1. Բելլոզայի եթերների ներթափանցում եւ պատրաստման սկզբունք
Գծապատկեր 1-ը ցույց է տալիս բջջանյութի եթերների բնորոշ կառուցվածքը: Յուրաքանչյուր BD-Anhydroglucose ստորաբաժանում (բջջանյութի կրկնող միավոր) փոխարինում է մեկ խումբ C (2), C (3) եւ C (6) դիրքերում, այսինքն, կարող է լինել մինչեւ երեք եթերային խմբեր: Ներտրամասի եւ միջսենյակային ջրածնի պարտատոմսերի պատճառովCell ելյուլոզային մակրոմոլեկուլներ, Դժվար է լուծարել ջրի մեջ եւ գրեթե բոլոր օրգանական լուծիչները: Եթերացման միջոցով եթերային խմբերի ներդրումը ոչնչացնում է ներերակային եւ միջամտող ջրածնի պարտատոմսերը, բարելավում է իր հիդրոֆիլությունը եւ մեծապես բարելավում է ջրի լրատվամիջոցներում դրա լուծումը:
Սովորական եթերային փոխարինողները ցածր մոլեկուլային քաշի ալկոուզի խմբեր են (1-ից 4 ածխածնի ատոմ) կամ հիդրօքսիկարիլ խմբերը, որոնք այնուհետեւ կարող են փոխարինվել այլ ֆունկցիոնալ խմբերով, ինչպիսիք են Carboxyl, Hydroxy կամ Amino խմբերը: Փոխարինողները կարող են լինել մեկ, երկու կամ ավելի տարբեր տեսակի: Cell ելյուլոզայի մակրոմոլեկուլային շղթայի երկայնքով, հիդրօքսիդ խմբերը C (2), C (3) եւ C (6) դիրքերի վրա փոխարինվում են տարբեր համամասնություններով: Խստորեն ասելով, բջջային ածխաջրերը, ընդհանուր առմամբ, չունեն հստակ քիմիական կառուցվածք, բացառությամբ այն ապրանքների, որոնք ամբողջովին փոխարինվում են մեկ տեսակի խմբի կողմից (բոլոր երեք հիդրօքսիդ խմբերը փոխարինվում են): Այս ապրանքները կարող են օգտագործվել միայն լաբորատոր վերլուծության եւ հետազոտությունների համար եւ չունեն առեւտրային արժեք:
ա) ցելյուլոզային եթերային մոլեկուլային շղթայի երկու անհրոգլուկոզական ստորաբաժանումների ընդհանուր կառուցվածքը, R1 ~ R6 = H կամ օրգանական փոխարինող;
(բ) կարեկամիմեթիլի մոլեկուլային շղթաHydroxyethyl բջջանյութ, Carboxymethyl- ի փոխարինման աստիճանը 0.5 է, հիդրօքսիեթիլյի փոխարինման աստիճանը 2.0 է, իսկ մոլարի փոխարինման աստիճանը, 3.0: Այս կառույցը ներկայացնում է եթերային խմբերի փոխարինման միջին մակարդակը, բայց փոխարինողներն իրականում պատահական են:
Յուրաքանչյուր փոխարինողի համար Եթերացման ընդհանուր քանակը արտահայտվում է փոխարինող DS արժեքի աստիճանի միջոցով: DS- ի տեսականին 0 ~ 3 է, որը համարժեք է հիդրօքսիդ խմբերի միջին քանակի փոխարինման խմբերի կողմից յուրաքանչյուր Anhydroglucose ստորաբաժանում:
Hydroxyalkyl բջջանյութի եթերների համար փոխարինող արձագանքը կսկսի եթերայումը նոր անվճար հիդրոքսիլային խմբերից, եւ փոխարինման աստիճանը կարող է քանակականացնել MS արժեքը, այսինքն `փոխարինման MS արժեքով: Այն ներկայացնում է յուրաքանչյուր Anhydroglucose ստորաբաժանում ավելացված գործակալ ռեակտիվացման համար ավելացված գոլերի խլուրդների միջին քանակը: Բնորոշ ռեակտիվ է էթիլենային օքսիդը, եւ արտադրանքը ունի հիդրօքսիեթիլային փոխարինող: Նկար 1-ում արտադրանքի MS արժեքը 3.0 է:
