1 Entwodiksyon
A pwezan, pwensipal materyèl bwit yo te itilize nan pweparasyon deetè selulozse koton, ak pwodiksyon li yo ap bese, ak pri a ap monte tou;
Anplis, souvan itilize ajan eterifyan tankou asid chloroacetic (trè toksik) ak oksid etilèn (kanserojèn) yo tou pi danjere nan kò imen an ak anviwònman an. Liv
Nan chapit sa a, seluloz Pine a ak yon pite relatif ki gen plis pase 90% ekstrè nan dezyèm chapit la itilize kòm materyèl la anvan tout koreksyon, ak kloroacetate sodyòm ak 2-chloroetanòl yo itilize kòm ranplasan.
Sèvi ak trè toksik asid chloroacetic kòm ajan eterifyan, anionikkarboksimetil seluloz (CMC), yo te prepare idroksietil seluloz ki pa iyonik.
Seluloz (HEC) ak melanje hydroxyethyl carboxymethyl cellulose (HECMC) twa etè seluloz. sèl faktè
Teknik preparasyon twa etè seluloz yo te optimize pa mwayen eksperyans ak eksperyans orthogonal, ak etè seluloz sentèz yo te karakterize pa FT-IR, XRD, H-NMR, elatriye.
Fondamantal nan eterifikasyon seluloz
Prensip la nan eterifikasyon seluloz ka divize an de pati. Premye pati a se pwosesis alkalizasyon an, se sa ki, pandan reyaksyon alkalizasyon seluloz la,
Egalman gaye nan solisyon NaOH, seluloz Pine anfle vyolanman anba aksyon an nan vibran mekanik, ak ekspansyon nan dlo.
Yon gwo kantite NaOH ti molekil antre nan enteryè a nan seluloz Pine, epi li te reyaji ak gwoup idroksil yo sou bag la nan inite estriktirèl glikoz la,
Jenere alkali seluloz, sant la aktif nan reyaksyon an eterifikasyon.
Dezyèm pati a se pwosesis eterifikasyon an, se sa ki, reyaksyon ki genyen ant sant aktif la ak sodyòm chloroacetate oswa 2-chloroethanol nan kondisyon alkalin, sa ki lakòz
An menm tan an, ajan eterifyan sodyòm chloroacetate ak 2-chloroethanol pral pwodwi tou yon sèten degre nan dlo anba kondisyon alkalin.
Reyaksyon segondè yo rezoud pou jenere glikolat sodyòm ak glikol etilèn, respektivman.
2 Pretretman dekristalizasyon alkali konsantre nan seluloz Pine
Premyèman, prepare yon sèten konsantrasyon nan solisyon NaOH ak dlo deyonize. Lè sa a, nan yon sèten tanperati, 2g nan fib Pine
Vitamin la fonn nan yon sèten volim nan solisyon NaOH, brase pou yon peryòd de tan, ak Lè sa a, filtre pou itilize.
Enstriman Modèl Manifakti
Precision pH Meter
Pèseptè kalite konstan tanperati chofaj mayetik stirrer
Fou seche vakyòm
Balans elektwonik
Sikilasyon dlo kalite ponp vakyòm milti-bi
Fourier transfòmasyon enfrawouj Spectrometer
Difractomèt radyografi
Nikleyè mayetik sonorite Spectrometer
Hangzhou Aolilong enstriman co, Ltd.
Hangzhou Huichuang enstriman ekipman co, Ltd.
Shanghai Jinghong eksperimantal ekipman co, Ltd.
METTLER TOLEDO enstriman (Shanghai) co, Ltd.
Hangzhou David syans ak edikasyon enstriman co, Ltd.
Ameriken Thermo Fisher co, Ltd.
Ameriken Thermoelectric Switzerland ARL Konpayi
Konpayi Swis BRUKER
35
Preparasyon CMC yo
Sèvi ak seluloz alkali bwa Pine pretrete pa konsantre dekristalizasyon alkali kòm matyè premyè, lè l sèvi avèk etanòl kòm sòlvan ak lè l sèvi avèk kloroacetat sodyòm kòm eterifikasyon.
CMC ak pi wo DS te prepare lè yo ajoute alkali de fwa ak ajan eterifyan de fwa. Ajoute 2 g nan seluloz alkali bwa Pine nan flakon kat kou a, Lè sa a, ajoute yon sèten volim nan sòlvan etanòl, epi brase byen pou 30min.
sou, se konsa ke seluloz alkali a konplètman gaye. Lè sa a, ajoute yon sèten kantite ajan alkali ak sodyòm chloroacetate pou reyaji pou yon peryòd de tan nan yon sèten tanperati eterifikasyon.
Apre yon tan, yon dezyèm adisyon nan ajan alkalin ak sodyòm chloroacetate ki te swiv pa eterifikasyon pou yon peryòd de tan. Apre reyaksyon an fini, refwadi epi refwadi, lè sa a
Netralize ak yon kantite apwopriye nan asid acetic glacial, Lè sa a, filtre aspirasyon, lave epi sèk.
