1 Sissejuhatus
Praegu on valmistamisel kasutatav peamine toorainetselluloosi eeteron puuvill ja selle toodang väheneb ning hind samuti tõuseb;
Veelgi enam, tavaliselt kasutatavad eeterdavad ained, nagu kloroäädikhape (väga toksiline) ja etüleenoksiid (kantserogeenne), on ka inimorganismile ja keskkonnale kahjulikumad. Raamat
Selles peatükis kasutatakse toorainena teises peatükis ekstraheeritud männi tselluloosi, mille suhteline puhtus on üle 90%, ning asendajatena naatriumkloroatsetaati ja 2-kloroetanooli.
Kasutades eeterdava ainena väga mürgist kloroäädikhapet, anioonnekarboksümetüültselluloos (CMC), valmistati mitteioonne hüdroksüetüültselluloos.
Tselluloos (HEC) ja segatud hüdroksüetüülkarboksümetüültselluloos (HECMC) kolm tselluloosi eetrit. üks tegur
Kolme tsellulooseetri valmistamise tehnikaid optimeeriti katsete ja ortogonaalsete katsete abil ning sünteesitud tsellulooseetreid iseloomustati FT-IR, XRD, H-NMR jne abil.
Tselluloosi eeterdamise alused
Tselluloosi eeterdamise põhimõtte võib jagada kaheks osaks. Esimene osa on leelistamisprotsess, see tähendab tselluloosi leelistamisreaktsiooni ajal,
NaOH lahuses ühtlaselt dispergeeritud männitselluloos paisub mehaanilisel segamisel ja vee paisumisel ägedalt
Suur hulk NaOH väikeseid molekule tungis männi tselluloosi sisemusse ja reageeris glükoosi struktuuriüksuse ringis olevate hüdroksüülrühmadega,
Tekitab leelistselluloosi, eeterdamisreaktsiooni aktiivset keskust.
Teine osa on eeterdamisprotsess, st reaktsioon aktiivtsentri ja naatriumkloroatsetaadi või 2-kloroetanooli vahel leeliselistes tingimustes, mille tulemuseks on
Samal ajal toodavad eeterdav aine naatriumkloroatsetaat ja 2-kloroetanool ka aluselistes tingimustes teatud määral vett.
Kõrvalreaktsioonid lahendatakse, et saada vastavalt naatriumglükolaat ja etüleenglükool.
2 Mändtselluloosi kontsentreeritud leelisdekristallimise eeltöötlus
Esiteks valmistage deioniseeritud veega teatud kontsentratsiooniga NaOH lahus. Seejärel teatud temperatuuril 2g männikiudu
Vitamiin lahustatakse teatud koguses NaOH lahuses, segatakse mõnda aega ja seejärel filtreeritakse kasutamiseks.
Seadme mudeli tootja
Täpne pH-meeter
Kollektortüüpi konstantse temperatuuriga kuumutusmagnetsegisti
Vaakumkuivatusahi
Elektrooniline tasakaal
Ringlusvee tüüpi mitmeotstarbeline vaakumpump
Fourier' teisenduse infrapunaspektromeeter
Röntgeni difraktomeeter
Tuumamagnetresonantsspektromeeter
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 Science and Education Instrument Co., Ltd.
American Thermo Fisher Co., Ltd.
Ameerika termoelektriline Šveitsi ARL ettevõte
Šveitsi firma BRUKER
35
CMC-de ettevalmistamine
Kasutades toorainena kontsentreeritud leelisdekristallimisega eeltöödeldud männipuidu leelistselluloosi, kasutades lahustina etanooli ja eeterdades naatriumkloroatsetaati
Kõrgema DS-ga CMC valmistati, lisades kaks korda leelist ja kaks korda eeterdavat ainet. Lisage nelja kaelaga kolbi 2 g männipuidust leelistselluloosi, seejärel lisage teatud kogus etanoolilahustit ja segage hästi 30 minutit.
umbes nii, et leelistselluloos oleks täielikult hajutatud. Seejärel lisage teatud kogus leelisainet ja naatriumkloroatsetaati, et teatud eeterdamistemperatuuril teatud aja jooksul reageerida.
Aja möödudes lisatakse teine leeliseline aine ja naatriumkloroatsetaat, millele järgneb teatud aja jooksul eeterdamine. Pärast reaktsiooni lõppemist jahutage maha ja seejärel jahutage
Neutraliseerige sobiva koguse jää-äädikhappega, seejärel imege filtrit, peske ja kuivatage.
