1.struktur lan prinsip persiapan eter selulosa
Gambar 1 nuduhake struktur kelas selulose. Saben unit BD-anhydroglucose (unit repot selulosa) ngganti siji klompok ing C (2), C (3) lan C (6) Posisi, yaiku, bisa nganti telung klompok eter. Amarga ikatan intra-undert lan inter-chain hidrogenmacromolekul selulosa, angel larut ing banyu lan meh kabeh pelarut organik. Pambuka kelompok eter liwat etervication ngrusak obligasi hidrogen intermolekular lan intermolekular, nambah hidrofilisitas, lan ningkatake kelarutan ing media banyu.
Garpuen ETretifikasi sing khas yaiku kelompok alkoxy bobot molekul (1 nganti 4 atom karbon) utawa kelompok hidroksalkyl, sing bisa uga diganti dening klompok fungsi liyane kayata klompok hidroksil, hidroksil utawa amino. Subtituen bisa uga siji, loro utawa luwih beda. Sadawane rantai macromolekular selulosa, klompok hidroksil ing C (2), C (3) lan C (6) posisi saben unit glukosa sing diganti karo proporsi sing beda. Ether selulosa umume ora duwe struktur kimia sing mesthi, kajaba produk sing wis diganti kanthi salah siji jinis klompok (kabeh klompok hidroksil). Produk iki mung bisa digunakake kanggo analisis laboratorium lan riset, lan ora duwe nilai komersial.
(a) Struktur umum rong unit anhiddroglucose saka chain molekuler eter ether ether ether ether ether ether ether, r6 = h, utawa pengganti organik;
(b) fragmen chain molekular saka carboXethylHydroxyethylose Cellulose, derajat substitusi carboxyMethyl yaiku 0.5, tingkat pengganti Hydroxyethyl yaiku 2.0, lan tingkat substitusi molar yaiku 3.0. Struktur iki nggantosi level substitusi kelompok ETretified, nanging substituen bener-bener acak.
Kanggo saben pengganti, jumlah etervication sing diandharake kanthi tingkat nilai DS sing substitusi. Rangkaian DS yaiku 0 ~ 3, sing padha karo jumlah klompok hidroksil sing diganti karo kelompok eternisasi ing saben unit anhiddroglucose.
Kanggo wong-wong sesuk selulosa hydroxyalkyl, reaksi ganti bakal miwiti kelompok ahli hidroksasi gratis, lan tingkat substitusi bisa diitung dening nilai MS, yaiku, yaiku Ganti Molar. Iki nggambarake jumlah rata-rata moles agen ETerifyifying reaktensi ditambahake menyang saben unit anhiddroglucose. Reaktan khas yaiku etilena oksida lan produk kasebut duwe suburtuent hidroxyethyl. Ing Gambar 1, nilai MS produk yaiku 3.0.
Secara teoritis, ora ana watesan ndhuwur kanggo nilai MS. If the DS value of the degree of substitution on each glucose ring group is known, the average chain length of the ether side chainSome manufacturers also often use the mass fraction (wt%) of different etherification groups (such as -OCH3 or -OC2H4OH) Kanggo makili tingkat substitusi lan gelar jurusan tinimbang DS lan nilai MS. Bagean seks massa saben klompok lan nilai DS utawa MS bisa diowahi kanthi pitungan prasaja.
Umume eperi selulosa banyu yaiku polimer larut banyu, lan sawetara uga larut ing pelarut organik. Ether selulosa duwe ciri efisiensi dhuwur, rega murah, pangolahan gampang, keracunan rendah lan macem-macem permintaan, lan lapangan permintaan isih bisa mekan. Minangka Agen Bantu, Ether Selumer duwe potensial aplikasi sing apik ing macem-macem lapangan industri. bisa dipikolehi dening ms / ds.
Etral selulosa diklasifikasikake miturut struktur kimia saka substaents menyang eterik, cationic lan nironic. Tekan non-nononik bisa dipérang dadi produk larut banyu lan larut minyak.
Produk sing wis diaptarake ing sisih ndhuwur Tabel 1. Bagean ing Tabel 1 nampilake sawetara klompok eterharis sing dingerteni, sing durung dadi produk komersial penting.
Tatanan singkatan substituents eter campuran bisa dijenengi miturut urutan alfabet utawa tingkat ds (ms), umpamane kanggo 2-hydroviation yaiku hemc, lan uga bisa ditulis minangka Mhec kanggo nyorot substituent metil.
Kelompok hidroksil ing selulosa ora bisa diakses kanthi agen eternisasi, lan proses eternisasi biasane ditindakake ing kahanan alkalin, umume nggunakake konsentrasi larutan banyu naoh. Selulosa pisanan dibentuk dadi seluler alkali selulosa karo solusi banyu naoh, banjur ngalami reaksi eterik kanthi agen eterik. Sajrone produksi lan persiapan ahli cetakan, macem-macem jinis agen ahli embaran kudu digunakake ing wektu sing padha, utawa eterifikasi kudu ditindakake kanthi dipakani (yen perlu). Ana papat jinis reaksi ing eternisasi selulosa, sing diringkes dening formula reaksi (selulosik diganti karo sel-oh) kaya ing ngisor iki:
Persamaan (1) nggambarake reaksi eterhlifikasi Williamson. RX minangka ester asam anorganik, lan x yaiku halogen br, cl utawa ester asam sulfat. Klorida R-Cl umume digunakake ing industri, umpamane, methyl klorida, etil klorida utawa asam klorocetic. Jumlah dhasar stoichiometric dikonsumsi kanthi reaksi kasebut. Produk seluler ahli industri Methyl Cellulose Methyl, selulono calulosa lan carboxyMethylose yaiku produk reaksi etermlifikasi Williamson.
