1. Zelulosa Ether-en prestaketa printzipioa
1. irudian zelulosaren eterren egitura tipikoa erakusten da. BD-Anhydroglucosako unitate bakoitzak (zelulosa errepikatzen duen unitateak) talde bat C (2), C (3) eta C (6) posizioetan ordezkatzen du, hau da, hiru Ether talde egon daitezke. Kate intra-kate eta kate arteko hidrogeno loturak direla etaZelulosa makromolekulak, zaila da uretan disolbatzea eta ia disolbatzaile organiko guztiak. Ether-ek eteriaren bidez sartzeak hidrogeno lotura intramolekularrak eta intermolekularrak suntsitzen ditu, hidrofilikotasuna hobetzen du eta asko hobetzen da ur-euskarrietan bere disolbagarritasuna.
Etherifeeditentifika tipikoak pisu molekular alkoxiko baxuak dira (1 eta 4 karbono atomo) edo hidroxyalkil taldeak, gero beste talde funtzional batzuek ordezkatu ditzaketela, hala nola, CarBoxyl, Hydroxyl edo Aminoo taldeak. Ordezkoak bi mota desberdinetakoak izan daitezke. Zelulosa kate makromolekularrean zehar, C (2), C (3) eta C (6) eta C (6) posizioak proportzio desberdinetan ordezkatzen dira. Zorrotz hitz eginez, zelulosaren eterrak ez du egitura kimiko zehatzik, talde mota batek erabat ordezkatzen dituen produktuak izan ezik (hiru hidroxil talde ordezkatzen dira). Produktu horiek laborategiko analisirako eta ikerketarako bakarrik erabil daitezke, eta ez dute balio komertzialik.
(a) zelulosako bi unitate anhidroglukoen egitura orokorra Ether Molekular kate kate, R1 ~ R6 = h, edo ordezko organiko bat;
(b) kate kate molekularra carboxymetilZelulosa hidroxibilua, CarboxyMetilen ordezkapen maila 0,5 da, hidroxetilaren ordezkapen maila 2,0 da eta Molar ordezkapen maila 3,0 da. Egitura honek eterifikatutako taldeen batez besteko ordezkapen maila adierazten du, baina subjektuak ausazkoak dira.
Ordezko bakoitzerako, Etherification-en kopuru osoa DSren Balioaren arabera adierazten da. DS sorta 0 ~ 3 da, hau da, anhidrogluxu-unitate bakoitzean Etherification taldeek ordezkatutako talde hidroxiloen batez besteko kopuruaren baliokidea da.
Zelula hidroxyalkilarentzat, ordezkapen-erreakzioa Etherification hasiko da doako hidroxil talde berrietatik, eta ordezkapen maila MS balioaren arabera kuantifikatu daiteke, hau da, ordezkapen maila molarra. Anhidrogluxu-unitate bakoitzari gehitutako etherifikatzaile eragilearen erreaktiboaren batez besteko molen batez besteko kopurua da. Erreaktore tipikoa oxidoa etilenoa da eta produktuak hidroxibileroen ordezkari bat du. 1. irudian, produktuaren balioa 3.0 da.
Teorikoki, ez dago MS balioaren goiko mugarik. Glukosa-eraztun bakoitzaren ordezkapen maila jakintsuaren DS balioa ezagutzen bada, Ether Side Catainome fabrikatzaileen batez besteko luzera ere maiz erabiltzen dute etherification talde desberdinetako (adibidez, -Och3 edo -oc2h4oh) Ordezkapen maila eta titulua irudikatzeko DS eta MS balioen ordez. Talde bakoitzaren zati masiboa eta DS edo MS balioa kalkulu sinplearen bidez bihur daiteke.
