1. Uppbygging og undirbúningsregla sellulósa eter
Mynd 1 sýnir dæmigerða uppbyggingu sellulósa. Hver BD-anhydroglucose eining (endurtekning eining sellulósa) kemur í stað eins hóps við C (2), C (3) og C (6), það er að segja að það geta verið allt að þrír eterhópar. Vegna vetnistenginga innan keðju og millisellulósa makrómeind, það er erfitt að leysa upp í vatni og næstum öllum lífrænum leysum. Innleiðing eterhópa með eteríu eyðileggur intramolecular og intermolecular vetnistengi, bætir vatnssækni þess og bætir mjög leysni þess í vatnsmiðlum.
Dæmigerðir eteríaðir skiptihópar eru alkoxýhópar með litla mólþunga (1 til 4 kolefnisatóm) eða hýdroxýalkýlhópa, sem síðan geta komið í stað annarra virkra hópa eins og karboxýl, hýdroxýl eða amínóhópa. Skiptingar geta verið af einni, tveimur eða fleiri mismunandi tegundum. Meðfram sellulósa makrómeinkeðjunni eru hýdroxýlhóparnir á C (2), C (3) og C (6) stöðum hverrar glúkósa einingar skipt út í mismunandi hlutföllum. Strangt séð hefur sellulósa eter yfirleitt ekki ákveðna efnafræðilega uppbyggingu, nema þær vörur sem koma alveg í stað einnar tegundar hóps (allir þrír hýdroxýlhópar koma í stað). Þessar vörur er aðeins hægt að nota til rannsóknarstofu og rannsókna og hafa ekkert viðskiptalegt gildi.
(a) Almenn uppbygging tveggja anhýdróglúkósa eininga sellulósa eter sameindakeðjunnar, R1 ~ R6 = H, eða lífrænt staðgengill;
(b) Sameindakeðjubrot af karboxýmetýlihýdroxýetýl sellulósa, hve tíðni karboxýmetýls er 0,5, að skipta um hýdroxýetýl er 2,0, og hversu molar í stað er 3,0. Þessi uppbygging táknar meðaltal skiptistigs eteraða hópa, en staðgenglarnir eru í raun af handahófi.
Fyrir hvern staðgengil er heildarfjárhæð eteríu tjáð með því stigi aðgangs DS gildi. Svið DS er 0 ~ 3, sem jafngildir meðalfjölda hýdroxýlhópa í stað eterunarhópa á hverri anhydroglucose einingu.
Fyrir hýdroxýalkýl sellulósa eter, mun skiptingarviðbrögð hefja eterification frá nýjum ókeypis hýdroxýlhópum og hægt er að mæla skiptingu með MS gildi, það er mólstig skiptingar. Það táknar meðalfjölda mólar af eterifyify -hvarfefni sem bætt er við hverja anhydroglucose einingu. Dæmigert hvarfefni er etýlenoxíð og afurðin er með hýdroxýetýlaskipti. Á mynd 1 er MS gildi vörunnar 3.0.
Fræðilega séð eru engin efri mörk fyrir MS gildi. Ef vitað er að DS gildi þess stigs skiptis í hverjum glúkósahringshópi, notar meðaltal keðjulengd eter hliðarkeðjuframleiðenda oft massahlutann (WT%) mismunandi eteríuhópa (svo sem -OCH3 eða -OC2H4OH) Til að tákna skiptingarstig og gráðu í stað DS og MS gildi. Hægt er að breyta fjöldaskiptingu hvers hóps og DS eða MS gildi hans með einfaldri útreikningi.
Flestir sellulósa eter eru vatnsleysanlegar fjölliður og sumar eru einnig að hluta til leysanlegir í lífrænum leysum. Sellulósa eter hefur einkenni mikillar skilvirkni, lágt verð, auðveld vinnsla, lítil eituráhrif og fjölbreytt úrval og eftirspurnar- og notkunarreitir eru enn að stækka. Sem hjálparefni hefur sellulósa eter mikinn notkunarmöguleika á ýmsum sviðum iðnaðarins. er hægt að fá með MS/DS.