Տեսականորեն, MS արժեքի վերին սահման չկա: Եթե յուրաքանչյուր գլյուկոզայի օղակի խմբի փոխարինման աստիճանի DS արժեքը հայտնի է, եթերային կողային ցանցի ցանցի միջին շղթայական երկարությունը հաճախ օգտագործում է տարբեր եթերային խմբերի զանգվածային կոտորակ (ինչպիսիք են `-OK3 կամ -OC2H4OH), DS- ի եւ MS արժեքների փոխարեն փոխարինելու մակարդակը եւ աստիճանը: Յուրաքանչյուր խմբի եւ դրա DS- ի կամ MS արժեքի զանգվածային բաժինը կարող է վերածվել պարզ հաշվարկի:
Հալյուլոզային էթերի մեծ մասը ջրային լուծվող պոլիմերներ են, իսկ ոմանք, նաեւ մասամբ լուծելի են օրգանական լուծիչներում: Cellulose եթեր ունի բարձր արդյունավետության, ցածր գնի, հեշտ մշակման, ցածր թունավորության եւ լայն տեսականի, եւ պահանջարկը եւ կիրառման դաշտերը դեռ ընդլայնվում են: Որպես օժանդակ գործակալ, բջջուլոզի եթեր ունի կիրառման մեծ ներուժ արդյունաբերության տարբեր ոլորտներում: կարելի է ձեռք բերել MS / DS- ով:
Cell ելյուլոզային էթերը դասակարգվում են ըստ ենթակայանի քիմիական կառուցվածքի `անիոնիկ, կատիոնիկ եւ ոչ-ը: Nonionic Ether- ը կարելի է բաժանել ջրի լուծելի եւ յուղի լուծվող արտադրանքների:
Արդյունաբերած արտադրանքները թվարկված են Աղյուսակ 1-ի վերին մասում: Աղյուսակ 1-ի ստորին հատվածը թվարկում է որոշ հայտնի Եթերացման խմբեր, որոնք դեռեւս չեն դարձել կարեւոր առեւտրային ապրանքներ:
Խառը եթերային փոխարինողների հապահովման կարգը կարող է անվանվել այբբենական կարգի կամ համապատասխան DS- ի (MS) մակարդակի, օրինակ, 2-հիդրօքսիեթիլ մեթիլկելլուլյոզի համար, հապավումը ՀԵՄ-ն է:
Հիդրոկեղային խմբերը ցելյուլոզի վրա հեշտությամբ չեն հասանելի հուշում գործակալների կողմից, եւ Եթերացման գործընթացը սովորաբար իրականացվում է ալկալային պայմանների ներքո, ընդհանուր առմամբ օգտագործելով Naoh Aqueous լուծման որոշակի կոնցենտրացիան: Cell ելյուլոզը նախ ձեւավորվում է այտուցված ալկալային ցելյուլոզայի մեջ, Naoh Aqueous լուծույթով, այնուհետեւ ենթարկվում է Եթերացման գործակալության հեթիացման ռեակցիան: Խառը եթերների արտադրության եւ պատրաստման ընթացքում պետք է օգտագործվեն տարբեր տեսակի եթերական գործակալներ, կամ անհրաժեշտ է, որ անհրաժեշտ է քայլ առ քայլ առանձին կերակրման միջոցով: Felluletose- ի եթերում կան չորս ռեակցիայի տեսակներ, որոնք ամփոփված են ռեակցիայի բանաձեւով (Cellulosic- ը փոխարինվում է բջջայինով) հետեւյալ կերպ.
