1.Structure û prensîba amadekirina ether cellulose
Xiflteya 1 avahiya tîpîk a etherên selulozê nîşan dide. Her yekîneyek bD-anhîdroglukoz (yekîneya selulozê ya dubarekirî) di pozîsyonên C (2), C (3) û C (6) de şûna komekê digire, ango dikare heya sê komên eter hebin. Ji ber girêdanên hîdrojenê yên di nav zincîr û zincîran demakromolekulên selulozê, zehmet e ku di nav avê û hema hema hemî solavên organîk de hilweşîne. Danasîna komên etherê bi eterîfîkasyonê girêdanên hîdrojenê yên navmolekular û navmolekularî hildiweşîne, hîdrofîlîbûna wê çêtir dike, û helbûna wê ya di medyaya avê de pir çêtir dike.
Cîgirgirên etherkirî yên tîpîk komên alkoksî yên bi giraniya molekularî ya kêm (1 heta 4 atomên karbonê) an komên hîdroksîalkîl in, ku wê hingê dibe ku ji hêla komên din ên fonksiyonel ên wekî karboksîl, hîdroksîl an komên amino ve werin veguheztin. Cîgir dibe ku yek, du an jî çend celebên cûda bin. Li ser zincîra makromolekular a selulozê, komên hîdroksîl ên li ser C(2), C(3) û C(6) pozîsyonên her yekîneya glukozê bi rêjeyên cûda têne cîh kirin. Bi hişkî axaftin, ethera selulozê bi gelemperî xwedan avahiyek kîmyewî ya diyar nîne, ji xeynî wan hilberên ku bi tevahî ji hêla yek celebek komê ve têne veguheztin (her sê komên hîdroksîl têne veguheztin). Van hilberan tenê dikarin ji bo analîz û lêkolîna laboratîfê werin bikar anîn, û nirxa wan a bazirganî tune.
(a) Avahiya giştî ya du yekîneyên anhîdroglukoz ên zincîra molekulê ya etera selulozê, R1~R6=H, an cîgirek organîk;
(b) Parçeyek zincîra molekulî ya karboksîmetîlhîdroksîetîl celluloz, dereceya cîgirbûna karboksîmetîlê 0,5, dereceya cîgirbûna hîdroksîetîlê 2,0 û dereceya cîgirbûna molarê 3,0 e. Ev avahî asta veguheztina navînî ya komên etherified temsîl dike, lê cîgir bi rastî random in.
Ji bo her cîgir, hêjmara giştî ya eterîfîkasyonê bi asta nirxa DS-ê ya veguheztinê tê diyar kirin. Rêjeya DS 0 ~ 3 ye, ku bi rêjeya navînî ya komên hîdroksîl re ku li ser her yekîneyek anhydroglucose ji hêla komên etherification ve hatî veguheztin hevwate ye.
Ji bo etherên hîdroksîalkîl selulozê, reaksiyona veguheztinê dê ji komên hîdroksîl ên nû yên azad dest bi etherîkirinê bike, û dereca veguheztinê dikare bi nirxa MS-ê, ango, dereceya guheztinê ya molarê were pîvandin. Ew hejmara navînî ya molên reaktantê etherîker ku li her yekîneyek anhydroglucose hatî zêdekirin nîşan dide. Reaktantek tîpîk oxide etilen e û hilber xwedan cîgirek hîdroksîetîl e. Di jimar 1 de, nirxa MS ya hilberê 3.0 e.
Ji hêla teorîkî ve, ti sînorê jorîn ji bo nirxa MS-ê tune. Ger nirxa DS-ê ya dereca veguheztinê li ser her komek zengila glukozê were zanîn, dirêjahiya zincîra navînî ya zincîra alîyê etherê Hin çêker jî pir caran perçeya girseyî (wt%) komên cûda yên eterîfîkasyonê bikar tînin (wekî -OCH3 an -OC2H4OH) ku li şûna nirxên DS û MS-ê ast û dereceya veguheztinê temsîl bike. Parçeya girseyî ya her komê û nirxa wê ya DS an MS dikare bi hesabek hêsan were veguheztin.
Piraniya etherên selulozê polîmerên ku di avê de çareser dibin in, û hin jî bi qismî di halên organîk de têne çareser kirin. Ethera selulozê xwedan taybetmendiyên karbidestiya bilind, bihayê kêm, pêvajoyek hêsan, jehrê kêm û cûrbecûr e, û qadên daxwaz û serîlêdanê hîn jî berfireh dibin. Wekî karmendek alîkar, ethera selulozê di warên cihêreng ên pîşesaziyê de potansiyela serîlêdana mezin heye. dikare ji hêla MS / DS ve were wergirtin.