HEC-de ettevalmistamine
Kasutades toorainena kontsentreeritud leeliskristallimisega eeltöödeldud männipuidu leelistselluloosi, lahustina etanooli ja eeterdamisel 2-kloroetanooli
Kõrgema MS-ga HEC valmistati, lisades kaks korda leelist ja kaks korda eeterdavat ainet. Lisage nelja kaelaga kolbi 2 g männipuidust leelistselluloosi ja lisage teatud kogus 90% (mahuosa) etanooli, segage
Segage mõnda aega, et see täielikult hajuks, seejärel lisage teatud kogus leelist ja soojendage aeglaselt, lisage teatud kogus 2-
Kloroetanool, eeterdati konstantsel temperatuuril teatud aja jooksul ja seejärel lisati järelejäänud naatriumhüdroksiid ja 2-kloroetanool, et jätkata eeterdamist teatud aja jooksul. ravida
Pärast reaktsiooni lõppemist neutraliseerige teatud koguse jää-äädikhappega ja lõpuks filtreerige klaasfiltriga (G3), peske ja kuivatage.
HEMCC ettevalmistamine
Valmistamiseks kasutatakse punktis 3.2.3.4 valmistatud HEC-d, reaktsioonikeskkonnana etanooli ja eeterdava ainena naatriumkloroatsetaati.
HECMC. Konkreetne protsess on järgmine: võtke teatud kogus HEC-d, pange see 100 ml neljakaelalisesse kolbi ja seejärel lisage teatud kogus vedelikku.
90% etanooli, segage mehaaniliselt teatud aja jooksul, et see täielikult hajuks, lisage pärast kuumutamist teatud kogus leelist ja lisage aeglaselt
Naatriumkloroatsetaat, eeterdamine konstantsel temperatuuril lõpeb teatud aja möödudes. Kui reaktsioon on lõppenud, neutraliseerige see jää-äädikhappega, seejärel kasutage klaasfiltrit (G3)
Pärast imemisega filtreerimist, pesemist ja kuivatamist.
Tselluloosi eetrite puhastamine
Tsellulooseetri valmistamise protsessis tekivad sageli mõned kõrvalsaadused, peamiselt anorgaaniline sool naatriumkloriid ja mõned muud
lisandid. Tsellulooseetri kvaliteedi parandamiseks viidi saadud tsellulooseeter läbi lihtne puhastamine. sest nad on vees
Lahustuvus on erinev, nii et katses kasutatakse valmistatud kolme tsellulooseetri puhastamiseks teatud mahuosa hüdraatunud etanooli.
muuta.
Asetage kindla kvaliteediga valmistatud tsellulooseetri proov keeduklaasi, lisage teatud kogus 80% etanooli, mis on eelsoojendatud temperatuurini 60 ℃ ~ 65 ℃ ja hoidke mehaanilist segamist 60 ℃ ~ 65 ℃ juures konstantsel temperatuuril kuumutusmagnetseguril. 10 ℃ jaoks. min. Viige supernatant kuivama
Kasutage puhtas keeduklaasis kloriidioonide kontrollimiseks hõbenitraati. Kui tekib valge sade, filtreerige see läbi klaasfiltri ja võtke tahke aine
Korrake eelmisi samme kehaosa puhul, kuni filtraadis pärast 1 tilga AgNO3 lahuse lisamist valget sadet ei ole, st puhastamine ja pesemine on lõppenud.
36
(peamiselt reaktsiooni kõrvalsaaduse NaCl eemaldamiseks). Pärast imemisega filtreerimist, kuivatamist, jahutamist toatemperatuurini ja kaalumist.
mass, g.
Tselluloosi eetrite testimise ja iseloomustamise meetodid
Asendusastme (DS) ja molaarse asendusastme (MS) määramine
DS määramine: esmalt kaaluge 0,2 g (0,1 mg täpsusega) puhastatud ja kuivatatud tsellulooseetri proovi, lahustage see
80 ml destilleeritud vett, segades konstantse temperatuuriga veevannis temperatuuril 30–40 ℃ 10 minutit. Seejärel reguleerige väävelhappe lahuse või NaOH lahusega
Lahuse pH kuni lahuse pH on 8. Seejärel kasutage pH-meetri elektroodiga varustatud keeduklaasi väävelhappe standardlahust.
Segamistingimustes tiitrimiseks jälgige pH-meetri näitu tiitrimise ajal, kui lahuse pH on reguleeritud väärtusele 3,74,
Tiitrimine lõpeb. Märkige üles sel ajal kasutatud väävelhappe standardlahuse maht.
Põlvkond:
Ülemiste prootoniarvude ja hüdroksüetüülrühma summa
Ülemiste prootonite arvu suhe; I7 on hüdroksüetüülrühma metüleenrühma mass
Prootonresonantsi piigi intensiivsus; on 5 metiinirühma ja ühe metüleenrühma prootonresonantsi piigi intensiivsus tselluloosi glükoosiühikul
Summa.