Preparasyon HECs
Sèvi ak bwa Pine alkali seluloz pretrete ak konsantre dekristalizasyon alkali kòm matyè premyè, etanòl kòm sòlvan ak 2-chloroethanol kòm eterifikasyon.
HEC a ak pi wo MS te prepare lè yo ajoute alkali de fwa ak ajan eterifyan de fwa. Ajoute 2g nan seluloz alkali bwa Pine nan yon flakon kat kou, epi ajoute yon sèten volim nan 90% (fraksyon volim) etanòl, brase.
Brase pou yon peryòd de tan konplètman dispèse, Lè sa a, ajoute yon sèten kantite alkali, epi tou dousman chofe, ajoute yon sèten volim nan 2-
Chloroethanol, eterifye nan tanperati konstan pou yon peryòd de tan, ak Lè sa a, ajoute idroksid sodyòm ki rete a ak 2-chloroethanol kontinye eterifikasyon pou yon peryòd de tan. trete
Apre reyaksyon an fini, netralize ak yon sèten kantite asid acetic glacial, epi finalman filtre ak yon filtè vè (G3), lave, epi sèk.
Preparasyon HEMCC
Sèvi ak HEC a prepare nan 3.2.3.4 kòm materyèl la anvan tout koreksyon, etanòl kòm mwayen reyaksyon an, ak sodyòm chloroacetate kòm ajan eterifyan pou prepare.
HECMC. Pwosesis espesifik la se: pran yon sèten kantite HEC, mete l nan yon flacon kat kou 100 mL, epi ajoute yon sèten kantite volim.
90% etanòl, mekanikman brase pou yon peryòd de tan fè li konplètman dispèse, ajoute yon sèten kantite alkali apre chofaj, epi tou dousman ajoute.
Chloroacetate sodyòm, eterifikasyon an nan tanperati konstan fini apre yon peryòd de tan. Apre reyaksyon an fini, netralize li ak asid acetic glacial pou netralize li, Lè sa a, sèvi ak yon filtè vè (G3)
Apre filtraj aspirasyon, lave ak siye.
Pirifikasyon nan etè seluloz
Nan pwosesis preparasyon an nan etè seluloz, gen kèk sous-pwodwi yo souvan pwodui, sitou klori sodyòm sèl inòganik ak kèk lòt.
enpurte. Yo nan lòd yo amelyore kalite a nan etè seluloz, yo te pirifye senp te pote soti sou etè a seluloz jwenn. paske yo nan dlo
Gen diferan solubilite, kidonk eksperyans lan sèvi ak yon sèten fraksyon volim nan etanòl idrate pou pirifye twa etè seluloz yo prepare.
chanje.
Mete echantiyon etè seluloz la prepare ak yon sèten kalite nan yon bèk, ajoute yon sèten kantite etanòl 80% ki te prechofe a 60 ℃ ~ 65 ℃, epi kenbe vibran mekanik nan 60 ℃ ~ 65 ℃ sou yon tanperati konstan chofaj mayetik brase. pou 10 ℃. min. Pran supernatant la sèk
Nan yon gode pwòp, sèvi ak nitrat ajan pou tcheke iyon klori. Si gen yon presipite blan, filtre li nan yon filtè vè epi pran solid la
Repete etap anvan yo pou pati kò a, jiskaske filtraj la apre yo fin ajoute 1 gout nan solisyon AgNO3 pa gen okenn presipite blan, se sa ki, pirifikasyon an ak lave yo fini.
36
nan (sitou pou retire reyaksyon pa pwodwi NaCl). Apre filtraj aspirasyon, siye, refwadi nan tanperati chanm ak peze.
mas, g.
Metòd tès ak karakterizasyon pou Etè seluloz
Detèminasyon Degre Sibstitisyon (DS) ak Molè Degre Sistitisyon (MS)
Detèminasyon DS: Premyèman, peze 0.2 g (egzat a 0.1 mg) echantiyon etè seluloz pirifye ak sèk, fonn li nan
80mL dlo distile, brase nan yon beny dlo tanperati konstan nan 30 ℃ ~ 40 ℃ pou 10min. Lè sa a, ajiste ak solisyon asid silfirik oswa solisyon NaOH
pH solisyon an jiskaske pH solisyon an se 8. Lè sa a, nan yon beaker ekipe ak yon elektwòd pH mèt, sèvi ak yon solisyon estanda nan asid silfirik.
Pou titre, nan kondisyon vibran, obsève lekti pH mèt la pandan y ap titre, lè valè pH solisyon an ajiste a 3.74,
Titrasyon an fini. Remake volim solisyon estanda asid silfirik yo itilize nan moman sa a.
Jenerasyon:
Sòm nimewo pwoton anwo yo ak gwoup idroksietil la
Pwopòsyon kantite pwoton anwo yo; I7 se mas gwoup metilèn sou gwoup hydroxyethyl la
Entansite nan pik nan sonorite proton; se entansite pik sonorite pwoton 5 gwoup metin ak yon gwoup metilen sou inite glikoz seluloz la.
Sòm.
