1.Structure ak Preparasyon Prensip nan Etè karboksimetil
Figi 1 montre estrikti a tipik nan etè karboksimetil. Chak inite BD-anhydroglucose (inite a repete nan karboksimetil) ranplase yon gwoup nan C a (2), C (3) ak C (6) pozisyon, se sa ki, ka gen jiska twa gwoup etè. Akòz lyezon idwojèn nan chèn andedan ak entè-chènmakromolekul seluloz, li difisil pou fonn nan dlo ak prèske tout Solvang òganik. Entwodiksyon nan gwoup etè atravè eterifikasyon detwi intramolekilè ak intermolecular lyezon idwojèn, amelyore idrofilisite li yo, ak anpil amelyore solubilite li yo nan medya dlo.
Tipik substituan etherified yo ki ba gwoup molekilè alkoksi pwa (1 a 4 atòm kabòn) oswa gwoup hydroxyalkyl, ki ka Lè sa a, dwe ranplase pa lòt gwoup fonksyonèl tankou karboksil, idroksil oswa gwoup amine. Substituan yo ka nan yon sèl, de oswa plis diferan kalite. Ansanm chèn makromolekilè seluloz la, gwoup idroksil yo sou C (2), C (3) ak C (6) pozisyon nan chak inite glikoz yo ranplase nan pwopòsyon diferan. Fè egzateman pale, etè karboksimetil jeneralman pa gen yon estrikti chimik definitif, eksepte pou pwodwi sa yo ki konplètman ranplase pa yon kalite gwoup (tout twa gwoup idroksil yo ranplase). Pwodwi sa yo kapab itilize sèlman pou analiz laboratwa ak rechèch, epi yo pa gen okenn valè komèsyal.
(a) estrikti jeneral la nan de inite anhydroglucose nan karboksimetil etè molekilè chèn lan, R1 ~ R6 = H, oswa yon substituan òganik;
(b) Yon fragman chèn molekilè nan karboksimetilHydroxyethyl cellulose, degre nan sibstitisyon nan karboksimetil se 0.5, degre nan sibstitisyon nan hydroxyethyl se 2.0, ak degre nan sibstitisyon nan molè se 3.0. Estrikti sa a reprezante nivo sibstitisyon an mwayèn nan gwoup etherified, men substituan yo aktyèlman o aza.
Pou chak substituan, se kantite total eterifikasyon eksprime pa degre nan sibstitisyon valè DS. Ranje a nan DS se 0 ~ 3, ki se ekivalan a kantite mwayèn nan gwoup idroksil ranplase pa gwoup eterifikasyon sou chak inite anhydroglucose.
Pou hydroxyalkyl seluloz etè, reyaksyon an sibstitisyon ap kòmanse eterifikasyon soti nan nouvo gwoup idroksil gratis, ak degre nan sibstitisyon ka chiffres pa valè a MS, se sa ki, degre nan molè nan sibstitisyon. Li reprezante kantite mwayèn nan mòl nan etherifying ajan reyaktif ajoute nan chak inite anhydroglucose. Yon reyaktif tipik se oksid etilèn ak pwodwi a gen yon hydroxyethyl substituan. Nan Figi 1, valè MS nan pwodwi a se 3.0.
Teyorikman, pa gen okenn limit anwo pou valè MS la. Si se valè a DS nan degre nan sibstitisyon sou chak gwoup bag glikoz li te ye, longè a chèn mwayèn nan manifaktirè yo etè bò chagren tou souvan itilize fraksyon nan mas (wt%) nan gwoup eterifikasyon diferan (tankou -OCH3 oswa -OC2H4OH) reprezante nivo a sibstitisyon ak degre olye pou yo DS ak valè MS. Ka fraksyon nan mas nan chak gwoup ak DS li yo oswa valè MS dwe konvèti pa kalkil senp.
