1 Uvod
Trenutno je glavna sirovina koja se koristi u pripremiceluloza eterje pamuk, a njegov proizvod opada, a cijena također raste;
Nadalje, najčešće korištena sredstva za eterifikaciju poput klorooctene kiseline (visoko toksična) i etilen oksida (karcinogena) također su štetnija za ljudsko tijelo i okoliš. Rezervirati
U ovom se poglavlju borova celuloza s relativnom čistoćom od više od 90% ekstrahiranog u drugom poglavlju koristi kao sirovina, a kao zamjena se koriste natrijev kloroacetat i 2-kloroetanol.
Korištenje visoko toksične klorooctene kiseline kao eterifikacijskog sredstva, anionkarboksimetil celuloza (CMC), Pripremljena je neionska hidroksietil celuloza.
Celuloza (HEC) i miješana hidroksietil karboksimetil celuloza (HECMC) tri celulozna eteri. pojedinačni faktor
Tehnike pripreme tri celuloznog etera optimizirane su eksperimentima i ortogonalnim eksperimentima, a sintetizirani eteri celuloze karakterizirali su FT-IR, XRD, H-NMR, itd.
Osnove eterifikacije celuloze
Načelo eterifikacije celuloze može se podijeliti u dva dijela. Prvi dio je postupak alkalizacije, to jest tijekom reakcije alkalizacije celuloze,
Ravnomjerno raspršena u otopini NaOH, borova celuloza nasilno nabubri pod djelovanjem mehaničkog miješanja i širenjem vode
Velika količina naoh malih molekula prodirala je u unutrašnjost borove celuloze i reagirala s hidroksilnim skupinama na prstenu strukturne jedinice glukoze,
Stvara alkalnu celulozu, aktivno središte reakcije eterifikacije.
Drugi dio je postupak eterifikacije, to jest reakcija između aktivnog središta i natrijevog kloroacetata ili 2-kloroetanola u alkalnim uvjetima, što rezultira s
Istodobno, eterifikacijsko sredstvo natrijevog kloroacetata i 2-kloroetanol također će proizvesti određeni stupanj vode u alkalnim uvjetima.
Bočne reakcije su riješene da bi stvorile natrijev glikolat i etilen glikol.
2 Koncentrirana prethodna obrada alkalne dekorizacije borove celuloze
Prvo, pripremite određenu koncentraciju otopine NaOH s deioniziranom vodom. Zatim, na određenoj temperaturi, 2 g borovih vlakana
Vitamin se otopi u određenom volumenu otopine NaOH, miješa se neko vrijeme, a zatim filtrira za upotrebu.
Proizvođač modela instrumenta
Precizni pH metar
Koltaktor tipa Konstantna temperatura zagrijavanje magnetskog miješalice
Pećnica
Elektronička ravnoteža
Cirkulirajuća tipa vode višenamjenska vakuumska pumpa
Fourier transformacijski infracrveni spektrometar
Rendgenski difraktometar
Nuklearni magnetska rezonanca spektrometar
Hangzhou Aolilong Instrument Co., Ltd.
Hangzhou Huichuang Instrument Equipment Co., Ltd.
Shanghai Jinghong Eksperimentalna oprema Co., Ltd.
Mettler Toledo Instruments (Shanghai) Co., Ltd.
Hangzhou David Science and Education Instrument Co., Ltd.
American Thermo Fisher Co., Ltd.
Američka termoelektrična švicarska ARL Company
Švicarska tvrtka Bruker
35
Priprema CMC -a
Korištenje borovog drveta alkalija celuloza prethodno obrađena koncentriranom alkalnom dekoristalizacijom kao sirovina, koristeći etanol kao otapalo i koristeći natrijev kloroacetat kao eterifikaciju
CMC s višim DS -om pripremljen je dodavanjem alkalije dva puta i eterificirajući sredstva dva puta. Dodajte 2g alkalne celuloze od borovog drveta u tikvicu s četiri vrata, a zatim dodajte određeni volumen otapala etanola i dobro promiješajte 30 minuta
Otprilike, tako da se alkalna celuloza u potpunosti rasprši. Zatim dodajte određenu količinu alkalnog agensa i natrijevog kloroacetata da biste reagirali neko vrijeme na određenoj temperaturi eterifikacije
Nakon vremena, drugi dodatak alkalnog agensa i natrijevog kloroacetata praćen eterifikacijom tijekom određenog vremenskog razdoblja. Nakon završetka reakcije, ohladite se i ohladite, a zatim
Neutralizirajte se s odgovarajućom količinom ledene octene kiseline, zatim usisavajući filter, pranje i osušite.