Metòd tès yo dekri pou tès karakterizasyon enfrawouj twa etè seluloz CMC, HEC ak HEECMC.
Lwa
3.2.4.3 Tès XRD
X-ray difraksyon analiz karakterizasyon tès nan twa seluloz Etè CMC, HEC ak HEECMC
metòd tès la dekri.
3.2.4.4 Tès H-NMR
Espektromèt H NMR nan HEC te mezire pa Avance400 H NMR espektwomèt ki te pwodwi pa BRUKER.
Sèvi ak sulfoksid dimethyl deutere kòm sòlvan, yo te teste solisyon an pa espektroskopi likid idwojèn NMR. Frekans tès la te 75.5MHz.
Cho, solisyon an se 0.5mL.
3.3 Rezilta ak analiz
3.3.1 Optimizasyon pwosesis preparasyon CMC
Sèvi ak seluloz Pine extrait nan dezyèm chapit la kòm matyè premyè, epi lè l sèvi avèk sodyòm chloroacetate kòm ajan eterifyan, yo te adopte metòd eksperyans sèl faktè,
Pwosesis preparasyon CMC yo te optimize, epi yo te mete premye varyab eksperyans la jan yo montre nan Tablo 3.3. Sa ki anba la a se pwosesis preparasyon HEC
Nan atizay, analiz la nan plizyè faktè.
Tablo 3.3 Valè Faktè Inisyal yo
Faktè Valè inisyal
Pretretman alkalize tanperati / ℃ 40
Tan alkalize pretretman/h 1
Pretreatment solid-likid rapò/(g/mL) 1:25
Pretreatment lye konsantrasyon/% 40
38
Tanperati eterifikasyon premye etap la / ℃ 45
Premye etap tan eterifikasyon/h 1
Dezyèm etap tanperati eterifikasyon / ℃ 70
Dezyèm etap tan eterifikasyon/h 1
Dòz baz nan etap eterifikasyon / g 2
Kantite ajan eterifikasyon nan etap eterifikasyon/g 4.3
Eterifye solid-likid rapò/(g/mL) 1:15
3.3.1.1 Enfliyans plizyè faktè sou degre sibstitisyon CMC nan etap alkalizasyon pretretman
1. Efè tanperati alkalizasyon pretreatman sou degre sibstitisyon CMC
Yo nan lòd yo konsidere efè a nan tanperati alkalization pretreatment sou degre nan sibstitisyon nan CMC a jwenn, nan ka a nan fikse lòt faktè kòm valè inisyal,
Anba kondisyon yo, efè tanperati alkalizasyon pretretman sou degre sibstitisyon CMC yo diskite, epi rezilta yo montre nan Fig.
Pretretman alkalize tanperati / ℃
Efè pretreatment alkalizing tanperati sou CMC sibstitisyon degre
Li ka wè ke degre nan sibstitisyon nan CMC ogmante ak ogmantasyon nan tanperati a alkalization pretreatment, ak tanperati a alkalization se 30 °C.
Degre ki anwo yo nan sibstitisyon diminye ak ogmante tanperati. Sa a se paske tanperati alkalize a twò ba, ak molekil yo mwens aktif epi yo pa kapab
Efektivman detwi zòn nan cristalline nan seluloz, ki fè li difisil pou ajan an eterifyan antre nan enteryè a nan seluloz la nan etap nan eterifikasyon, ak degre nan reyaksyon se relativman wo.
ba, sa ki lakòz yon pi ba degre nan sibstitisyon pwodwi. Sepandan, tanperati alkalizasyon an pa ta dwe twò wo. Kòm tanperati a ogmante, anba aksyon an nan tanperati ki wo ak alkali fò,
Seluloz se tendans degradasyon oksidatif, ak degre nan sibstitisyon nan pwodwi a CMC diminye.
2. Enfliyans tan alkalinizasyon pretreatman sou degre sibstitisyon CMC
Anba kondisyon ke tanperati alkalizasyon pretretman an se 30 °C ak lòt faktè yo se valè inisyal yo, se efè tan alkalizasyon pretreatman sou CMC diskite.
Efè sibstitisyon. Degre sibstitisyon
Pretreatment alkalizing tan/h
Efè tan alkalinizasyon pretretman souCMCdegre sibstitisyon
Pwosesis la bulking tèt li se relativman rapid, men solisyon an alkali bezwen yon sèten tan difizyon nan fib la.
Li ka wè ke lè tan an alkalization se 0.5-1.5h, degre nan sibstitisyon nan pwodwi a ogmante ak ogmantasyon nan tan alkalization.
Degre nan sibstitisyon nan pwodwi a jwenn te pi wo a lè tan an te 1.5h, ak degre nan sibstitisyon diminye ak ogmantasyon nan tan apre 1.5h. Sa a kapab
Li ka paske nan kòmansman an nan alkalizasyon, ak pwolonje nan tan alkalizasyon, enfiltrasyon nan alkali nan seluloz se pi plis ase, se konsa ke fib la
Estrikti premye a pi rilaks, ogmante ajan eterifyan ak mwayen aktif la
Tan pòs: Apr-26-2024