Pifò etè karboksimetil yo se polymers dlo-soluble, ak kèk yo tou pasyèlman soluble nan Solvang òganik. Etè karboksimetil gen karakteristik sa yo nan efikasite segondè, pri ki ba, pwosesis fasil, toksisite ki ba ak gran varyete, ak demann lan ak jaden aplikasyon yo toujou ap agrandi. Kòm yon ajan oksilyè, etè karboksimetil gen gwo aplikasyon potansyèl nan divès domèn endistri. ka jwenn nan MS/DS.
Ethers karboksimetil yo klase dapre estrikti chimik substituan yo nan etè anyonik, katolik ak nonyonik. Ethers nonionic ka divize an dlo-soluble ak lwil oliv-soluble pwodwi yo.
Pwodwi ki te endistriyalize yo ki nan lis nan pati a anwo nan tablo 1. Pati ki pi ba nan tablo 1 bay lis kèk gwoup eterifikasyon li te ye, ki pa gen ankò vin pwodwi komèsyal enpòtan.
Lòd la abrevyasyon nan substituan yo etè melanje ka rele dapre lòd la alfabè oswa nivo a nan DS respektif (MS), pou egzanp, pou 2-hydroxyethyl methylcellulose, abrevyasyon a se HEMC, epi li kapab tou ekri kòm MHEC a Mete aksan sou substituan la methyl.
Gwoup yo idroksil sou karboksimetil yo pa fasil pou jwenn pa ajan eterifikasyon, epi li se pwosesis la eterifikasyon anjeneral te pote soti nan kondisyon asid, jeneralman lè l sèvi avèk yon konsantrasyon sèten nan solisyon NaOH akeuz. Se karboksimetil la premye ki te fòme nan anfle alkali seluloz ak NaOH solisyon akeuz, ak Lè sa a, sibi reyaksyon eterifikasyon ak ajan eterifikasyon. Pandan pwodiksyon an ak preparasyon nan etè melanje, diferan kalite ajan eterifikasyon yo ta dwe itilize nan menm tan an, oswa eterifikasyon yo ta dwe te pote soti etap pa etap pa manje tanzantan (si sa nesesè). Gen kat kalite reyaksyon nan eterifikasyon nan karboksimetil, ki fè yo rezime pa fòmil la reyaksyon (cellulosic se ranplase pa selil-OH) jan sa a:
Ekwasyon (1) dekri reyaksyon eterifikasyon Williamson. Rx se yon estè asid inòganik, ak X se Halogen BR, CL oswa estè asid silfirik. Klori R-CL se jeneralman yo itilize nan endistri, pou egzanp, klori methyl, klori etilik oswa asid kloroaketik. Yon kantite lajan estkiometrik nan baz boule nan reyaksyon sa yo. Endistriyalize pwodwi seluloz la etè metil seluloz, seluloz etilik ak karboksimetil seluloz yo se pwodwi yo nan reyaksyon eterifikasyon Williamson.
Fòmil reyaksyon (2) se reyaksyon an adisyon nan baz-katalize epoksid (tankou R = H, CH3, oswa C2H5) ak gwoup idroksil sou molekil karboksimetil san yo pa konsome baz. Reyaksyon sa a gen chans pou kontinye kòm nouvo gwoup idroksil yo pwodwi pandan reyaksyon an, ki mennen ale nan fòmasyon nan oligoalkylethylene oksid chenn bò: yon reyaksyon menm jan ak 1-Azridin (aziridine) pral fòme etè aminoethyl: selil-o-ch2-ch2-NH2 . Pwodwi tankou hydroxyethyl cellulose, idroksypropyl cellulose ak idroksibilik seluloz se tout pwodwi nan baz-katalize epoksidasyon.
Fòmil reyaksyon (3) se reyaksyon ki genyen ant selil-OH ak konpoze òganik ki gen aktif lyezon doub nan mwayen alkalin, Y se yon gwoup elèktron-retire, tankou CN, ConH2, oswa SO3-NA+. Jodi a sa a ki kalite reyaksyon se raman itilize endistriyèlman.
Fòmil reyaksyon (4), eterifikasyon ak diazoalkane pa te endistriyalize ankò.
