1はじめに
現在、の準備に使用される主な原材料セルロースエーテル綿であり、その出力は低下しており、価格も上昇しています。
さらに、クロロ酢酸（非常に毒性）やエチレンオキシド（発がん性）などの一般的に使用されるエーテル化剤も、人体や環境により有害です。本
この章では、第2章で抽出された90％以上の相対純度を持つ松のセルロースが原料として使用され、クロロ酢酸ナトリウムと2-クロロエタノールが代替品として使用されます。
エーテリング剤、アニオン性として非常に有毒なクロロ酢酸を使用しますカルボキシメチルセルロース（CMC）、非イオン性ヒドロキシエチルセルロースを調製しました。
セルロース（HEC）および混合ヒドロキシエチルカルボキシメチルセルロース（HECMC）3つのセルロースエーテル。単一の要因
3つのセルロースエーテルの調製技術は、実験と直交実験によって最適化され、合成されたセルロースエーテルはFT-IR、XRD、H-NMRなどによって特徴付けられました。
セルロースエーテル化の基礎
セルロースエーテル化の原理は、2つの部分に分けることができます。最初の部分は、アルカリ化プロセス、つまりセルロースのアルカリ化反応中、
NaOH溶液で均等に分散し、松のセルロースは機械的攪拌の作用の下で激しく膨張し、水の膨張とともに膨張します
大量のNaOH小分子が松のセルロースの内部に浸透し、グルコース構造単位のリング上のヒドロキシル基と反応しました。
エーテル化反応の活性中心であるアルカリセルロースを生成します。
2番目の部分はエーテル化プロセス、つまり、活性中心とクロロ酢酸ナトリウムまたはアルカリ条件下での2-クロロエタノールの間の反応であり、その結果
同時に、エーテル化剤クロロ酢酸ナトリウムと2-クロロエタノールも、アルカリ条件下である程度の水を生成します。
副反応は、それぞれグリコール酸ナトリウムとエチレングリコールを生成するために分解されます。
2 pineセルロースの前処理前処理
まず、特定の濃度のNaOH溶液を脱イオン水で調製します。次に、特定の温度で、2gの松繊維
ビタミンは、特定の量のNaOH溶液に溶解し、一定期間攪拌し、使用のためにろ過します。
機器モデルメーカー
精密pHメーター
コレクタータイプ一定温度加熱磁気炒め物
真空乾燥オーブン
電子バランス
循環水タイプ多目的真空ポンプ
フーリエ変換赤外線分光計
X線回折計
核磁気共鳴分光計
Hangzhou Aolilong Instrument Co.、Ltd。
Hangzhou Huichuang Instrument Equipment Co.、Ltd。
Shanghai Jinghong Experimental Equipment Co.、Ltd。
Mettler Toledo Instruments（Shanghai）Co.、Ltd。
Hangzhou David Science and Education Instrument Co.、Ltd。
American Thermo Fisher Co.、Ltd。
American Thermoelectric Switzerland Arl Company
スイス社のブルーカー
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CMCの準備
pine wood alkali celluloseを使用して、濃度のアルカリ脱復リ酸溶版により原材料として前処理され、溶媒としてエタノールを使用し、クロロ酢酸をエーテル化として使用します
Alkaliを2回加え、エーテル化剤を2回加えることにより、より高いDSのCMCを調製しました。 2gの松の木製アルカリセルロースを4ネックフラスコに加え、特定の量のエタノール溶媒を加え、30分間よく攪拌します
そのため、アルカリセルロースが完全に分散されるように。次に、一定量のアルカリ剤とクロロ酢酸ナトリウムを追加して、特定のエーテル化温度で一定期間反応します