Sellulósa eter eru flokkaðir eftir efnafræðilegri uppbyggingu staðgengilanna í anjónískt, katjónískt og óonnískt sið. Hægt er að skipta nonionic siðum í vatnsleysanlegar og olíuleysanlegar vörur.
Vörur sem hafa verið iðnvæddar eru taldar upp í efri hluta töflu 1.. Neðri hluti töflu 1 sýnir nokkra þekkta eteríuhópa, sem hafa ekki enn orðið mikilvægar verslunarvörur.
Hægt er að nefna skammstöfunarröð blönduðu eter-skiptanna í samræmi við stafrófsröðina eða stig viðkomandi DS (MS), til dæmis fyrir 2-hýdroxýetýlmetýlsellulósa, skammstöfunin er HEMC, og það er einnig hægt að skrifa það sem MHEC til Auðkenndu metýlaskipti.
Hýdroxýlhóparnir á sellulósa eru ekki aðgengilegir með eterification lyfjum og eterification ferlið er venjulega framkvæmt við basískar aðstæður, venjulega með því að nota ákveðinn styrk NaOH vatnslausnar. Sellulósinn er fyrst myndaður í bólginn basa sellulósa með NaOH vatnslausn og gengst síðan í eteríuviðbrögð við eterificationefni. Meðan á framleiðslu og undirbúningi blandaðra eters stóð ætti að nota mismunandi gerðir af eterification lyfjum á sama tíma, eða eterification ætti að framkvæma skref fyrir skref með hléum fóðrun (ef þörf krefur). Það eru fjórar viðbragðsgerðir við etering sellulósa, sem eru teknar saman með hvarfformúlunni (sellulosic er skipt út fyrir Cell-OH) á eftirfarandi hátt:
Jafna (1) lýsir Williamson eterification viðbrögðum. Rx er ólífræn sýruester og x er halógen BR, Cl eða brennisteinssýruester. Klóríð R-Cl er almennt notað í iðnaði, til dæmis metýlklóríð, etýlklóríð eða klórsýruefnasýru. Stoichiometric magn af grunn er neytt í slíkum viðbrögðum. Iðnvökvi sellulósa eterafurðirnar metýl sellulósa, etýl sellulósa og karboxýmetýl sellulósa eru afurðir Williamson eterification viðbrögð.
Hvarfaformúla (2) er viðbótarviðbrögð grunn hvata epoxíðs (svo sem r = H, CH3, eða C2H5) og hýdroxýlhópa á sellulósa sameindum án þess að neyta grunn. Líklegt er að þessi viðbrögð haldi áfram þar sem nýir hýdroxýlhópar myndast við hvarfið, sem leiðir til myndunar oligoalkýletýlenoxíðs hliðarkeðjur: svipuð viðbrögð með 1-aziridíni (aziridíni) myndar amínóetýleter: frumu-O-CH2-CH2-NH2 . Vörur eins og hýdroxýetýl sellulósa, hýdroxýprópýl sellulósa og hýdroxýbútýl sellulósa eru allar afurðir af grunn hvata epoxíðun.
Viðbragðsformúla (3) er hvarfið milli frumu-OH og lífrænna efnasambanda sem innihalda virk tvítengi í basískum miðli, Y er rafeindahópur, svo sem CN, CONH2 eða SO3-NA+. Í dag er þessi tegund af viðbrögðum sjaldan notuð í atvinnugrein.
Viðbragðsformúla (4), eterification með diazoalkani hefur ekki verið iðnvædd ennþá.