Հավասարումը (1) նկարագրում է Ուիլյամսոնի Եթերացման ռեակցիան: RX- ը անօրգանական թթու էթթու է, իսկ X- ը, Հալոգեն BR, CL կամ ծծմբաթթու Ester: Քլորիդ R-CL- ն ընդհանուր առմամբ օգտագործվում է արդյունաբերության մեջ, օրինակ, մեթիլ քլորիդ, էթիլ քլորիդ կամ քլորոզիտաթթու: Նման ռեակցիաներում սպառվում է բազայի ստեիչիմետրային քանակը: Արդյունաբերական ցելյուլոզային եթերային արտադրանքներ մեթիլ բջջանյութ, էթիլային բջիջներ եւ կարիֆոքսիմեթիլային բջջանյութեր են Ուիլյամսոնի Եթերացման ռեակցիայի արտադրանքը:
Արձագանքման բանաձեւը (2) հիմնական ռեակցիան է հիմնական կատալիզացված էպօքսիդների (օրինակ, R = H, CH3 կամ C2H5) եւ հիդրօքսիդ խմբերը բջջային մոլեկուլների վրա, առանց բազա սպառելու: Այս արձագանքը, հավանաբար, կշարունակվի, քանի որ արձագանքի ընթացքում ստեղծվում են նոր հիդրոքսիլային խմբեր, ինչը հանգեցնում է օլիգոալլեթիլենային օքսիդի կողմնակի շղթաների ձեւավորմանը. Hydroxyethyl բջջանյութի նման արտադրանքները, հիդրօքսիպիլային բջջանյութը եւ հիդրօքսիբուտիլային բջջանյութը բոլոր հիմնական արտադրանքներն են, որոնք հիմնական արտադրանք են:
Արձագանքման բանաձեւը (3) Ալկալին միջինում ակտիվ կրկնակի պարտատոմսեր պարունակող բջջային եւ օրգանական միացությունների միջեւ ռեակցիա է, Y- ը էլեկտրոնների հետ կանչման խումբ է, ինչպիսիք են CN, Conh2 կամ So3-Na +: Այսօր այս տեսակի արձագանքը հազվադեպ է օգտագործվում արդյունաբերականորեն:
Արձագանքման բանաձեւը (4) Դիազոալկայի հետ ատրճանակը դեռ արդյունաբերականացվել է:
- Բջջանյութի եթերների տեսակները
Cellulose եթերը կարող են լինել մոնեեր կամ խառը եթեր, եւ դրա հատկությունները տարբեր են: Cell ելյուլոզային մակրոհոլեկուլում կան ցածր փոխարինող հիդրոֆիլային խմբեր, ինչպիսիք են հիդրօքսիեթիլային խմբերը, որոնք կարող են արտադրանքը օժտել ջրի լուծման որոշակի աստիճանի, ինչպիսիք են մեթիլ, էթիլը եւ այլն, եւ միայն չափավոր փոխարինող արտադրանքը կարող է լուծվել ջրի մեջ կամ կարող է լուծվել միայն ջրի մեջ Ալկալի լուծույթ: Cell ելյուլոզային էթերի հատկությունների վերաբերյալ խորը հետազոտություններով, նոր բջջանյութի եթերները եւ դրանց կիրառման դաշտերը շարունակաբար կզարգանան եւ արտադրվեն, եւ ամենամեծ շարժիչ ուժը լայն եւ շարունակաբար զտված դիմումների շուկան է:
Խմբերի ազդեցության մասին խառը եթերում `լուծելիության հատկությունների վրա.
1) բարձրացնել արտադրանքի հիդրոֆոբ խմբերի բովանդակությունը `եթերի հիդրոֆոբիկությունը բարձրացնելու եւ գելի կետը իջեցնելու համար.
2) բարձրացնել հիդրոֆիլային խմբերի բովանդակությունը (ինչպիսիք են հիդրօքսիեթիլային խմբերը) `իր գելի կետը մեծացնելու համար.
