1. целлюлоза эфирінің құрылымы мен принципі
1-суретте целлюлоза эфирлерінің типтік құрылымы көрсетілген. Әр BD-антидроглукоза қондырғысы (целлюлозаның қайталанатын блогы) бір топты C (2), C (3) және C (6) күйінде алмастырады, яғни үш эфирлік топтарға дейін болуы мүмкін. Ішкі және тізбекті сутегі облигацияларының арқасындаЦеллюлоза макромолекулалары, суда және барлық органикалық еріткіштерде еріту қиын. Эфирлік топтарды эффекция арқылы енгізу интрамолекулярлы және аралас сутегі байланыстарын жояды, сутектілікті жақсартады, оның гидрогилдігін жақсартады және су тасымалы бойынша оның ерігіштігін едәуір жақсартады.
Әдеттегі эфирленген алмастырғыштар - бұл молекулалық салмақ дәрежесі төмен, алкоксиалкилдер немесе гидроксиқылдық топтары, оларды карбоксил, гидроксил немесе амин топтары сияқты басқа функционалды топтармен алмастырады. Алмастырғыштар бір, екі немесе одан да көп түрлі болуы мүмкін. Целлюлоза макромолекулалық тізбегінің бойында гидроксил топтары әр глюкоза қондырғысының С (2), С (3) және С (6) позициясындағы гидроксил топтары әртүрлі пропорциялармен ауыстырылады. Қатаң сөйлеу, целлюлоза эфирі, әдетте, белгілі бір химиялық құрылымы жоқ, сонымен қатар, топтың бір түріден мүлдем алмастырылған өнімдерді қоспағанда, белгілі химиялық құрылымы жоқ (барлық үш гидроксил топтары ауыстырылды). Бұл өнімдерді тек зертханалық талдау және зерттеулер үшін пайдалануға болады және коммерциялық құндылығы жоқ.
(a) целлюлоза эфирінің екі андроглоглюс блоктарының жалпы құрылымы, R1 ~ R6 = H немесе органикалық алмастырғыш;
(b) карбоксымилдің молекулалық тізбектерінің фрагментігидроксиетил целлюлозасы, Карбөпетилді ауыстыру деңгейі 0,5, гидроксиэтилді ауыстыру деңгейі 2.0, ал молярды ауыстыру дәрежесі - 3.0. Бұл құрылым этиленген топтардың орташа алмастыру деңгейін білдіреді, бірақ алмастырғыштар іс жүзінде кездейсоқ.
Әрбір алмастырғыш үшін эффелтингтің жалпы сомасы DS мәнін алмастыру дәрежесімен көрсетіледі. DS диапазоны - 0 ~ 3, ол әр андрогроглоглоглоглоглоглоглоглоглоглоглогулярлық қондырғыдағы эфирлеу топтарының орташа санына тең.
Гидроксиқырлыл целлюлоза үшін, алмастыру реакциясы үшін алмастыру реакциясы жаңа тегін гидроксил топтарынан эффелция басталады, ал алмастыру дәрежесін MS мәні, яғни алмастырудың молярлы дәрежесі бойынша бағалауы мүмкін. Ол әр андроглоглукозаға қосылған эфирленетін агент реактивінің орташа санын білдіреді. Типтік реактив - этилен оксиді және өнім гидроксиетил алмастырғыш бар. 1-суретте өнімнің MS мәні - 3.0.
Теориялық тұрғыдан алғанда, MS мәнінің жоғарғы шегі жоқ. Егер әр глюкоза сақинасы тобындағы DS мәні белгілі болса, эфирлік тізбектердің орташа тізбегі тізбегі тізбектелген ұзындығы әр түрлі эффейация топтарының үлес салмағын (мысалы, -och3 немесе -oc2h4oh) жиі қолданады (мысалы,%) DS және MS құндылықтарының орнына алмастыру деңгейі мен дәрежесін білдіру. Әр топтың үлес салмағы және оның DS немесе MS мәндері қарапайым есептеу арқылы айырбастауға болады.
Көптеген целлюлоза эфирлері - суда еритін полимерлер, ал кейбіреулері органикалық еріткіштерде де ериді. Целлюлоза эфирінің жоғары тиімділігі, төмен бағасы, төмен баға, оңай өңдеу, төмен уыттылық және алуан түрлілігі бар, ал сұраныс пен қолданбалы өрістер әлі де кеңеюде. Көмекші агент ретінде целлюлоза эфирі өнеркәсіптің түрлі салаларында үлкен қосымшаның әлеуетіне ие. MS / DS алуға болады.
