1 Enkonduko
Nuntempe, la ĉefa krudmaterialo uzata en la preparado deceluloza eteroestas kotono, kaj ĝia produktado malpliiĝas, kaj ankaŭ la prezo altiĝas;
Krome, ofte uzataj eterigantaj agentoj kiel kloroaceta acido (tre toksa) kaj etilenoksido (kancerogena) ankaŭ estas pli malutilaj al la homa korpo kaj la medio. Libro
En ĉi tiu ĉapitro, la pincelulozo 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 anstataŭaĵoj.
Uzante tre toksan kloroacetan acidon kiel eterigantan agenton, anjonankarboksimetilcelulozo (CMC), ne-jona hidroksietilcelulozo estis preparita.
Celulozo (HEC) kaj miksita hidroksietilkarboximetilcelulozo (HECMC) tri celulozeteroj. ununura faktoro
La preparteknikoj de tri celulozeteroj estis optimumigitaj per eksperimentoj kaj ortogonalaj eksperimentoj, kaj la sintezitaj celulozeteroj estis karakterizitaj per FT-IR, XRD, H-NMR, ktp.
Fundamentoj de celuloza eteriĝo
La principo de celuloza eteriĝo povas esti dividita en du partojn. La unua parto estas la alkaligadprocezo, t.e., dum la alkaligadreago de celulozo,
Egale disigita en NaOH-solvo, pincelulozo forte ŝvelas sub la ago de mekanika movo, kaj kun la ekspansio de akvo.
Granda kvanto da NaOH malgrandaj molekuloj penetris en la internon de pincelulozo, kaj reagis kun la hidroksilaj grupoj sur la ringo de la glukoza struktura unuo,
Generas alkalan celulozon, la aktivan centron de la eteriga reago.
La dua parto estas la eterigprocezo, tio estas, la reago inter la aktiva centro kaj natria kloroacetato aŭ 2-kloroetanolo sub alkalaj kondiĉoj, rezultigante
Samtempe, la eteriganta agento natria kloroacetato kaj 2-kloroetanolo ankaŭ produktos certan gradon da akvo sub alkalaj kondiĉoj.
La kromreagoj estas solvitaj por generi natrian glikolaton kaj etilenglikolon, respektive.
2 Koncentrita alkala dekristaliĝo antaŭtraktado de pino celulozo
Unue, preparu certan koncentriĝon de NaOH-solvo kun dejonigita akvo. Poste, je certa temperaturo, 2g da pinfibro
La vitamino estas solvita en certa volumo de NaOH-solvo, movita dum tempodaŭro, kaj poste filtrita por uzo.
Fabrikisto de modeloj de instrumentoj
Preciza pH-Mezurilo
Kolektanto tipo konstanta temperaturo hejtado magneta kirlado
Malplena sekiga forno
Elektronika pesilo
Cirkulanta akvo-tipo pluruza vakupumpilo
Fourier-Transform Infraruĝa Spektrometro
Rentgenfota difraktometro
Nuklea Magneta Resonanca Spektrometro
Hangzhou Aolilong Instrument Co., Ltd.
Hangzhou Huichuang Instrument Equipment Co., Ltd.
Ŝanhaja Jinghong Experimental Equipment Co., Ltd.
METTLER TOLEDO Instruments (Shanghai) Co., Ltd.
Hangzhou David Science and Education Instrument Co., Ltd.
Amerika Thermo Fisher Co., Ltd.
Amerika Termoelektra Svislando ARL Kompanio
Svisa firmao BRUKER
35
Preparado de CMCoj
Uzante pinan alkalan celulozon antaŭtraktitan per koncentrita alkala dekristaliĝo kiel krudaĵon, uzante etanolon kiel solvilon kaj uzante natrian kloroacetaton kiel eterigon
CMC kun pli alta DS estis preparita aldonante alkalon dufoje kaj eterigantan agenton dufoje. Aldonu 2 g da pinligno alkala celulozo en la kvarkola flakon, tiam aldonu certan volumenon da etanola solvilo, kaj miksu bone dum 30 minutoj.
proksimume, tiel ke la alkala celulozo estas plene disigita. Tiam aldonu certan kvanton da alkala agento kaj natria kloroacetato por reagi dum tempodaŭro ĉe certa eteriga temperaturo.
Post tempo, dua aldono de alkala agento kaj natria kloroacetato sekvita de eteriĝo dum tempodaŭro. Post kiam la reago finiĝas, malvarmiĝu kaj malvarmigu, tiam
Neŭtraligu per taŭga kvanto da glacia aceta acido, poste suĉu filtrilon, lavu kaj sekigi.