Etherên selûlozê li gorî avahîya kîmyewî ya cîgiran di nav eterên anyonîk, kationîk û neyonîk de têne dabeş kirin. Etherên ne-nîonîk dikarin di nav hilberên avê-avê û rûnê de têne dabeş kirin.
Berhemên ku hatine pîşesazîkirin di beşa jorîn a Tabloya 1-ê de têne rêz kirin. Beşa jêrîn a Tabloya 1-ê hin komên etherîfîkasyonê yên naskirî destnîşan dike, ku hîn nebûne hilberên bazirganî yên girîng.
Rêza kurtkirina cîgirên etera tevlihev dikare li gorî rêza alfabetîk an asta DS (MS) ya têkildar were binav kirin, mînakî, ji bo 2-hîdroksîetîl methylcellulose, kurtenivîs HEMC ye, û ew dikare wekî MHEC jî were nivîsandin. cîgira metilê ronî bike.
Komên hîdroksîl ên li ser selulozê ji hêla ajanên etherîfîkasyonê ve bi hêsanî nayên gihîştin, û pêvajoya etherification bi gelemperî di bin şert û mercên alkalîn de tê meşandin, bi gelemperî hin hûrgelek çareseriya avê ya NaOH bikar tîne. Sêluloz pêşî bi çareseriya avî ya NaOH ve di nav seluloza alkalî ya werimî de çêdibe, û dûv re bi eterîfîkasyonê re reaksiyona eterîfasyonê dike. Di dema hilberandin û amadekirina etherên tevlihev de, divê cûreyên cûda yên etherification di heman demê de bêne bikar anîn, an jî etherification gav bi gav bi xwarina navber (heke hewce bike) were kirin. Di eterîkirina selulozê de çar cureyên reaksiyonê hene, ku bi formula reaksiyonê (şelûloz bi Cell-OH ve tê veguherandin) wiha têne kurt kirin:
Wekheviya (1) reaksiyona etherification Williamson diyar dike. RX esterek asîdê neorganîk e, û X halojen Br, Cl an estera asîda sulfurîk e. Chloride R-Cl bi gelemperî di pîşesaziyê de tête bikar anîn, mînakî, klorîdê methyl, ethyl chloride an chloroacetic acid. Di reaksiyonên weha de hejmareke stokyometrîk ji bingehê tê vexwarin. Hilberên etherê yên selulozê yên pîşesazkirî yên metîl seluloz, etîl seluloz û karboksîmetîl seluloz hilberên reaksiyona etherification Williamson in.
Formula reaksiyonê (2) reaksiyona lêzêdekirina epoksîdên katalîzasyona bazê (wek R=H, CH3, an C2H5) û komên hîdroksîl e li ser molekulên selulozê bêyî ku bingeh bixwin. Dibe ku ev reaksîyon berdewam bike dema ku komên hîdroksîl ên nû di dema reaksiyonê de têne çêkirin, dibe sedema çêbûna zincîreyên alîgirê oksîdê oligoalkylethylene: Reaksiyonek bi heman rengî bi 1-aziridine (aziridine) re dê aminoethyl ether çêbike: Cell-O-CH2-CH2-NH2. . Berhemên wekî hîdroksîetîl selulozê, hîdroksîpropîl celluloz û hîdroksîbutil cellulose hemî hilberên epoksîdasyona bingehîn-katalîzkirî ne.
Formula reaksiyonê (3) reaksiyona di navbera Cell-OH û pêkhateyên organîk ên ku di navgîniya alkaline de girêdanên ducarî yên çalak vedigirin e, Y komek elektron-vekêşan e, wek CN, CONH2, an SO3-Na+. Îro ev celeb reaksiyonê kêm kêm di pîşesaziyê de tê bikar anîn.
Formula reaksiyonê (4), etherification bi diazoalkane hîn nehatiye pîşesaziyê.
