1.Structure ak preparasyon prensip nan etè seluloz
Figi 1 montre estrikti tipik nan etè seluloz. Chak inite bD-anhydroglucose (inite ki repete seluloz la) ranplase yon gwoup nan pozisyon C (2), C (3) ak C (6), se sa ki ka genyen jiska twa gwoup etè. Akòz lyezon idwojèn intra-chèn ak entè-chèn nanmakromolekil seluloz, li difisil pou fonn nan dlo ak prèske tout solvang òganik. Entwodiksyon gwoup etè atravè eterifikasyon detwi lyezon idwojèn intramolekilè ak entèmolekilè, amelyore idrofilisite li yo, ak anpil amelyore solubilite li nan medya dlo.
Ranplasan tipik eterifye yo se gwoup alkoxy ki ba pwa molekilè (1 a 4 atòm kabòn) oswa gwoup idroksialkil, ki ka Lè sa a, ranplase pa lòt gwoup fonksyonèl tankou carboxyl, idroksil oswa gwoup amine. Ranplasan yo ka nan youn, de oswa plis diferan kalite. Ansanm chèn makromolekilè seluloz la, gwoup idroksil yo sou pozisyon C(2), C(3) ak C (6) chak inite glikoz yo ranplase nan pwopòsyon diferan. Fè egzateman pale, etè seluloz jeneralman pa gen yon estrikti chimik definitif, eksepte pou pwodwi sa yo ki konplètman ranplase pa yon sèl kalite gwoup (tout twa gwoup idroksil yo ranplase). Pwodwi sa yo ka itilize sèlman pou analiz laboratwa ak rechèch, epi yo pa gen okenn valè komèsyal yo.
(a) Estrikti jeneral de inite anidroglikoz nan chèn molekilè etè seluloz la, R1 ~ R6 = H, oswa yon substituant òganik;
(b) Yon fragman chèn molekilè nan karboksimetilidroksietil seluloz, degre nan sibstitisyon nan karboksimetil se 0.5, degre nan sibstitisyon nan idroksietil se 2.0, ak degre nan sibstitisyon nan molè se 3.0. Estrikti sa a reprezante nivo sibstitisyon mwayèn gwoup eterifye, men substituants yo aktyèlman o aza.
Pou chak substituent, kantite total eterifikasyon eksprime pa degre sibstitisyon valè DS. Ranje DS la se 0 ~ 3, ki ekivalan a kantite mwayèn gwoup idroksil ranplase pa gwoup eterifikasyon sou chak inite anidroglikoz.
Pou hydroxyalkyl cellulose etè, reyaksyon sibstitisyon an pral kòmanse eterifikasyon nan nouvo gwoup idroksil gratis, epi yo ka mezire degre sibstitisyon an pa valè MS, se sa ki, degre molè sibstitisyon an. Li reprezante kantite mwayèn mòl reyaktif ajan eterifyan ki ajoute nan chak inite anidroglikoz. Yon reyaktif tipik se oksid etilèn ak pwodwi a gen yon substituent hydroxyethyl. Nan Figi 1, valè MS pwodwi a se 3.0.
Teyorikman, pa gen okenn limit siperyè pou valè MS. Si yo konnen valè DS degre sibstitisyon an sou chak gwoup bag glikoz, longè chèn mwayèn nan chèn bò etè a. Gen kèk manifakti tou souvan itilize fraksyon mas (wt%) nan diferan gwoup eterifikasyon (tankou -OCH3 oswa -OC2H4OH) pou reprezante nivo sibstitisyon ak degre olye de valè DS ak MS. Fraksyon mas chak gwoup ak valè DS oswa MS li yo ka konvèti pa senp kalkil.
Pifò etè seluloz yo se polymère idrosolubl, ak kèk yo tou pasyèlman idrosolubl nan solvang òganik. Etè seluloz gen karakteristik efikasite segondè, pri ki ba, pwosesis fasil, toksisite ki ba ak gran varyete, ak demann ak aplikasyon jaden yo toujou agrandi. Kòm yon ajan oksilyè, etè seluloz gen gwo potansyèl aplikasyon nan divès domèn endistri. ka jwenn pa MS/DS.