Priprema HEC -a
Korištenje alkalne celuloze od borovog drveta prethodno obrađena koncentriranom dekorizacijom alkalije kao sirovina, etanola kao otapala i 2-kloroetanola kao eterifikacije
HEC s višim MS pripremljen je dodavanjem alkalije dva puta i eterificirajući sredstva dva puta. Dodajte 2 g alkalne celuloze od borovog drveta u tikvicu s četiri vrata i dodajte određeni volumen od 90% (volumen frakcije) etanol, miješajte
Miješajte neko vrijeme da biste se potpuno raspršili, a zatim dodajte određenu količinu alkalije i polako zagrijavajte, dodajte određeni volumen od 2-
Kloroetanol, eterificiran na konstantnoj temperaturi neko vrijeme, a zatim je dodao preostali natrijev hidroksid i 2-kloroetanol kako bi se nastavio eterifikacija neko vrijeme. liječiti
Nakon dovršetka reakcije, neutralizirajte se s određenom količinom ledenjačke octene kiseline i na kraju filtrirajte staklenim filterom (G3), perite i osušite.
Priprema HEMCC
Korištenje HEC -a pripremljenog u 3.2.3.4 kao sirovina, etanol kao reakcijski medij i natrijev kloroacetat kao eterifikacijsko sredstvo za pripremu
HECMC. Specifični postupak je: uzmite određenu količinu HEC-a, stavite ga u tikvicu od četiri ml s četiri vrata, a zatim dodajte određenu količinu volumena
90% etanola, mehanički miješajte na određeno vrijeme kako bi se potpuno raspršili, dodali određenu količinu alkalije nakon zagrijavanja i polako dodajte
Natrijev kloroacetat, eterifikacija na konstantnoj temperaturi završava nakon razdoblja. Nakon dovršetka reakcije, neutralizirajte je ledenom octenom kiselinom da biste je neutralizirali, a zatim upotrijebite stakleni filter (G3)
Nakon usisavanja filtracije, pranja i sušenja.
Pročišćavanje celuloznih etera
U procesu pripreme celuloznog etera često se proizvode neki nusproizvodi, uglavnom anorganski sol natrijev klorid i neki drugi
nečistoće. Kako bi se poboljšala kvaliteta etera celuloze, provedeno je jednostavno pročišćavanje na dobivenom eteru celuloze. Jer su u vodi
Postoje različita topljivost, tako da eksperiment koristi određeni volumen udio hidratiziranog etanola za pročišćavanje pripremljene tri eterice celuloze.
promijeniti.
Postavite uzorak celuloznog etera pripremljenog s određenom kvalitetom u čašu, dodajte određenu količinu od 80% etanola koji je prethodno zagrijan na 60 ℃ ~ 65 ℃, a održavajte mehaničko miješanje na 60 ℃ ~ 65 ℃ na magnetskom miješalištu od konstantnog temperature grijanja temperature za 10 ℃. min. Uzmite supernatant da se osuši
U čistoj čaši upotrijebite srebrni nitrat da biste provjerili ima li kloridnih iona. Ako postoji bijeli talog, filtrirajte ga kroz stakleni filter i uzmite kruticu
Ponovite prethodne korake za dio tijela, sve dok filtrat nakon dodavanja 1 kap otopine Agno3 nema bijeli talog, odnosno pročišćavanje i pranje.
36
u (uglavnom za uklanjanje reakcijskog nusproizvoda NaCl). Nakon usisavanja filtracije, sušenja, hlađenja do sobne temperature i vaganja.
Masa, g.
Metode ispitivanja i karakterizacije za etere celuloze
Određivanje stupnja supstitucije (DS) i molarni stupanj supstitucije (MS)
Određivanje DS -a: Prvo, izvažite 0,2 g (točno na 0,1 mg) pročišćenog i osušenog uzorka etera etera, otopite ga u
80ml destilirane vode, miješana u konstantnoj temperaturnoj vodenoj kupelji na 30 ℃ ~ 40 ℃ za 10 min. Zatim prilagodite otopinom sumporne kiseline ili otopinom NaOH
pH otopine sve dok pH otopine ne bude 8. Zatim u čaši koja je opremljena pH metrom, koristite standardnu otopinu sumporne kiseline
Titriranju, u uvjetima miješanja, promatrajte čitanje pH brojila dok titrira, kada se pH vrijednost otopine podešava na 3,74,
Titracija završava. Obratite pažnju na volumen standardne otopine sumporne kiseline u ovom trenutku.
Generacija:
Zbroj gornjih brojeva protona i hidroksietil grupe
Omjer broja gornjih protona; I7 je masa metilenske skupine na hidroksietilskoj skupini
Intenzitet vrha protonske rezonancije; je intenzitet vrha protonske rezonancije 5 metinskih skupina i jedna metilenska skupina na jedinici glukoze u celulozi
Iznos.