時間を経て、アルカリ剤とクロロ酢酸ナトリウムの2回目の添加と、それに続く期間エーテル化します。反応が終わった後、冷やして冷やしてから
適切な量の氷河酢酸で中和し、吸引フィルター、洗浄、乾燥します。
HECの準備
松の木材アルカリセルロースを使用して、原料として濃縮アルカリ脱凍化、溶媒としてエタノール、エーテル化として2-クロロエタノールを前処理した
より高いMSのHECは、アルカリを2回加え、エーテル化剤を2回添加することにより調製されました。 2gの松の木製アルカリセルロースを4ネックのフラスコに加え、90％（体積分率）エタノールの特定の体積を加え、攪拌します
しばらくの間、完全に分散してから、一定量のアルカリを追加し、ゆっくりと加熱し、特定のボリュームの2を追加します。
一定期間一定温度でエーテル化されたクロロエタノール、その後、残りの水酸化ナトリウムと2-クロロエタノールを添加して、しばらくの間エーテル化を継続します。扱う
反応が完了した後、一定量の氷河酢酸で中和し、最後にガラスフィルター（G3）、洗浄、乾燥でフィルターをろ過します。
HEMCCの準備
3.2.3.4で調製されたHECを原料として使用し、反応培地としてエタノール、および調製するエーテル化剤としてクロロ酢酸ナトリウムを使用する
HECMC。特定のプロセスは次のとおりです。一定量のHECを取り、100 mlの4ネックフラスコに入れてから、一定量のボリュームを追加します
90％エタノール、しばらくの間機械的に攪拌して完全に分散させ、加熱後に一定量のアルカリを追加し、ゆっくりと追加する
クロロ酢酸ナトリウム、一定温度でのエーテル化は一定期間後に終了します。反応が完了したら、それを氷河酢酸で中和してそれを中和し、ガラスフィルター（G3）を使用します
吸引ろ過後、洗浄、乾燥。
セルロースエーテルの精製
セルロースエーテルの調製プロセスでは、主に無機塩塩化物と他の副産物がしばしば生成されます。
不純物。セルロースエーテルの品質を改善するために、得られたセルロースエーテルで簡単な精製を実施しました。彼らは水中にいるからです
異なる溶解度があるため、実験では、一定の体積分数の潤いエタノールを使用して、調製した3つのセルロースエーテルを精製します。
変化。
一定品質で調製したセルロースエーテルサンプルをビーカーに入れ、60 〜65℃に予熱されている80％のエタノールを加え、一定温度加熱磁気炒め物で60°65°で10〜65℃で機械的攪拌を維持します。分上清を乾燥させてください
きれいなビーカーでは、硝酸銀を使用して塩化物イオンをチェックします。白い沈殿物がある場合は、ガラスフィルターを通してろ過して固体を取ります
1滴のAGNO3溶液を加えた後にろ液が白い沈殿物を添加しない、つまり浄化と洗浄が完了するまで、体部分の前のステップを繰り返します。
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（主に反応副産物NaClを除去するため）。吸引ろ過、乾燥、室温までの冷却、計量後。
質量、g。
セルロースエーテルのテストおよび特性評価方法
置換度（DS）およびモルの代替度（MS）の決定
DSの測定：まず、精製および乾燥セルロースエーテルサンプルの0.2 g（0.1 mgに精度）を計り、溶解します
80mlの蒸留水、30 〜40°の一定温度水浴で10分間攪拌します。次に、硫酸溶液またはNaOH溶液で調整します
溶液のpHが溶液のpHが8になるまでのpH。次に、pHメーター電極を備えたビーカーで、硫酸の標準溶液を使用します
攪拌条件下で滴定するには、溶液のpH値が3.74に調整されたときに、滴定中にpHメーターの読み取り値を観察します。
滴定は終了します。現時点で使用されている硫酸標準溶液の体積に注意してください。
世代：
上部陽子数とヒドロキシエチル基の合計
上部陽子の数の比。 i7は、ヒドロキシエチル基のメチレン基の質量です