Etè seluloz yo klase dapre estrikti chimik substituents yo nan etè anionik, kasyonik ak nonionik. Etè nonionik yo ka divize an pwodwi idrosolubl ak lwil oliv.
Pwodwi ki te endistriyalize yo ki nan lis nan pati anwo nan Tablo 1. Pati ki pi ba nan Tablo 1 lis kèk gwoup eterifikasyon li te ye, ki poko vin pwodwi komèsyal enpòtan.
Lòd abrevyasyon nan substituants etè melanje yo ka nonmen dapre lòd alfabetik la oswa nivo nan DS respektif (MS), pou egzanp, pou 2-hydroxyethyl methylcellulose, abrevyasyon la se HEMC, epi li ka ekri tou kòm MHEC nan mete aksan sou substituent methyl la.
Gwoup idroksil yo sou seluloz yo pa fasil aksesib pa ajan eterifikasyon, ak pwosesis la eterifikasyon anjeneral te pote soti nan kondisyon alkalin, jeneralman lè l sèvi avèk yon sèten konsantrasyon nan solisyon akeuz NaOH. Seluloz la premye fòme nan seluloz alkali anfle ak NaOH solisyon akeuz, ak Lè sa a, sibi reyaksyon eterifikasyon ak ajan eterifikasyon. Pandan pwodiksyon an ak preparasyon nan etè melanje, yo ta dwe itilize diferan kalite ajan eterifikasyon an 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 seluloz, ki rezime pa fòmil reyaksyon an (selulosik ranplase pa Cell-OH) jan sa a:
Ekwasyon (1) dekri reyaksyon eterifikasyon Williamson an. RX se yon ester asid inòganik, ak X se alojene Br, Cl oswa ester asid silfirik. Klori R-Cl se jeneralman yo itilize nan endistri, pou egzanp, klori methyl, klori etil oswa asid chloroacetic. Yon kantite esteyyometrik baz konsome nan reyaksyon sa yo. Pwodwi etè seluloz endistriyalize methyl cellulose, etil cellulose ak karboksimetil seluloz se pwodwi reyaksyon eterifikasyon Williamson.
Fòmil reyaksyon (2) se reyaksyon adisyon epoksid ki katalize baz (tankou R = H, CH3, oswa C2H5) ak gwoup idroksil sou molekil seluloz san yo pa konsome baz. Reyaksyon sa a gen chans rive nan kontinye kòm nouvo gwoup idroksil yo pwodwi pandan reyaksyon an, ki mennen nan fòmasyon nan chenn bò oksid oligoalkyletilen: Yon reyaksyon menm jan ak 1-aziridine (aziridine) pral fòme etè aminoetil: Cell-O-CH2-CH2-NH2 . Pwodwi tankou hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose ak hydroxybutyl cellulose se tout pwodwi nan epoksidasyon baz katalize.
Fòmil reyaksyon (3) se reyaksyon ant Cell-OH ak konpoze òganik ki genyen lyezon doub aktif nan mwayen alkalin, Y se yon gwoup ki retire elektwon, tankou CN, CONH2, oswa SO3-Na+. Jodi a se kalite reyaksyon sa a raman itilize endistriyèl.
Fòmil reyaksyon (4), eterifikasyon ak diazoalkane pa te endistriyalize ankò.
