago estas finita, neŭtraligu kun certa kvanto da glacia acida acido, kaj fine filtriĝas per vitra filtrilo (G3), lavu kaj sekiĝu.
Preparo de HEMCC
Uzante la HEC preparitan en 3.2.3.4 kiel la krudmaterialo, etanolo kiel la reaga mezumo, kaj natria kloroacetato kiel la eterifanta agento por prepari
HECMC. La specifa procezo estas: Prenu certan kvanton da HEC, metu ĝin en 100-ml kvar-kolan flakon, kaj poste aldonu certan volumon
90% etanolo, meicallyanike miksi dum tempodaŭro por fari ĝin plene disvastigita, aldonu certan kvanton da alkaloj post hejtado, kaj malrapide aldonu
Natria kloroacetato, la eterifado ĉe konstanta temperaturo finiĝas post tempodaŭro. Post kiam la reago estas finita, neŭtraligu ĝin per glacia acida acido por neŭtrigi ĝin, tiam uzu vitran filtrilon (G3)
Post suĉa filtrado, lavado kaj sekigado.
Purigo de celulozaj eteroj
En la prepara procezo de celuloza etero, iuj kromproduktoj ofte estas produktitaj, ĉefe la neorganika sala natria klorido kaj iuj aliaj
malpuraĵoj. Por plibonigi la kvaliton de celuloza etero, simpla purigo estis farita sur la akirita celuloza etero. Ĉar ili estas en akvo
Ekzistas malsama solvebleco, do la eksperimento uzas certan volumenan frakcion de hidratita etanolo por purigi la preparitajn tri celulozajn eteriojn.
ŝanĝi.
Metu la specimenon de celuloza etero preparita kun certa kvalito en beko, aldonu certan kvanton de 80% etanolo, kiu estis antaŭhejtita al 60 ℃ ~ 65 ℃, kaj konservu mekanikan agitadon je 60 ℃ ~ 65 ℃ sur konstantan temperatur -hejtadon por 10 ℃. min. Prenu la supernatanton por sekiĝi
En pura beko, uzu arĝentan nitraton por kontroli kloridajn jonojn. Se estas blanka precipitaĵo, filtru ĝin tra vitra filtrilo kaj prenu la solidon
Ripetu la antaŭajn paŝojn por la korpoparto, ĝis la filtrato post aldono de 1 guto da AgNO3 -solvo havas neniun blankan precipitaĵon, tio estas, la purigo kaj lavado estas finitaj.
36
en (ĉefe por forigi la reakcian kromprodukton NaCl). Post suĉa filtrado, sekigado, malvarmigo ĝis ĉambra temperaturo kaj pezado.
maso, g.
Testaj kaj karakterizaj metodoj por celulozaj eroj
Determino de grado de anstataŭado (DS) kaj molara grado de anstataŭado (MS)
Determino de DS: Unue, pezu 0,2 g (preciza ĝis 0,1 mg) de la elpurigita kaj sekigita celuloza etera specimeno, dissolvu ĝin en
80ml da distilita akvo, agitita en konstanta temperatura akvo -bano je 30 ℃ ~ 40 ℃ por 10min. Tiam ĝustigu per sulfura acida solvo aŭ NaOH -solvo
pH de la solvo ĝis la pH de la solvo estas 8. tiam en beko ekipita per pH -metra elektrodo, uzu norman solvon de sulfura acido
Por titoli, sub agitantaj kondiĉoj, observu la legadon de pH -metro dum titolado, kiam la pH -valoro de la solvo estas alĝustigita al 3.74,
La titolado finiĝas. Rimarku la volumon de sulfura acida norma solvo uzata en ĉi tiu tempo.
Generacio:
La sumo de la supraj protonaj nombroj kaj la hidroksietila grupo
La rilatumo de la nombro de supraj protonoj; I7 estas la maso de la metilengrupo sur la hidroksietila grupo
Intenseco de la protona resonanca pinto; Ĉu la intenseco de la protona resonanca pinto de 5 metinaj grupoj kaj unu metilena grupo sur la celuloza glukoza unuo
Sumo.
La testmetodoj priskribitaj por la infraruĝa karakterizado de la tri celulozaj eteroj CMC, HEC kaj HeeCMC
Juro
3.2.4.3 XRD -testo
X-radia difrakta analiza karakteriza testo de tri celulozaj eteroj CMC, HEC kaj HeeCMC
la testmetodo priskribita.
3.2.4.4 Testado de H-NMR
La H NMR -spektrometro de HEC estis mezurita per AVANCE400 H NMR -spektrometro produktita de Bruker.