- Tegundir sellulósa eters
Sellulósa eter getur verið monoether eða blandað eter og eiginleikar þess eru mismunandi. Það eru með litla setta vatnssækna hópa á sellulósa macromolecule, svo sem hýdroxýetýlhópum, sem geta veitt vörunni með ákveðinni gráðu vatnsleysanleika, en fyrir vatnsfælna hópa, svo sem metýl, etýl osfrv. Gefðu vörunni ákveðna leysni vatns og lágt settu afurðin bólgnar aðeins í vatni eða er hægt að leysa upp í þynntri basa lausn. Með ítarlegum rannsóknum á eiginleikum sellulósa eters verða nýir sellulósa og notkunarsvið þeirra stöðugt þróaðir og framleiddir og stærsti drifkrafturinn er breið og stöðugt fágaður forritamarkaður.
Almenn lög um áhrif hópa í blönduðum siðum á leysni eiginleika eru:
1) auka innihald vatnsfælna hópa í vörunni til að auka vatnsfælni eter og lækka hlauppunktinn;
2) auka innihald vatnssækinna hópa (svo sem hýdroxýetýlhópa) til að auka hlauppunktinn;
3) Hýdroxýprópýlhópurinn er sérstakur og rétt hýdroxýprópýlering getur lækkað hlauphitastig vörunnar og hlauphitastig miðlungs hýdroxýprópýleraðrar vöru mun hækka aftur, en hátt skipti mun draga úr hlauppunkti þess; Ástæðan er vegna sérstakrar uppbyggingar kolefniskeðju á hýdroxýprópýlhópnum, lágu stigi hýdroxýprópýleringu, veikt vetnistengi í og milli sameinda í sellulósa macromolecule og hydrophilic hýdroxýlhópum á greinakeðjunum. Vatn er ráðandi. Aftur á móti, ef skiptingin er mikil, verður fjölliðun á hliðarhópnum, hlutfallslegt innihald hýdroxýlhópsins mun minnka, vatnsfælni mun aukast og leysni minnkar í staðinn.
Framleiðslu og rannsóknir ásellulósa eterá sér langa sögu. Árið 1905 greindi Suida fyrst frá eterun á sellulósa, sem var metýlerað með dímetýlsúlfati. Lilienfeld (1912), Dreyfus (1914) og Leuchs (1920) voru með nonionic alkýlasetr. Buchler og Gomberg framleiddu bensýl sellulósa árið 1921, karboxýmetýl sellulósa var fyrst framleitt af Jansen árið 1918 og Hubert framleiddi hýdroxýetýlsellulósa árið 1920. Snemma á 20. áratugnum var karboxýmetýlkellulósa markaðssett í Þýskalandi. Frá 1937 til 1938 varð iðnaðarframleiðsla MC og HEC að veruleika í Bandaríkjunum. Svíþjóð hóf framleiðslu á vatnsleysanlegu EHEC árið 1945. Eftir 1945 stækkaði framleiðsla sellulósa eter hratt í Vestur-Evrópu, Bandaríkjunum og Japan. Í lok árs 1957 var Kína CMC fyrst sett í framleiðslu í Shanghai frumuverksmiðju. Árið 2004 verður framleiðslugeta lands míns 30.000 tonn af jónískum eter og 10.000 tonnum af jónískum eter. Árið 2007 mun það ná 100.000 tonnum af jónískum eter og 40.000 tonnum af nonionic eter. Sameiginleg tæknifyrirtæki heima og erlendis koma einnig stöðugt fram og framleiðslugetu og tæknilegt stig Kína batnar stöðugt.
Undanfarin ár hafa mörg sellulósa einlyfja og blandaðir eter með mismunandi DS gildi, seigju, hreinleika og gigtfræðilega eiginleika verið þróaðir stöðugt. Sem stendur er áhersla þróunar á sviði sellulósa siðfræðinga að tileinka sér háþróaða framleiðslutækni, nýja undirbúningstækni, nýjan búnað, nýjar vörur, hágæða vörur og kerfisbundnar vörur ættu að vera tæknilega rannsakaðar.
Post Time: Apr-28-2024