Kolme tsellulooseetri CMC, HEC ja HEECMC infrapunakarakteristiku testimiseks kirjeldatud katsemeetodid
Seadus
3.2.4.3 XRD test
Kolme tselluloosi eetri CMC, HEC ja HEECMC röntgendifraktsioonianalüüsi iseloomustustest
kirjeldatud katsemeetodit.
3.2.4.4 H-NMR testimine
HEC H NMR spektromeetrit mõõdeti ettevõtte BRUKER toodetud Avance400 H NMR spektromeetriga.
Lahust testiti vedela vesiniku NMR-spektroskoopia abil, kasutades lahustina deutereeritud dimetüülsulfoksiidi. Testi sagedus oli 75,5 MHz.
Soe, lahus on 0,5 ml.
3.3 Tulemused ja analüüs
3.3.1 CMC ettevalmistusprotsessi optimeerimine
Kasutades toorainena teises peatükis ekstraheeritud männi tselluloosi ja eeterdava ainena naatriumkloroatsetaati, võeti kasutusele ühe teguri katse meetod.
CMC ettevalmistusprotsess optimeeriti ja katse algmuutujad määrati nii, nagu on näidatud tabelis 3.3. Järgmine on HEC ettevalmistamise protsess
Kunstis erinevate tegurite analüüs.
Tabel 3.3 Koefitsientide algväärtused
Tegur Algväärtus
Eeltöötluse leelistamistemperatuur/℃ 40
Eeltöötluse leelistamisaeg/h 1
Eeltöötluse tahke-vedeliku suhe/(g/mL) 1:25
Eeltöötlusleelise kontsentratsioon/% 40
38
Esimese etapi eeterdamise temperatuur/℃ 45
Esimese etapi eeterdamise aeg/h 1
Teise etapi eeterdamise temperatuur/℃ 70
Teise etapi eeterdamise aeg/h 1
Põhiannus eeterdamise etapis/g 2
Eeterdava aine kogus eeterdamise etapis/g 4.3
Eeterdatud tahke-vedeliku suhe/(g/mL) 1:15
3.3.1.1 Erinevate tegurite mõju CMC asendusastmele eeltöötluse leelistamise etapis
1. Eeltöötluse leelistamistemperatuuri mõju CMC asendusastmele
Et võtta arvesse eeltöötluse leelistamistemperatuuri mõju asendusastmele saadud CMC-s, muude tegurite fikseerimisel algväärtusteks,
Tingimustes arutatakse eeltöötluse leelistamistemperatuuri mõju CMC asendusastmele ja tulemused on näidatud joonisel fig.
Eeltöötluse leelistamistemperatuur/℃
Eeltöötluse leelistamistemperatuuri mõju CMC asendusastmele
On näha, et CMC asendusaste suureneb koos eeltöötluse leelistamistemperatuuri tõusuga ja leelistamistemperatuur on 30 ° C.
Ülaltoodud asendusastmed vähenevad temperatuuri tõustes. Põhjus on selles, et leelistamistemperatuur on liiga madal ja molekulid on vähem aktiivsed ega suuda seda teha
Hävitage tõhusalt tselluloosi kristalne ala, mis raskendab eeterdaval ainel eeterdamise etapis tselluloosi sisemusse sisenemist ja reaktsiooniaste on suhteliselt kõrge.
madal, mille tulemuseks on madalam toote asendusaste. Leelistamistemperatuur ei tohiks siiski olla liiga kõrge. Kui temperatuur tõuseb kõrge temperatuuri ja tugeva leelise toimel,
Tselluloosil on kalduvus oksüdatiivsele lagunemisele ja toote CMC asendusaste väheneb.
2. Eeltöötluse leelistamisaja mõju CMC asendusastmele
Tingimusel, et eeltöötluse leelistamistemperatuur on 30 °C ja muud tegurid on algväärtused, arutatakse eeltöötluse leelistamisaja mõju CMC-le.
Asenduse mõju. Asenduse aste
Eeltöötluse leelistamise aeg/h
Eeltöötluse leelistamisaja mõjuCMCasendusaste
Kogumisprotsess ise on suhteliselt kiire, kuid leeliselahus vajab kius teatud difusiooniaega.
On näha, et kui leelistamisaeg on 0,5–1,5 tundi, suureneb toote asendusaste koos leelistamisaja pikenemisega.
Saadud produkti asendusaste oli suurim, kui aeg oli 1,5 tundi ja asendusaste vähenes aja suurenemisega 1,5 tunni pärast. See võib
See võib olla tingitud sellest, et leelistamise alguses, leelistamisaja pikenemisega, on leelise imbumine tselluloosi piisav, nii et kiud
Põhistruktuur on lõdvestunud, suurendades eeterdavat ainet ja aktiivset keskkonda
Postitusaeg: 26. aprill 2024