1.Structure et praeparatio aetheris cellulosi principium
Figura 1. structuram typicam aetherum cellulosorum ostendit. Quaelibet unitas bD-anhydroglucosa (repetitio unitatis cellulosae) locum unum in C (2), C (3) et C (6) positiones substituit, hoc est, usque ad tres partes aetheris esse potest. Ob vincula intra-consectetaria et inter-catena vinculorumcellulosa macromoleculesdifficile est in aqua et fere omnibus organicis solvendis dissolvere. Introductio aetherium per aetherificationem vincula hydrogenii intramolecularis et intermolecularis destruit, hydrophilicitatem suam meliorem facit et suam solutionem in aqua instrumentis maxime meliorat.
Substitores aetherificati typici sunt humiles alkoxys globi moleculares ponderis (1 ad 4 atomos carbonii) vel coetus hydroxyalkyl, qui tunc substitui possunt ab aliis coetibus functionibus sicut carboxyl, hydroxyl vel amino coetus. Substitutis unius, duorum vel plurium generum esse potest. Secundum cellulosam catenam macromolecularem, coetus hydroxyli in C(2), C(3) et C(6) positiones glucosae uniuscuiusque unitatis in diversis proportionibus substituuntur. Proprie aether cellulosus plerumque definitam chemicam structuram non habet, iis exceptis productis qui in unum coetus genus perfecte substituuntur (omnes tres coetus hydroxyli substituuntur). Haec producta solum adhiberi possunt ad analysis laboratoriae et investigationis, nullumque valorem commercialem habent.
(a) Constructio generalis duarum unitatum anhydroglucosarum cellulosae vel catenae hypotheticae, R1~R6=H vel substituentis organicae;
(b) Catena hypothetica fragmentum carboxymethylhydroxyethyl cellulosumgradus substitutionis carboxymethyl est 0.5, gradus substitutionis hydroxyethili est 2.0, gradus substitutionis molaris est 3.0. Haec structura repraesentat mediocris substitutionis gradus coetus aetheriatorum, sed substituentes actu temere.
Pro quolibet substituente, summa eterificationis per gradum substitutionis DS valoris exprimitur. Circumscriptio DS est 0~3, qui aequivalet ut mediocris numerus sodalitatum hydroxyli substitutus ab eterificatione circulorum in unaquaque unitate anhydroglucosae.
Pro aethere hydroxyalkyl celluloso, substitutio reactionis aetherificationem a novorum liberorum coetuum hydroxyli incipiet, et substitutionis gradus per valorem MS, id est, substitutionis molares. Repraesentat mediocris numerus molesrum aetheriantium agentis reactantis cuivis unitatis anhydroglucosae additae. Typicalum reactant oxydatum ethylenum est et productum hydroxyethyl substituens habet. In Figura 1, valor MS producti est 3.0.
Theoretice nullus est modus superior pro valore MS. Si DS valor gradus substitutionis in singulis globus anuli glucosi cognoscitur, catena mediocris longitudinis catenae aetheris lateris fabricantes saepe utuntur in fractione massae (wt%) diversorum eterificationum coetuum (ut -OCH3 vel -OC2H4OH) substitutionem gradus et gradus pro DS et MS valores repraesentare. Fractio massae cuiusvis coetus eiusque valoris DS vel MS simplici calculo converti potest.
aetheres cellulosi sunt polymerorum aquatici solubiles, quidam etiam partim soluti in solvendo organico. Aether cellulosus proprietates habet altae efficientiae, humilitatis pretium, processus faciles, humilis toxicity ac late varietas, et agros exigendi et applicationis adhuc expandunt. Ut agens auxiliaris, aether cellulosus magnam applicationem potentialem in variis industriae campis habet. obtineri potest per MS/DS.
aetheres cellulosi secundum chemicam structuram substituentium in aetheres anionicos, cationicos et nonionicos collocantur. aetheres nonionici in fructus aquarum solubiles et olei solubiles dividi possunt.
Producta, quae industriae facta sunt, in superiori parte Tabulae recensentur 1. Pars inferior Tabulae 1 recenset aliquas notas eterificationes circulorum, quae nondum magni facti sunt commerciales.
Abbreviatio ordinis aetheris mixti substituentium nominari potest secundum ordinem alphabeti vel gradus respectivi DS (MS), exempli gratia, pro 2-hydroxyethyl methylcelluloso, abbreviatio est HEMC, et etiam scribi potest ut MHEC ad exaggerandam yl substituent.
Circuli hydroxyli in celluloso ab eterificatione agentium non facile pervia sunt, et processus aetherificationis plerumque sub condicionibus alcalicis exercetur, plerumque utens quadam intentione solutionis aqueae NaOH. Cellulosum primum in cellulosum tumidum cum NaOH aquea solutione alcali formatur, deinde reactionem aetherificationis cum agente eterificatione patitur. In mixtorum aethere productione et praeparatione, variae eterificationis genera simul adhibeantur, vel etherificatio gradatim perficiatur per intermissam pastionem (si opus est). Quattuor genera reactionis sunt in eterificatione cellulosae, quae per reactionem formulam (cellulosicam cell-OH substitutam) recapitulantur hoc modo:
Aequatio (1) Aetherificationis reactionem Williamson describit. RX est acidum inorganicum ester, et X est halogen Br, Cl vel acidum sulphuricum ester. Chloride R-Cl plerumque in industria adhibetur, exempli gratia, chloridi yl chloridi, ethyl chloridi vel chloroacetici. Stoichiometrica moles basis in talibus profectae consumitur. Cellulosi machinales machinales industriae et fructus methyl cellulosi, ethyl cellulosi et carboxymethyl cellulosi sunt producta ex reactione eterificatione Williamson.