Целлюлоза эфирлері алмастырғыштардың химиялық құрылымына сәйкес, аниондық, катиондық және емес эфирлерге сәйкес жіктеледі. Нөмірді емес этиканы суда еритін және майлы өнімдерге бөлуге болады.
Индустрияландырылған өнімдер 1-кестедің жоғарғы бөлігінде тізімделеді. 1-кестедің төменгі бөлігі белгілі бір эффелификация топтарының төменгі бөлігі, олар әлі де маңызды коммерциялық бұйымдар болмады.
Аралас эфир алмастырғыштарының аббревиатуралық тәртібі алфавиттік ретке немесе тиісті DS (MS) деңгейіне сәйкес, мысалы, 2 гидроксиетил метилеллюлозасы үшін, аббревиатура HEMC, сондай-ақ оны MHC ретінде жазуға болады метил алмастырғышты бөлектеңіз.
Целлюлозадағы гидроксил топтарына этилификация агенттері оңай қол жеткізе алмайды, ал эффейзия процесі әдетте Нао сулы су ерітіндісінің белгілі бір концентрациясын қолдана отырып, сілтілі жағдайда жүзеге асырылады. Целлюлоза алдымен Нао сулы сулы ерітіндісі бар ісінген Ілмектер целлюлозасына енеді, содан кейін эфирленген агентпен эфирлендіру реакциясы. Аралас эфирлерді өндіру және дайындау барысында бір уақытта эффейация агенттерінің әр түрлі түрлері қолданылуы керек, немесе үзіліссіз тамақтандыру бойынша кезең-кезеңмен жүзеге асырылуы керек (қажет болған жағдайда). Целлюлозаны эфирлеуде төрт реакция түрі бар, олар реакция формуласымен жинақталған (целлюлоза) келесідей:
(1) теңдеуі Уильямсон эффейация реакциясын сипаттайды. Rx - бұл бейорганикалық қышқыл Эфир, және х - галоген бр, CL немесе күкірт қышқылы эфирі. Chloride R-Cl, мысалы, өнеркәсіпте, мысалы, метил хлорид, этил хлорид немесе хлорацет қышқылы. Мұндай реакцияларда қордың стоичиометриялық мөлшері тұтынылады. Индустриалды Целлюлоза эфирлі эфирлі метил целлюлозасы, этил целлюлозасы, этил целлюлозасы және карбоксүйектер целлюлозасы - Уильямсон эффейация реакциясының өнімдері.
Реакция формуласы (2) - бұл базалық катализденген эпоксидтер (мысалы, R = H, CH3 немесе C2H5) және целлюлозалық молекулалардағы гидроксил топтарының қосымша реакциясы болып табылады. Реакция кезінде жаңа гидроксил топтары жаңа гидроксил топтары пайда болуы мүмкін, өйткені олигоылкилэтилен оксидінің бүйірлік тізбегінің пайда болуына әкеледі: 1-Азиридин (Азиридин) сияқты реакция аминетил эфирі бар: Cole-O-Ch2-Ch2-NH2 . Гидроксиетил целлюлозасы, гидроксиппил целлюлозасы және гидроксибутыл целлюлозасы сияқты өнімдеріміз базалық катализдене эпоксидациядан жасалған өнімдер болып табылады.
Реакция формуласы (3) - бұл CN, CN, ConH2 немесе SO3-NA + сияқты электронды игеретін топтың құрамдас бөлігі болып табылады. Бүгінгі таңда реакцияның бұл түрі өнеркәсіптік түрде сирек қолданылады.
Реакция формуласы (4), диазоэканмен эффелизация әлі индустрияландырылмаған.