Zelulosa etera gehienak ur disolbagarriak diren polimeroak dira, eta batzuk ere disolbatzaile organikoetan disolbagarriak dira. Zelulosa Ether-ek eraginkortasun handiko, prezio baxuko, prozesatze erraza, toxikotasun baxua eta barietate zabala ditu, eta eskaera eta aplikazio eremuak zabaltzen ari dira oraindik. Agente laguntzaile gisa, zelulosaren eterrak aplikazio potentzial handia du industriaren hainbat arlotan. MS / DS-k lor daiteke.
Zelulosa eterrak ordezkatzaileen egitura kimikoaren arabera sailkatzen dira ethers anioniko, katuei eta ezkerialetan. Etenik gabeko eterrak ur disolbagarriak eta olio disolbagarriak diren produktuetan banatu daitezke.
Industrializatuak izan diren produktuak 1. taularen goiko aldean agertzen dira. 1. taularen beheko aldean etherification talde ezagun batzuk zerrendatzen dira, oraindik ere produktu komertzial garrantzitsuak izan ez direnak.
Ether sail mistoaren ordena orden alfabetikoaren arabera, hurrenez hurren, DS (MS), adibidez, 2-hidroxetilezko metilcellulosaren arabera, laburdura hemc da, eta MJEC gisa ere idatz daiteke nabarmendu metilen ordezkoa.
Zelulosaren gaineko hidroxil taldeak ez dira erraz etherification agenteek eskura ditzakete, eta Etherification prozesua normalean baldintza alkalinoen arabera egiten da, orokorrean naOH soluzio ikonosoaren kontzentrazio jakin bat erabiliz. Zelulosa, lehenengo zelulosa puztuta eratzen da naOHko disoluzioarekin, eta etherification erreakzioa jasaten du eterikifikazio agentearekin. Etero mistoen ekoizpenean eta prestaketan zehar, etherification agente mota desberdinak erabili behar dira aldi berean edo Etherification urratsez urrats egin behar da elikadura eten bidez (beharrezkoa izanez gero). Zelulosaren eterifikazioan lau erreakzio mota daude, erreakzio formula laburbilduta (zelulosikoa gelaxka-oh-oh) honela:
Ekuazioak (1) Williamson Etherification erreakzioa deskribatzen du. Rx azido ezorganikoko azido ezorganikoa da, eta x halogenoa da, cl edo azido sulfuriko ester. Kloruroa R-CL industrian erabiltzen da, adibidez, metil kloruroa, etil kloruroa edo azido kloroazetikoa. Oinarri kantitate estetikoa kontsumitzen da horrelako erreakzioetan. Zelulosa industrializatua Ether produktuak metil zelulosa, zelulosa etiliko eta karboximetilen zelulosa Williamson Etherification erreakzioaren produktuak dira.
Erreakzio Formula (2) oinarrizko epoxidoak (adibidez, r = h, CH3 edo C2H5) eta zelulosa-molekuletan hidroxil taldeak erostea da, base kontsumitu gabe. Erreakzio hau erreakzioan zehar hidroxil talde berriak sortzen dira, Oligoalkyletylenen oxido alboko kateak eratuz. Aziridine (Aziridine) antzeko erreakzioak aminoethil eterra eratuko ditu: Cell-O-CH2-CH2-NH2 . Hidroxetiliko zelulosa, hidroxibilezko zelulosa eta hidroxijiko zelulosa bezalako produktuak dira, base-katalizatutako epoxidazioaren produktuak.
Erreakzio Formula (3) Bonu bikoitz aktiboen arteko lotura organikoen arteko erreakzioa da. Gaur egun erreakzio mota hau oso gutxitan erabiltzen da industrialki.
Erreakzio Formula (4), Diazokane-rekin eterifikazioa ez da oraindik industrializatu.