Opisane metode ispitivanja za testiranje infracrvene karakterizacije tri celuloznog etera CMC, HEC i HEECMC
Zakon
3.2.4.3 XRD test
Rendgenski difrakcijska analiza karakterizacije tri celuloza etera CMC, HEC i HEECMC
opisana metoda ispitivanja.
3.2.4.4 Ispitivanje H-NMR
H NMR spektrometar HEC izmjeren je spektrometrom Avance400 H NMR proizveo Bruker.
Koristeći deuterirani dimetil sulfoksid kao otapalo, otopina je testirana tekućim vodikom NMR spektroskopijom. Učestalost ispitivanja bila je 75,5MHz.
Toplo, otopina je 0,5 ml.
3.3 Rezultati i analiza
3.3.1 Optimizacija postupka pripreme CMC -a
Koristeći borovu celulozu izvađenu u drugom poglavlju kao sirovina, a koristeći natrijev kloroaceta kao eterifikacijsko sredstvo, usvojena je metoda eksperimenta s jednim faktorom,
Proces pripreme CMC je optimiziran, a početne varijable eksperimenta postavljene su kao što je prikazano u tablici 3.3. Slijedi postupak pripreme HEC -a
U umjetnosti analiza različitih čimbenika.
Tablica 3.3 Početne vrijednosti faktora
Početna vrijednost faktora
Temperatura alkalizacije obrade/℃ 40
Vrijeme obrade alkaliziranja/h 1
Omjer čvrsto-tekućine za prethodnu obradu/(G/ml) 1:25
Koncentracija lye -a za prethodnu obradu/% 40
38
Temperatura eterifikacije prve faze/℃ 45
Vrijeme eterifikacije u prvoj fazi/H 1
Temperatura eterifikacije u drugoj fazi/℃ 70
Vrijeme eterifikacije u drugoj fazi/H 1
Osnovna doza u fazi eterifikacije/g 2
Iznos eterifikacijskog sredstva u fazi eterifikacije/G 4.3
Eterificirani omjer krute-tekućine/(g/ml) 1:15
3.3.1.1 Utjecaj različitih čimbenika na stupanj supstitucije CMC -a u fazi prethodne obrade
1. Učinak temperature alkalizacije obrade na stupanj supstitucije CMC -a
Da bi se razmotrio učinak temperature alkalizacije prethodne obrade na stupanj supstitucije u dobivenom CMC -u, u slučaju popravljanja drugih čimbenika kao početnih vrijednosti,
U uvjetima se raspravlja o učinku temperature alkalizacije prethodne obrade na stupanj supstitucije CMC -a, a rezultati su prikazani na Sl.
Temperatura alkalizacije obrade/℃
Učinak temperature alkalizacije prethodne obrade na stupanj supstitucije CMC -a
Može se vidjeti da se stupanj supstitucije CMC povećava s povećanjem temperature alkalizacije prethodne obrade, a temperatura alkalizacije 30 ° C.
Gornji stupnjevi supstitucije smanjuju se s povećanjem temperature. To je zato što je temperatura alkaliziranja preniska, a molekule su manje aktivne i nisu u mogućnosti
Učinkovito uništite kristalno područje celuloze, što eterifikacijskom agensu otežava ulazak u unutrašnjost celuloze u fazi eterifikacije, a stupanj reakcije je relativno visok.
Niska, što rezultira nižim stupnjem supstitucije proizvoda. Međutim, temperatura alkalizacije ne bi trebala biti previsoka. Kako se temperatura povećava, pod djelovanjem visoke temperature i jake alkalije,
Celuloza je sklona oksidativnom razgradnji, a stupanj supstitucije proizvoda CMC smanjuje se.
2. Utjecaj vremena prethodne obrade vremena alkalinizacije na stupanj supstitucije CMC -a
Pod uvjetom da je temperatura alkalizacije prethodne obrade 30 ° C, a drugi čimbenici početne vrijednosti, raspravlja se o utjecaju vremena alkalizacije obrade na CMC.
Učinak supstitucije. Stupanj zamjene
Vrijeme obrade alkaliziranja/h
Učinak vremena prethodne obrade na vrijemeCMCZamjena stupnja
Sam proces izbijanja je relativno brz, ali alkalnoj otopini treba određeno vrijeme difuzije u vlaknima.
Može se vidjeti da kada je vrijeme alkalizacije 0,5-1,5H, stupanj supstitucije proizvoda povećava se s povećanjem vremena alkalizacije.
Stupanj supstitucije dobivenog proizvoda bio je najveći kada je vrijeme bilo 1,5 h, a stupanj supstitucije smanjio se s porastom vremena nakon 1,5 h. Ovo može
To može biti zato što je na početku alkalizacije, s produljenjem vremena alkalizacije, infiltracija alkalije u celulozu dovoljnija, tako da vlakna
Glavna struktura je opuštenija, povećavajući eterifikacijsko sredstvo i aktivni medij
Vrijeme posta: travanj-26-2024