Formula reaksi (2) yaiku reaksi tambahan epoxides lawas-lawas (kayata r = H, ch3, utawa klompok hydroxyl ing molekul selulosa tanpa nggunakake dhasar. Reaksi iki bisa uga terus kelompok hidroksil anyar sing digawe sajrone reaksi kasebut, nyebabake pambentukan rantai sisih oksida: Aziridine (Aziridine) bakal mbentuk atherer Aminoethyl Waca rangkeng-. Produk kayata Hydroxyethyl Cellulose, selulosa hydroxypropylose lan selulosa hydroxytutyl kabeh produk epoksidasi basis.
Formula reaksi (3) yaiku reaksi ing antarane sel-sel lan senyawa organik sing ngemot ikatan dobel sing aktif ing medium alkalin, kayata CN, Conh2, utawa SO3-NA. Dina iki reaksi jinis iki arang digunakake kanthi industri.
Formula reaksi (4), eterhlifikasi karo Diazoalkane durung rampung industri.
- Jinis-lawas Petang Selulosa
Ether selulosa bisa dadi monoether utawa eter campuran, lan sifat-sifat kasebut beda. Ana kelompok hidrofilik sing kurang diganti ing macromolecule selulosa, kayata klompok hidroxyethylosa, sing bisa ngrampungake kelarutan banyu tartamtu, dene klompok hidrofob, kayata etil, etil, mung gelar dhuwur moderen bisa Wenehi produk keluputan banyu tartamtu, lan produk sing teratur mung mung bengkak ing banyu utawa bisa larut ing solusi alkali. Kanthi riset ing jero babagan Properties Ibu-ibu selulosa, wong-wong selulono anyar lan lapangan aplikasi bakal terus maju lan diprodhuksi, lan pasukan nyopir paling gedhe yaiku pasar aplikasi sing amba lan terus-terusan.
Hukum umum pengaruh kelompok ing others campuran ing sifat kelarutan yaiku:
1) Nambah isi kelompok hidrofobik ing produk kanggo nambah hidrofobis eter lan ngisor titik gel;
2) Nambah konten kelompok hidrofilik (kayata kelompok hidroksilikyl) kanggo nambah titik gel;
3) Klompok hydroxypropylpy wis khusus, lan hidroxtropyasi sing tepat bisa nyuda suhu gel, lan suhu gel produk hidrokypipropypropylpy medium bakal mundhak maneh, nanging substitusi sing dhuwur bakal nyuda titik gel; Alesan kasebut amarga dawane chain karbon khusus klompok hydroxypropyly, hidroxpropyliper tingkat rendah, ikatan hidroxulecule sing kurang, lan klompok hidroxyil hidroxyulasi. Banyu iku dominan. Ing tangan liyane, yen pengganti dhuwur, bakal ana polimerisasi ing klompok sisih, isi klompok hidroksil sing bakal nyuda, hidrofobil bakal saya tambah, lan kelarutan bakal dikurangi.
Produksi lan riset sakaeter selulosaNduwe sejarah sing dawa. Ing taun 1905, Suida pisanan nglaporake eteriri selulosa, sing metilasi karo Dimethyl sulfat. Etrik Alky non-mari yaiku dipaten dening lilienfeld (1912), DRYFUS (1914) lan leuchs (1920) kanggo sesuk banyu utawa larut larut larut larut, masing-masing. Buchler lan Gomberg ngasilake selulosa benzyl ing taun 1921, selulosa carboXETHYL pisanan diprodhuksi dening Jansen ing taun 1920-an. Ing wiwitan taun 1920-an, CarBoxyMethylcellulose dikatutake ing Jerman. Wiwit taun 1937 nganti 1938, produksi industri MC lan HEC diwujudake ing Amerika Serikat. Swedia miwiti produksi ehec larut banyu ing taun 1945. Sawise taun 1945, produksi eter selulosa kanthi cepet ing Eropa Kulon, Amerika Serikat lan Jepang. Ing pungkasan taun 1957, China CMC pisanan dilebokake ing pabrik ing Pabrik Celliloid Shanghai. Ing taun 2004, kapasitas produksi negara bakal 30 30 taun eter ion lan 10,000 ton saka eter non-ionic. Ing taun 2007, bakal tekan 100.000 ton ion lan 40.000 ton eter sarionis. Teknologi teknologi gabungan ing omah lan ing luar negeri uga berkembang, lan kapasitas produksi eter selulosa lan teknis eter ing China dadi terus-terusan nambah.
Ing taun-taun pungkasan, akeh monoether monoether lan others sing dicampur karo nilai DS, viskosities, kemurnian, kemurnian lan rheologi wis terus maju. Saiki, fokus pangembangan ing bidang selulosa kanggo ngetrapake teknologi produksi majeng, teknologi persiapan anyar, peralatan anyar, produk anyar, produk sistematis kudu diteliti teknis.
Wektu Pos: Apr-28-2024