- Zelulosa Ethers motak
Zelulosa Etuna eteikoa edo eter mistoa izan daiteke, eta bere propietateak desberdinak dira. Zelulosako makromolekulan ordezkatutako talde hidrofiliko baxuak daude, hala nola, hidroxitiliko taldeak, produktua ur-disolbagarritasun neurri batean hornitu dezaketenak, eta, hala nola, metil, etil eta abar. Eman produktua ur-disolbagarritasun jakin bat, eta ordezkatutako produktuak uretan bakarrik puzten da edo disoluzio alkali disoluzioan disolbatu daiteke. Zelulosa eterren propietateen inguruko ikerketa sakonarekin, zelulosa berriko eterrak eta haien aplikazio-eremuak etengabe garatuko dira eta ekoiztuko dira, eta motor handiena aplikazioen merkatu zabala eta etengabea da.
Taldeen eraginaren lege orokorra disolbagarritasun propietateetan ether mistoetan duen eraginaren legea da:
1) Produktuan talde hidrofoboen edukia handitu ether hidrofobismoa handitzeko eta gel puntua jaitsi;
2) Talde hidrofilikoen edukia handitzea (esaterako, hidroxitiliko taldeak) bere gel puntua handitzeko;
3) Hidroxipropil taldea berezia da eta hidroxipropilazio egokia produktuaren gelaren tenperatura jaitsi daiteke eta produktu hidroxipulatutako produktu ertaineko gelaren tenperatura berriro igoko da, baina ordezkapen maila altuak bere gel puntua murriztuko du; Arrazoia Karbono-katearen luzera hidroxipropilaren, maila baxuko hidroxipropilazioaren, hidrogeno loturak ahuldu eta molekulen artean ahultzen dira zelulosa makromolekulan, eta hidroxil talde hidrofilikoen artean adar kateetan. Ura da nagusi. Bestalde, ordezkapena altua bada, polimerizazioa egongo da alboko taldean, hidroxilo taldearen eduki erlatiboa gutxitu egingo da, hidrofobismoa handitu egingo da, eta disolbagarritasuna murriztu egingo da.
Produkzioa eta ikerketaZelulosa eterrahistoria luzea du. 1905ean, Suidak zelulosaren etherification, dimetil sulfatoarekin metilatu zen lehenengo aldiz. Nonionic Alkyl eters-ek Lilienfeld-ek (1912), Dreyfus (1914) eta Leuchs (1920) patentatu zituen, uretan disolbagarria edo olio disolbagarriak zelulosa eterrak, hurrenez hurren. Buchler eta Gomberg-ek 1921ean, CarboxyMetilgo zelulosa Jansenek 1918an egin zuen lehenengo aldiz, eta Hubertek 1920an hidroxibiletiloa ekoitzi zuen. 1920ko hamarkadan, CarBoxyMetilcellulosa Alemanian merkaturatzen zen. 1937tik 1938ra, MC eta HEC industria produkzioa Estatu Batuetan gauzatu zen. Suediak 1945ean uretan disolbagarria zen EHEC ekoizten hasi zen. 1945. urtearen ondoren, zelulosaren eterraren ekoizpena azkar hedatu zen Mendebaldeko Europan, Estatu Batuetan eta Japonian. 1957. urtearen amaieran, Txina CMC lehenik eta behin ekoizpenean jarri zen Shanghai Celluloid fabrikan. 2004. urtera arte, nire herrialdeko ekoizpen ahalmena 30.000 tona ioniko eta 10.000 tona ioidiko ez diren eter izango dira. 2007an, 100.000 tona eter ioniko eta 40.000 tona eter inonikoiko lortuko ditu. Etxean eta atzerriko teknologia bateko enpresak etengabe sortzen ari dira, eta Txinako zelulosaren eter produkzio gaitasuna eta maila teknikoa etengabe hobetzen ari dira.
Azken urteotan, zelulosa monoetariek eta DS balio desberdinak dituzten hainbat balio, biskositateak, garbitasuna eta propietate erreologikoak etengabe garatu dira. Gaur egun, zelulosako eterren arloan garapenaren ardatzak produkzio teknologia aurreratua, prestaketa teknologia berriak, ekipamendu berriak, produktu berriak, kalitate handiko produktuak eta produktu sistematikoak teknikoki ikertu beharko lirateke.
Posta: 2012ko apirilak 28-24