- Cureyên etherên selulozê
Ethera seluloz dikare monoether an ether tevlihev be, û taybetmendiyên wê cûda ne. Li ser makromolekula selulozê komên hîdrofîlîk ên kêm-cîgir hene, wek komên hîdroksîetîl, ku dikarin hilberê bi dereceyek helbûna avê ve girêbidin, dema ku ji bo komên hîdrofobîk, wek methyl, etîl, hwd., tenê veguheztina nerm Asta bilind dikare. hin helbûna avê bide hilberê, û hilbera kêm-cîgir tenê di nav avê de diwerime an jî dikare di nav zirav de were hilweşandin. çareseriya alkali. Bi lêkolîna kûr a li ser taybetmendiyên etherên selulozê re, dê eterên nû yên selulozê û qadên serîlêdana wan bi domdarî werin pêşve xistin û hilberandin, û hêza herî mezin a ajotinê bazara serîlêdanê ya berfireh û domdar e.
Zagona giştî ya bandora komên di etherên tevlihev de li ser taybetmendiyên çareserkirinê ev e:
1) Di hilberê de naveroka komên hîdrofobîk zêde bikin da ku hîdrofobîtiya ether zêde bikin û xala gel kêm bikin;
2) Naveroka komên hîdrofîlîk (wekî komên hîdroksîetîl) zêde bikin da ku xala wê ya gel zêde bikin;
3) Koma hîdroksîpropyl taybetî ye, û hîdroksîpropylasyona rast dikare germahiya gêlê ya hilberê kêm bike, û germahiya gêlê ya hilbera hîdroksîpropyladî ya navîn dê dîsa rabe, lê astek bilind a veguheztinê dê xala wê ya gel kêm bike; Sedem ji ber avahiya taybetî ya dirêjahiya zincîra karbonê ya koma hîdroksîpropil, hîdroksîpropilasyona nizm, qelsbûna girêdanên hîdrojenê di nav û di navbera molekulên di makromolekula selulozê de, û komên hîdrofîlîk ên hîdrofîlî yên li ser zincîreyên şaxê ye. Av serdest e. Ji hêla din ve, heke veguheztin zêde be, dê li ser koma alîkî polîmerîzasyon çêbibe, dê naveroka têkildar a koma hîdroksîl kêm bibe, hîdrofobîtî dê zêde bibe, û li şûna wê çareserî kêm bibe.
Hilberîn û lêkolînaether selulozêxwedî dîrokeke dirêj e. Di sala 1905-an de, Suida yekem car eterîkirina selulozê ragihand, ku bi dimethyl sulfate ve hate methylated. Etherên alkilê yên neyonîkî ji hêla Lilienfeld (1912), Dreyfus (1914) û Leuchs (1920) ve ji bo eterên selulozê yên ku di avê de an jî di rûn de têne çareser kirin, patenta hatine girtin. Buchler û Gomberg di sala 1921ê de benzîl celluloz hilberandin, karboksîmetîl cellulose yekem car ji hêla Jansen ve di sala 1918 de, û Hubert di sala 1920 de hîdroksîetîl cellulose hilberand. Ji 1937 heta 1938, hilberîna pîşesaziyê ya MC û HEC li Dewletên Yekbûyî hate pêkanîn. Swêd di sala 1945-an de dest bi hilberîna EHEC-a ku di avê de tê çareserkirin kir. Piştî 1945-an, hilberîna ethera selulozê bi lez li Ewrûpaya rojava, Dewletên Yekbûyî û Japonya belav bû. Di dawiya sala 1957 de, China CMC yekem car li Fabrîkaya Celluloid Shanghai hate hilberandin. Heya sala 2004, kapasîteya hilberîna welatê min dê bibe 30,000 ton ethera îyonî û 10,000 ton ethera ne-îyonîk. Di sala 2007 de, ew ê bigihîje 100,000 ton ethera ionîk û 40,000 ton ethera nonionic. Pargîdaniyên teknolojiyê yên hevbeş li hundur û derveyî welêt jî bi domdarî derdikevin holê, û kapasîteya hilberîna ethera selulozê ya Chinaînê û asta teknîkî bi domdarî baştir dibe.
Di salên dawî de, gelek monoetherên selulozê û etherên tevlihev ên bi nirxên DS-ê yên cihêreng, vîskozîtî, paqijî û taybetmendiyên rheolojîkî bi domdarî hatine pêşve xistin. Heya nuha, mebesta pêşveçûnê di warê etherên selulozê de pejirandina teknolojiya hilberîna pêşkeftî, teknolojiya amadekirina nû, alavên nû, hilberên nû, hilberên kalîteya bilind, û hilberên sîstematîkî divê bi teknîkî werin lêkolîn kirin.
Dema şandinê: Avrêl-28-2024