プロトン共鳴ピークの強度。セルロースグルコースユニット上の5つのメチン基と1つのメチレン基のプロトン共鳴ピークの強度です
和。
3つのセルロースエーテルCMC、HEC、およびHEECMCの赤外線特性評価テストについて説明したテスト方法
法
3.2.4.3 XRDテスト
3つのセルロースエーテルCMC、HEC、およびHEECMCのX線回折分析特性評価テスト
説明されているテスト方法。
3.2.4.4 H-NMRのテスト
HECのH NMR分光計は、Brukerによって生成されたAVANCE400 H NMR分光計によって測定されました。
溶媒として重水素化ジメチルスルホキシドを使用して、溶液を液体水素NMR分光法でテストしました。テスト頻度は75.5MHzでした。
暖かく、溶液は0.5mlです。
3.3結果と分析
3.3.1 CMC準備プロセスの最適化
第2章で原材料として抽出された松のセルロースを使用し、エーテル化剤としてクロロ酢酸ナトリウムを使用して、単一因子実験の方法を採用しました。
CMCの準備プロセスが最適化され、実験の初期変数が表3.3に示すように設定されました。以下はHEC準備プロセスです
芸術では、さまざまな要因の分析。
表3.3初期因子値
因子の初期値
前処理アルカリ化温度/℃40
前処理アルカリ化時間/h 1
前処理固形液比/（g/ml）1:25
前処理灰汁濃度/％40
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最初の段階エーテル化温度/℃45
第一段階のエーテル化時間/h 1
第2段階エーテル化温度/℃70
第2段階エーテル化時間/H 1
エーテル化段階/g 2のベース投与量
エーテル化段階のエーテル化剤の量/g 4.3
エーテル化した固液比/（g/ml）1:15
3.3.1.1前処理アルカリ化段階のCMC置換度に対するさまざまな要因の影響
1. CMCの置換度に対する前処理のアルカリ化温度の影響
取得したCMCの置換度に対する前処理のアルカリ化温度の影響を考慮するために、他の因子を初期値として修正する場合、
条件下では、CMC置換度に対する前処理アルカリ化温度の影響について説明し、結果を図1に示します。
前処理アルカリ化温度/℃
CMC置換度に対する前処理のアルカリ化温度の影響
CMCの置換度は、前処理アルカリ化温度の増加とともに増加し、アルカリ化温度は30°Cであることがわかります。
上記の置換度は、温度の上昇とともに減少します。これは、アルカリ性温度が低すぎて、分子が活性ではなく、
セルロースの結晶領域を効果的に破壊するため、エーテル化剤がエーテル化段階のセルロースの内部に入ることが困難になり、反応の程度が比較的高くなります。
低く、製品の代替度が低くなります。ただし、アルカリゼーション温度が高すぎるべきではありません。高温と強いアルカリの作用の下で、温度が上昇するにつれて、
セルロースは酸化的分解を起こしやすく、製品の置換度が減少します。
2。CMC置換度に対する前処理アルカリ化時間の影響
前処理のアルカリ化温度が30°Cであり、他の因子が初期値であるという条件下では、CMCに対する前処理アルカリ化時間の影響について説明します。
置換の効果。代替度
前処理アルカリ化時間/h
前処理アルカリ化時間の効果CMC代替学位
バルキングプロセス自体は比較的速いですが、アルカリ溶液には繊維の特定の拡散時間が必要です。
アルカリ化時間が0.5-1.5時間の場合、アルカリ化時間の増加とともに生成物の置換度が増加することがわかります。
得られた製品の置換度は、時間が1.5時間のときに最高であり、1.5時間後の時間の増加とともに置換の程度は減少しました。これはできます
アルカリ化の始まり、アルカリ化時間の延長とともに、アルカリのセルロースへの浸潤がより十分であるため、繊維がより十分であるためかもしれません。
プライム構造はよりリラックスしており、エーテル化剤と活性媒体を増加させます
投稿時間：APR-26-2024