Preparado de HEC-oj
Uzante pinan alkalan celulozon antaŭtraktitan kun koncentrita alkala dekristaliĝo kiel krudaĵo, etanolo kiel solvilo kaj 2-kloroetanolo kiel eteriĝo
La HEC kun pli alta MS estis preparita aldonante alkalon dufoje kaj eterigantan agenton dufoje. Aldonu 2 g da pinligno alkala celulozo en kvarkola flakon, kaj aldonu certan volumenon de 90% (voluma frakcio) etanolo, movu.
Movu dum tempodaŭro por plene disiĝi, poste aldonu certan kvanton da alkalo, kaj malrapide varmiĝu, aldonu certan volumenon de 2-
Kloretanolo, eterigita ĉe konstanta temperaturo dum tempodaŭro, kaj poste aldonis la restantan natrian hidroksidon kaj 2-kloroetanol por daŭrigi eterigon dum tempodaŭro. trakti
Post kiam la reago estas kompletigita, neŭtraligi per certa kvanto da glacia acetacido, kaj finfine filtri per vitra filtrilo (G3), lavu kaj sekigi.
Preparado de HEMCC
Uzante la HEC preparitan en 3.2.3.4 kiel la krudmaterialon, etanolon kiel la reagmedion, kaj natrian kloroacetaton kiel la eterigantan agenton por prepari
HECMC. La specifa procezo estas: prenu certan kvanton da HEC, metu ĝin en 100 ml kvarkola flakonon, kaj poste aldonu certan kvanton da volumeno.
90% etanolo, meĥanike movu dum tempodaŭro por plene disvastigi ĝin, aldonu certan kvanton da alkalo post varmigado kaj malrapide aldonu.
Natria kloroacetato, la eteriĝo ĉe konstanta temperaturo finiĝas post tempodaŭro. Post kiam la reago finiĝos, neŭtrigu ĝin per glacia acetacido por neŭtraligi ĝin, tiam uzu vitran filtrilon (G3)
Post suĉa filtrado, lavado kaj sekiĝo.
Purigado de celulozaj eteroj
En la preparprocezo de celuloza etero, iuj kromproduktoj ofte estas produktitaj, ĉefe la neorganika salo natria klorido kaj iuj aliaj.
malpuraĵoj. Por plibonigi la kvaliton de celuloza etero, simpla purigado estis farita sur la akirita celuloza etero. ĉar ili estas en akvo
Estas malsama solvebleco, do la eksperimento uzas certan volumenan frakcion de hidratigita etanolo por purigi la pretajn tri celulozeterojn.
ŝanĝi.
Metu la celulozan eteran specimenon preparitan kun certa kvalito en bekon, aldonu certan kvanton da 80% etanolo, kiu estis antaŭvarmigita al 60 ℃ ~ 65 ℃, kaj konservu mekanikan movon je 60 ℃ ~ 65 ℃ sur konstanta temperaturo hejta magneta kirlado. por 10 ℃. min. Prenu la supernatante sekiĝi
En pura beko, uzu arĝentan nitraton por kontroli kloridjonojn. Se estas blanka precipitaĵo, filtru ĝin tra vitra filtrilo kaj prenu la solidon
Ripetu la antaŭajn paŝojn por la korpoparto, ĝis la filtrito post aldono de 1 guto de AgNO3-solvo ne havas blankan precipitaĵon, tio estas, la purigo kaj lavado finiĝas.
36
en (ĉefe por forigi la reakcian kromprodukton NaCl). Post suĉa filtrado, sekigado, malvarmigo al ĉambra temperaturo kaj pesado.
maso, g.
Testo kaj Karakterizaj Metodoj por Celulozaj Eteroj
Determino de Anstataŭigo (DS) kaj Molara Anstataŭigo (MS)
Determino de DS: Unue, pezu 0,2 g (precize ĝis 0,1 mg) de la purigita kaj sekigita celuloza eterprovaĵo, solvu ĝin en
80mL da distilita akvo, miksita en konstanta temperatura akvobano je 30℃~40℃ dum 10min. Poste alĝustigu per sulfuracida solvaĵo aŭ NaOH-solvo
pH de la solvaĵo ĝis la pH de la solvaĵo estas 8. Tiam en kaliko ekipita per pH-mezurila elektrodo, uzu norman solvon de sulfata acido.
Por titoli, sub movadaj kondiĉoj, observu la pH-mezurilon legadon dum titrado, kiam la pH-valoro de la solvo estas ĝustigita al 3.74,
La titrado finiĝas. Notu la volumon de sulfuracida norma solvaĵo uzata en ĉi tiu tempo.
Generacio:
La sumo de la supraj protonnombroj kaj la hidroksietilgrupo
La rilatumo de la nombro da supraj protonoj; I7 estas la maso de la metilengrupo sur la hidroksietilgrupo
Intenseco de la protona resonanca pinto; estas la intenseco de la protona resonanca pinto de 5 metingrupoj kaj unu metilengrupo sur la celuloza glukoza unuo
Sumo.