- Целлюлоза эфирлерінің түрлері
Целлюлоза эфирі монофера немесе аралас эфир болуы мүмкін және оның қасиеттері басқаша болуы мүмкін. Веллюлоза макромолекуласында гидроксиэтилдік топтар сияқты аз ауыстырылған гидрофильді топтар бар, олар гидроксиэтиль топтары, оларда метил, этил және т.б., мысалы, гидрофобты топтар, мысалы, гидрофобты топтар бар. Өнімге судың белгілі бір ерігіштігін беріңіз, ал төмен алмастырылған өнім суда ғана зардап шеккен немесе сұйылтылған сілтілік шешімдерде еріген болуы мүмкін. Целлюлоза эфирлерінің, жаңа целлюлоза эфирлерінің қасиеттеріне, жаңа целлюлоза эфирлеріне және оларды қолдану бойынша терең зерттеулермен үздіксіз дамиды және өндіріледі, ал ең үлкен қозғаушы күш - бұл кең және үздіксіз тазартылған қолдану нарығы.
Еріген эфирге топтардың еріген эфирдегі әсер етуінің жалпы заңы:
1) эфирдің гидрофобтарын жоғарылату және гель нүктесін төмендету үшін өнімдегі гидрофобты топтардың мазмұнын көбейту;
2) гидрофильдік топтардың (мысалы, гидроксиетил топтарының) гельдік нүктесін ұлғайту үшін;
3) гидроксиппил тобы арнайы және дұрыс гидроксипилация өнімнің гель температурасын төмендетеді, ал орташа гидроксипілдетілген өнімнің гельдік температурасы қайтадан көтеріледі, бірақ алмастырудың жоғары деңгейі Гель нүктесін азайтады; Себебі, гидроксиПройл тобының ұзындығы, гидроксиПил тобының ұзындығы, төменгі деңгейлі гидроксипілділер, әлсіреген гидроксипілділер, әлсіреген целлюлоза макромолекуласындағы молекулалар мен филиалдар тізбегіндегі гидроксилді топтардың арасына байланысты. Су басым. Екінші жағынан, егер алмастыру деңгейі жоғары болса, бүйірлік топта полимерлеу болады, гидроксил тобының салыстырмалы мазмұны төмендейді, гидрофобтар көбейтіліп, оның орнына ерігіш азаяды.
Өндіріс және зерттеуцеллюлоза эфиріұзақ тарихы бар. 1905 жылы Suida алдымен Целлюлозаның эффейзиясы туралы хабарлады, бұл Диметил сульфатының метилленгендігі туралы хабарлады. Нөмірді алкөл эфирлері Лилиенфельд (1912), Dreyfus (1914) және Лейфус (1914) және Лойхтар (1914) және суда еритін немесе майлы еритін целлюлоза эфирлері үшін патенттеді. Бухлер және Гомберг 1921 жылы Бензил целлюлозасын алғаш рет 1918 жылы шығарды, ал 1918 жылы Карбөкенді Джансен өндірді, ал Хуберт 1920 жылы гидроксиетил целлюлозасын шығарды. 1920 жылдардың басында Германияда карбоксиметилцеллюлоза коммерцияланған. 1937-1938 жылдар аралығында Құрама Штаттарда МК және ХЭК өнеркәсіптік өндірісі жүзеге асырылды. Швеция 1945 жылы суда еритін ЭГЭК өндірісін бастады. 1945 жылдан кейін Батыс Еуропада, Америка Құрама Штаттары мен Жапонияда целлюлозалық эфир өндірісі қарқынды кеңейді. 1957 жылдың аяғында Қытай CMC алғаш рет Шанхай целлюллоидты зауытында өндіріске енгізілді. 2004 жылға қарай менің елімдегі өндірістік қуаттылығы 30 000 тонна иондық эфир және 10 000 тонна иондық емес эфир болады. 2007 жылға қарай ол 100 000 тонна иондық эфирге және 40 000 тонна емес, ионикалық емес эфирге жетеді. Үйде және шетелде бірлескен технологиялық компаниялар үнемі дамып келеді, ал Қытайдың целлюлозасы эфирдің эфирлік қуаттылығы және техникалық деңгейі үнемі жетілдіріліп отырады.
Соңғы жылдары көптеген целлюлозалық моноверлер және әртүрлі DS құндылықтары, тұтқырлық, тазалық және реологиялық қасиеттері бар аралас эфирлер үздіксіз дамыды. Қазіргі уақытта целлюлоза эфирлері саласындағы дамудың басты бағыты алдыңғы қатарлы өндіріс технологиясын, жаңа дайындық технологиясын, жаңа жабдықтарды, жаңа өнімдерді, сапалы өнімдерді, сапалы өнімдерді және жүйелі өнімдерді техникалық зерттеулер жүргізу керек.
POST уақыты: сәуір-28-2024