Formulae reactionis (2) est addita reactio epoxidum basi catalysatorum (ut R=H, CH3, vel C2H5) et hydroxylis in moleculis cellulosis sine basi consumente. Haec reactio verisimile est continuare sicut coetus hydroxyli novos generantur per reactionem, ducens ad formationem oligoalkylethyleni oxi e enotatum: Similis reactio cum 1-aziridine (aziridine) formabit aetherem aminoethyl: Cell-O-CH2-CH2-NH2 . Producta ut hydroxyethyl cellulosa, hydroxypropyl cellulosa et hydroxybutyl cellulosa sunt omnia producta epoxidationis basi catalysatae.
Formula reactionis (3) est reactionis inter Cell-OH et compositiones organicas continens vincula duplices in medio alkalino contentos, Y coetus electron-recedentes, ut CN, CONH2, vel SO3-Na+. Hodie hoc genus reactionis raro industrialiter adhibetur.
Formulae reactionis (4), eterificatio cum diazoalkane industriae nondum facta est.
- Genera aetherum cellulosum
Aethulus cellulosus potest esse monoether vel mixtus, et proprietates eius diversae sunt. Coetus hydrophilici in celluloso macromoleculo humiles substituti sunt, ut coetus hydroxyethyl, quae cum aliquo gradu aquae solubilitatem dotare possunt, cum pro coetibus hydrophobicis, ut methyl, ethyl, etc., modo moderata substitutio Excelsi gradus potest. da aquam solubilitatem quamdam productum, et productum humile tantum in aqua intumescit, vel solutione alcali diluta dissolvi potest. Cum profundis investigationibus in proprietatibus aetherum cellulosorum, aethereorum novorum cellulosorum eorumque applicationes agrorum continue excultae et productae erunt, et maxima vis incessus est lata et continenter exquisita applicatio mercatus.
Lex generalis influxus gregum in aethere mixto de proprietatibus solubilitatis est:
1) Auge materiam circulorum hydrophobici in facto ad hydrophobicitatem aetheris augendam et punctum gel deprimendum;
2) Auge materiam Circulorum hydrophilici (ut coetus hydroxyethili) ad punctum gel augendum;
3) Circulus hydroxypropyl specialis est, et proprie hydroxypropylatio gel temperatura producti deprimere potest, et gel temperies producti hydroxypropylated mediae resurrecturus est, sed altiori gradu substitutionis ad punctum gel reducendum; Ratio ob singularem catenam carbonis longitudinis structurae coetus hydroxypropyl, humilem hydroxypropylationem, vincula hydrogenii debilitavit in et inter moleculas in macromoleculo celluloso, et hydrophilicum hydroxyli in catenis ramorum. Aqua dominatur. At vero, si alte substitutio erit, polymerizationem in globo laterali erit, relativum coetus hydroxyli decrescet, hydrophobicitas augebit, et potius solubilitas minuetur.
Factio et investigatio decellulosa aetherhabet longam. Anno 1905, Suida primus retulit aetherificationem cellulosae, quae cum sulphate dimethylo methylata est. aetheres alkyl nonionicos a Lilienfeld (1912), Dreyfus (1914) et Leuchs (1920) pro aethere solubili vel oleo-solubili cellulosos, respective. Buchler et Gomberg produxit cellulosam benzyl anno 1921, carboxymethyl cellulosam a Jansen anno 1918 primum productam, et Hubertus hydroxyethyl cellulosam anno 1920 produxit. Primis annis 1920, carboxymethylcellulosus in Germania mercatus est. Ab anno 1937 ad 1938, productio industrialis MC et HEC in Iunctus Civitas facta est. Suetia productionem aquae solubilis EHEC anno 1945. Incepit, anno 1945, productio aetheris cellulosi in Europa occidentali, Civitatibus Foederatis et Iaponia celeriter dilatata. Fine anni 1957, Sinis CMC in Shanghai Celluloid Factory productus primus est. Per 2004, capacitas productionis patriae meae erit 30,000 talenta aetheris ionicae et 10,000 talentorum aetheris non-ionici. Per 2007, centum milia talentorum aetheris ionici et 40.000 talentorum aetheris Nonionic. Societates technologiae domi forisque coniunctae etiam constanter oriuntur, ac cellulosa Sinarum capacitas et gradus technicae productionis constanter augentur.
Nuper, multi monoethei cellulosi et aetherei mixti variis DS valoribus, viscositatibus, puritate et proprietatibus rheologicis continenter ortae sunt. Nunc umbilicus progressus in campo aethereorum cellulosorum est technologiam producere provectam, novam technologiam praeparare, novum apparatum, novos productos, productos summus qualitas, et technicas rationes systematicas inquirere.
Post tempus: Apr-28-2024