Uzante dimetil -sulfoksidon kiel solventan, la solvo estis testita per likva hidrogena NMR -spektroskopio. La testfrekvenco estis 75.5MHz.
Varma, la solvo estas 0,5 ml.
3.3 Rezultoj kaj Analizo
3.3.1 Optimumigo de CMC -Prepara Procezo
Uzante la pino -celulozon ĉerpitan en la dua ĉapitro kiel la kruda materialo, kaj uzante natrian kloroacetaton kiel la eterifantan agenton, la metodo de ununura faktoro -eksperimento estis adoptita,
La preparada procezo de CMC estis optimumigita, kaj la komencaj variabloj de la eksperimento estis agorditaj kiel montrite en Tabelo 3.3. La sekva estas la procezo de preparado de HEC
En arto, la analizo de diversaj faktoroj.
Tabelo 3.3 Komencaj faktoraj valoroj
Faktoro Komenca valoro
Pretratado alkaliga temperaturo/℃ 40
Pretratado alkaliga tempo/h 1
Pretratado solida-likva rilatumo/(g/ml) 1:25
Pretratado Lye -koncentriĝo/% 40
38
La unua etapo etera temperaturo/℃ 45
Unua eta Etherification Time/H 1
Dua etapa etera temperaturo/℃ 70
Dua etapo Etherification Time/H 1
Baza dozo en eterigita stadio/g 2
Kvanto de eterifanta agento en Etherification stadio/g 4.3
Etherified solid-likva rilatumo/(g/ml) 1:15
3.3.1.1 Influo de diversaj faktoroj sur CMC -anstataŭa grado en pretratado alkaliga stadio
1
Por konsideri la efikon de pretratado alkaliga temperaturo sur la grado de anstataŭigo en la akirita CMC, se temas pri ripari aliajn faktorojn kiel komencajn valorojn,
Sub la kondiĉoj, oni diskutas la efikon de pretratada alkaliga temperaturo sur CMC -anstataŭa grado, kaj la rezultoj estas montritaj en Fig.
Pretratado alkaliga temperaturo/℃
Efiko de pretratado alkaliga temperaturo sur CMC -anstataŭa grado
Videblas, ke la grado de anstataŭigo de CMC pliiĝas kun la pliigo de la pretratado alkaliga temperaturo, kaj la alkaliga temperaturo estas 30 ° C.
La supraj gradoj de anstataŭigo malpliiĝas kun kreskanta temperaturo. Ĉi tio estas ĉar la alkaliga temperaturo estas tro malalta, kaj la molekuloj estas malpli aktivaj kaj nekapablaj
Efike detruu la kristalan areon de celulozo, kio malfaciligas la eterran agenton eniri la internon de la celulozo en la etera stadio, kaj la grado de reago estas relative alta.
Malalta, rezultigante pli malaltan gradon de produkta anstataŭigo. Tamen la alkaliga temperaturo ne devas esti tro alta. Ĉar la temperaturo pliiĝas, sub la ago de alta temperaturo kaj forta alkalo,
Celulozo estas inklina al oksida degenero, kaj la grado de anstataŭigo de la produkto CMC malpliiĝas.
2. Influo de pretratado alkaliniza tempo sur CMC -anstataŭa grado
Sub la kondiĉo ke la pretratado alkaliga temperaturo estas 30 ° C kaj aliaj faktoroj estas la komencaj valoroj, oni diskutas la efikon de pretratado -alkaliga tempo sur CMC.
La efiko de anstataŭigo. Grado de anstataŭigo
Pretratado alkaliga tempo/h
Efiko de pretratado alkaliniza tempo surCMCAnstataŭa grado
La ŝvela procezo mem estas relative rapida, sed la alkala solvo bezonas certan disvastigan tempon en la fibro.
Videblas, ke kiam la alkaliga tempo estas 0,5-1,5h, la anstataŭa grado de la produkto pliiĝas kun la pliigo de alkaliga tempo.
La grado de anstataŭigo de la produkto akirita estis la plej alta kiam la tempo estis 1,5h, kaj la grado de anstataŭigo malpliiĝis kun la kresko de tempo post 1,5h. Ĉi tio povas
Ĝi povas esti ĉar komence de alkaligo, kun plilongigo de alkaliga tempo, la enfiltriĝo de alkalo al celulozo estas pli sufiĉa, tiel ke la fibro
La ĉefa strukturo estas pli malstreĉita, pliigante la eternan agenton kaj la aktivan medion
Afiŝotempo: Apr-26-2024