3) Հիդրոօքսիպրոպիլային խումբը հատուկ է, եւ պատշաճ հիդրօքսիպիլյացիան կարող է իջեցնել արտադրանքի գելի ջերմաստիճանը, իսկ միջին հիդրօքսիպոպիլավորված արտադրանքի գելի ջերմաստիճանը կբարձրանա, բայց փոխարինման բարձր մակարդակը կնվազեցնի իր գելի կետը. Պատճառը պայմանավորված է HydroxyPropyl խմբի, ցածր մակարդակի հիդրօքսիպրոպիլման, ցածր մակարդակի հիդրօքսիպրոպիլացիայի, թուլացած ջրածնային պարտատոմսերի մեջ բջջային մակրոկոլեկուլի եւ մասնաճյուղի շղթաների հիդրոֆիլային հիդրոքսիլային խմբերի մեջ: Ջուրը գերիշխող է: Մյուս կողմից, եթե փոխարինումը բարձր լինի, կողային խմբում պոլիմերացում կլինի, հիդրոքսիլ խմբի հարաբերական բովանդակությունը կնվազի, փոխարենը կավելանա հիդրոֆոբիկությունը:
Արտադրություն եւ հետազոտությունCell ելյուլոզային եթերունի երկար պատմություն: 1905-ին Սուդան նախագիծը առաջին անգամ հաղորդեց բջջանյութի եթերայումը, որը մեթիլային սուլֆատով մեթիլացված էր: Nonionic Alkyl Ethers- ը արտոնագրվել է Լիլիլենֆելդը (1912), Դրեյֆուս (1914) եւ Լեունսը (1920), համապատասխանաբար ջրային լուծվող կամ յուղ լուծվող բջջանյութի եթերների համար: Բուխլերը եւ Գոմբերգը 1921-ին արտադրեցին բենզիլային ցելյուլոզա, 1918 թ. 1937 - 1938 թվականներին Միացյալ Նահանգներում իրականացվել են ԲԿ-ի եւ ՀԷԿ-ի արդյունաբերական արտադրանքը: 1945-ին Շվեդիան սկսեց ջրային լուծույթային EHEC- ի արտադրությունը: 1945 թվականից հետո բջջանյութի արտադրությունը արագորեն ընդլայնվեց Արեւմտյան Եվրոպայում, ԱՄՆ-ում եւ Japan ապոնիայում: 1957-ի վերջին Չինաստանի CMC- ն առաջին անգամ արտադրության մեջ է դրվել Շանհայի ցելյուլոիդ գործարանում: Մինչեւ 2004 թվականը իմ երկրի արտադրության կարողությունը կկազմի 30,000 տոննա իոնային եթեր եւ 10,000 տոննա ոչ իոնային եթեր: Մինչեւ 2007 թվականը այն կհասնի 100,000 տոննա իոնային եթեր եւ 40,000 տոննա ոչ էական եթեր: Մշտապես զարգանում են նաեւ համատեղ տեխնոլոգիական ընկերությունները տանը եւ արտերկրում, իսկ Չինաստանի ցելյուլոզային եթերային արտադրական հզորությունը եւ տեխնիկական մակարդակը անընդհատ բարելավվում են:
Վերջին տարիներին շարունակաբար զարգացել են բջջային ածխաջրեր եւ տարբեր DS արժեքներով, մածուցիկություններ, մաքրություն եւ ռեոլոգական հատկություններով խառը դարեր: Ներկայումս բջջանյութի եթերների ոլորտում զարգացման ուշադրության կենտրոնումն է առաջադեմ արտադրական տեխնոլոգիա, նախապատրաստման նոր տեխնոլոգիա, նոր սարքավորումներ, նոր ապրանքներ, բարձրորակ արտադրանքներ եւ համակարգված արտադրանքներ պետք է իրականացվեն տեխնիկապես:
Ժամը `Ապրիլ -28-2024