La testmetodoj priskribitaj por la infraruĝa karakteriza testado de la tri celulozaj eteroj CMC, HEC kaj HEECMC
Leĝo
3.2.4.3 XRD-testo
Rentgenfota Difrakto-Analizo 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 deŭteritan dimetilsulfoksidon kiel solvilon, 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 pincelulozon ĉerpitan en la dua ĉapitro kiel la krudmaterialon, kaj uzante natrian kloroacetaton kiel eterigantan agenton, la metodo de unufaktora eksperimento estis adoptita,
La prepara procezo de CMC estis optimumigita, kaj la komencaj variabloj de la eksperimento estis fiksitaj kiel montrite en Tabelo 3.3. La sekvanta estas la HEC-prepara procezo
En arto, la analizo de diversaj faktoroj.
Tabelo 3.3 Komencaj Faktoraj Valoroj
Faktoro Komenca valoro
Antaŭtraktado alkaliziga temperaturo/℃ 40
Antaŭtraktado alkaliziga tempo/h 1
Antaŭtraktado solida-likva proporcio/(g/mL) 1:25
Antaŭtrakta lesiva koncentriĝo/% 40
38
La unua etapo eteriĝotemperaturo/℃ 45
Tempo de eteriĝo de la unua etapo/h 1
Dua etapa eteriĝotemperaturo/℃ 70
Dua faza eteriĝotempo/h 1
Baza dozo en eteriĝostadio/g 2
Kvanto de eteriga agento en eterigstadio/g 4.3
Eterigita solida-likva proporcio/(g/mL) 1:15
3.3.1.1 Influo de diversaj faktoroj sur CMC-anstataŭiggrado en antaŭtraktada alkaliĝstadio
1. La efiko de pretraktado alkalization temperaturo sur la anstataŭigo grado de CMC
Por konsideri la efikon de antaŭtraktada alkaliĝotemperaturo sur la grado de anstataŭigo en la akirita CMC, en la kazo de fiksado de aliaj faktoroj kiel komencaj valoroj,
Sub la kondiĉoj, la efiko de antaŭtraktada alkaliĝtemperaturo sur CMC-anstataŭiggrado estas diskutita, kaj la rezultoj estas montritaj en Fig.
Antaŭtraktado alkaliziga temperaturo/℃
Efiko de antaŭtraktado alkaliziga temperaturo sur CMC-anstataŭiggrado
Oni povas vidi, ke la grado de anstataŭigo de CMC pliiĝas kun la pliiĝo de la antaŭtraktada alkaliĝtemperaturo, kaj la alkaligtemperaturo estas 30 °C.
La supraj gradoj de anstataŭigo malpliiĝas kun pliiĝanta 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 eterigantan agenton eniri la internon de la celulozo en la eteriga stadio, kaj la grado de reago estas relative alta.
malalta, rezultigante pli malaltan gradon de produktanstataŭigo. Tamen, la alkaliga temperaturo ne devus esti tro alta. Kiam la temperaturo pliiĝas, sub la ago de alta temperaturo kaj forta alkalo,
Celulozo estas ema al oksidativa degenero, kaj la grado de anstataŭigo de la produkto CMC malpliiĝas.
2. Influo de antaŭtraktada alkaliniĝotempo sur CMC-anstataŭiga grado
Sub la kondiĉo, ke la antaŭtraktada alkaliĝtemperaturo estas 30 °C kaj aliaj faktoroj estas la komencaj valoroj, la efiko de antaŭtraktada alkaligtempo sur CMC estas diskutita.
La efiko de anstataŭigo. Grado de anstataŭigo
Antaŭtraktado alkaliziga tempo/h
Efiko de antaŭtraktada alkaliniĝotempo surCMCanstataŭiga grado
La amasiga procezo mem estas relative rapida, sed la alkala solvo bezonas certan disvastigtempon en la fibro.
Videblas, ke kiam la tempo de alkaligo estas 0,5-1,5 h, la grado de anstataŭigo de la produkto pliiĝas kun la pliiĝo de la tempo de alkaligo.
La grado de anstataŭigo de la akirita produkto estis la plej alta kiam la tempo estis 1.5h, kaj la grado de anstataŭigo malpliiĝis kun la pliiĝo de tempo post 1.5h. Ĉi tio povas
Ĝi povas esti ĉar komence de alkaliĝo, kun la plilongigo de alkaligotempo, la enfiltriĝo de alkalo al celulozo estas pli sufiĉa, tiel ke la fibro.
La prima strukturo estas pli malstreĉita, pliigante la eterigantan agenton kaj la aktivan medion
Afiŝtempo: Apr-26-2024