- Kalite etè karboksimetil
Etè karboksimetil ka monoether oswa etè melanje, ak pwopriyete li yo diferan. Gen ba-ranplase gwoup idrofil sou makromolekil la seluloz, tankou gwoup idroksetil, ki ka konfizyon pwodwi a ak yon sèten degre nan solubilite dlo, pandan Bay pwodwi a yon solubilite dlo sèten, ak pwodwi a ki ba-ranplase sèlman anfle nan dlo oswa yo ka fonn nan solisyon dilye alkali. Avèk rechèch la an pwofondè sou pwopriyete yo nan etè karboksimetil, nouvo etè karboksimetil ak jaden aplikasyon yo pral kontinyèlman devlope ak pwodwi, ak pi gwo fòs la kondwi se mache a aplikasyon laj ak kontinyèlman rafine.
Lwa jeneral enfliyans gwoup yo nan etè melanje sou pwopriyete solubility se:
1) ogmante kontni an nan gwoup idrofob nan pwodwi a ogmante idrofobite a nan etè ak pi ba pwen an jèl;
2) ogmante kontni an nan gwoup idrofil (tankou gwoup idroksetil) ogmante pwen jèl li yo;
3) gwoup la idroksypropyl se espesyal, ak idroksypropylation apwopriye ka diminye tanperati a jèl nan pwodwi a, ak tanperati a jèl nan pwodwi a idroksypropylated mwayen ap monte ankò, men yon wo nivo nan sibstitisyon ap diminye pwen jèl li yo; Rezon ki fè la se akòz estrikti nan longè chèn kabòn espesyal nan gwoup la idroksypropyl, ki ba-nivo idroksypropylation, febli lyen idwojèn nan ak ant molekil nan makromolekil la seluloz, ak gwoup idroksil idroksil sou chenn yo branch. Dlo se dominan. Nan lòt men an, si sibstitisyon an se wo, pral gen polimerizasyon sou gwoup la bò, kontni an relatif nan gwoup la idroksil ap diminye, idrofobite a ap ogmante, epi yo pral solubilite a ap redwi olye.
Pwodiksyon an ak rechèch nanCellulose etègen yon istwa long. Nan 1905, Suida premye rapòte eterifikasyon an nan karboksimetil, ki te methylated ak dimethyl silfat. Lilienfeld (1912), Dreyfus (1914) ak Leuchs (1920) pou dlo-soluble etè selule, respektivman. Buchler ak Gomberg te pwodwi seluloz benzil nan 1921, karboksimetil karboksimetil te premye pwodwi pa Jansen nan 1918, ak Hubert pwodwi hydroxyethyl seluloz nan 1920. Nan kòmansman ane 1920 yo, carboxymethylcellulose te komèsyalize nan Almay. Soti nan 1937 a 1938, yo te pwodiksyon endistriyèl la nan MC ak HEC reyalize nan Etazini yo. Syèd te kòmanse pwodiksyon an nan dlo-soluble EHEC nan 1945. Apre 1945, pwodiksyon an nan etè karboksimetil elaji rapidman nan lwès Ewòp, Etazini ak Japon. Nan fen 1957, Lachin CMC te premye mete nan pwodiksyon nan Shanghai faktori seluloid. Pa 2004, kapasite pwodiksyon peyi mwen an pral 30,000 tòn etè iyonik ak 10,000 tòn ki pa iyonik etè. Pa 2007, li pral rive nan 100,000 tòn iyonik etè ak 40,000 tòn etè nonionic. Konpayi teknoloji konjwen nan kay ak aletranje yo tou toujou ap émergentes, ak Lachin nan cellulose kapasite pwodiksyon etè ak nivo teknik yo toujou ap amelyore.
Nan dènye ane yo, anpil monoethers karboksimetil ak etè melanje ak diferan valè DS, viskozite, pite ak pwopriyete reolojik yo te kontinyèlman devlope. Kounye a, konsantre nan devlopman nan jaden an nan etè karboksimetil se yo adopte teknoloji pwodiksyon avanse, nouvo teknoloji preparasyon, nouvo ekipman, nouvo pwodwi, pwodwi-wo kalite, ak pwodwi sistematik yo ta dwe teknikman fè rechèch.
Post tan: Apr-28-2024