- Kalite etè seluloz
Etè seluloz ka monoetè oswa etè melanje, ak pwopriyete li yo diferan. Gen gwoup idrofil ki ba-ranplase sou makromolekil seluloz la, tankou gwoup idroksietil, ki ka dote pwodwi a ak yon sèten degre solubility dlo, pandan y ap pou gwoup idrofob, tankou methyl, etil, elatriye, sèlman sibstitisyon modere High degre ka. bay pwodwi a yon sèten solubility dlo, ak pwodwi ki ba-ranplase sèlman anfle nan dlo oswa yo ka fonn nan solisyon alkali dilye. Avèk rechèch apwofondi sou pwopriyete etè seluloz, nouvo etè seluloz ak jaden aplikasyon yo pral kontinyèlman devlope ak pwodwi, ak pi gwo fòs kondwi a se mache aplikasyon an laj ak kontinyèlman rafine.
Lwa jeneral enfliyans gwoup nan etè melanje sou pwopriyete solubilite se:
1) Ogmante kontni an nan gwoup idrofob nan pwodwi a ogmante idrofobisite nan etè ak pi ba pwen an jèl;
2) Ogmante kontni gwoup idrofil (tankou gwoup idroksietil) pou ogmante pwen jèl li yo;
3) Gwoup hydroxypropyl la espesyal, ak bon hydroxypropylation ka bese tanperati jèl pwodwi a, ak tanperati jèl pwodwi medyòm hydroxypropylated la ap monte ankò, men yon wo nivo sibstitisyon ap diminye pwen jèl li yo; Rezon ki fè la se akòz estrikti nan longè chèn kabòn espesyal nan gwoup la idroksipropil, ba-nivo hydroxypropylation, febli lyezon idwojèn nan ak ant molekil nan makromolekil seluloz la, ak gwoup idwofil idrofil sou chenn branch yo. Dlo dominan. Nan lòt men an, si sibstitisyon an wo, pral gen polymérisation sou gwoup la bò, kontni relatif gwoup hydroxyl la ap diminye, idrofobisite a ap ogmante, epi solubilite a ap redwi olye.
Pwodiksyon ak rechèch nanetè selulozgen yon istwa long. Nan 1905, Suida te rapòte premye eterifikasyon nan seluloz, ki te methylated ak silfat dimethyl. Lilienfeld (1912), Dreyfus (1914) ak Leuchs (1920) te patante alkyl etè nonionik pou etè seluloz idrosolubl oswa idrosolubl nan lwil oliv, respektivman. Buchler ak Gomberg te pwodwi benzyl cellulose an 1921, carboxymethyl cellulose te premye pwodwi pa Jansen an 1918, ak Hubert pwodwi hydroxyethyl cellulose an 1920. Nan kòmansman ane 1920 yo, carboxymethylcellulose te komèsyalize nan Almay. Soti nan 1937 a 1938, pwodiksyon endistriyèl MC ak HEC te reyalize nan peyi Etazini. Syèd te kòmanse pwodiksyon dlo-idrosolubl EHEC an 1945. Apre 1945, pwodiksyon etè seluloz te elaji rapidman nan Ewòp oksidantal, Etazini ak Japon. Nan fen 1957, Lachin CMC te premye mete nan pwodiksyon nan Shanghai Celluloid faktori. Pa 2004, kapasite pwodiksyon peyi mwen an pral 30,000 tòn etè iyonik ak 10,000 tòn etè ki pa iyonik. Pa 2007, li pral rive nan 100,000 tòn Etè iyonik ak 40,000 tòn Etè Nonionic. Konpayi teknoloji jwenti nan kay ak aletranje yo tou toujou ap émergentes, ak kapasite pwodiksyon etè seluloz Lachin nan ak nivo teknik yo toujou ap amelyore.
Nan dènye ane yo, anpil monoetè seluloz ak etè melanje ak diferan valè DS, viskozite, pite ak pwopriyete reolojik yo te kontinyèlman devlope. Koulye a, konsantre nan devlopman nan jaden an nan etè seluloz se adopte teknoloji pwodiksyon avanse, nouvo teknoloji preparasyon, nouvo ekipman, Nouvo pwodwi, bon jan kalite pwodwi, ak pwodwi sistematik yo ta dwe teknikman rechèch.
Lè poste: Apr-28-2024