1 Įvadas
Šiuo metu pagrindinė žaliava, naudojama ruošiantceliuliozės eterisyra medvilnė, o jos produkcija mažėja, o kaina taip pat kyla;
Be to, dažniausiai naudojami eterifinuojantys agentai, tokie kaip chloracto rūgštis (labai toksiška) ir etileno oksidas (kancerogeninis), taip pat kenksmingesni žmogaus kūnui ir aplinkai. Knyga
Šiame skyriuje pušies celiuliozė, kurios santykinis grynumas yra daugiau kaip 90%, ekstrahuotas antrame skyriuje, naudojama kaip žaliava, o natrio chloroacetatas ir 2-chloretanoliolis naudojamas kaip pakaitalai.
Naudojant labai toksišką chloroacto rūgštį kaip eterifikuojančią medžiagą, anijonasKarboksimetil celiuliozė (CMC), buvo paruošta nejoninė hidroksietil-celiuliozė.
Celiuliozės (HEC) ir mišrių hidroksietil karboksimetil -celiuliozės (HECMC) trys celiuliozės eteriai. vienas faktorius
Trijų celiuliozės eterių paruošimo metodai buvo optimizuoti eksperimentais ir stačiakampiais eksperimentais, o susintetinti celiuliozės eteriai buvo būdingi FT-IR, XRD, H-NMR ir kt.
Celiuliozės eterifikacijos pagrindai
Celiuliozės eterifikacijos principą galima suskirstyti į dvi dalis. Pirmoji dalis yra šarmacijos procesas, tai yra, per celiuliozės šarmavimo reakciją,
Lygiai taip pat išsisklaidęs NaOH tirpale, pušies celiuliozė žiauriai išsipučia veikiant mechaniniam maišymui ir išplečiant vandenį
Į pušies celiuliozės vidų įsiskverbė į didelį kiekį mažų molekulių ir reagavo su hidroksilo grupėmis ant gliukozės struktūrinio vieneto žiedo,
Sukuria šarminį celiuliozę, aktyvų eterifikacijos reakcijos centrą.
Antroji dalis yra eterifikacijos procesas, tai yra, reakcija tarp aktyvaus centro ir natrio chloroacetato arba 2-chloretanolio šarminėmis sąlygomis, todėl atsiranda, todėl atsiranda
Tuo pačiu metu eterifinifikuojantis agentas Natrio chloroacetatas ir 2-chloretanolis taip pat gamins tam tikrą vandens laipsnį šarminėmis sąlygomis.
Šoninės reakcijos yra išspręstos generuoti atitinkamai natrio glikolatą ir etilenglikolį.
2 koncentruotas šarmo iššifravimas iš anksto apdorotas pušies celiulioze
Pirmiausia paruoškite tam tikrą NaOH tirpalo koncentraciją dejonizuotu vandeniu. Tada tam tikroje temperatūroje 2G pušies pluošto
Vitaminas ištirpsta tam tikrame NaOH tirpalo tūryje, kurį laiką maišomas, o po to filtruojamas naudoti.
Prietaisų modelio gamintojas
Tikslus pH matuoklis
Kolektoriaus tipo nuolatinė temperatūra Šildymo magnetinis maišiklis
Vakuuminė džiovinimo krosnelė
Elektroninė pusiausvyra
Cirkuliacinio vandens tipo universalus vakuuminis siurblys
Furjė transformacijos infraraudonųjų spindulių spektrometras
Rentgeno spindulių difraktometras
Branduolinio magnetinio rezonanso spektrometras
„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“
Šveicarijos kompanija „Bruker“
35
CMC paruošimas
Naudojant pušies medienos šarmų celiuliozę
CMC su aukštesniu DS buvo paruoštas du kartus pridedant šarmų, o du kartus - eterificing agent. Į keturių kaklo kolbą įpilkite 2 g pušies medienos šarminio celiuliozės, tada įpilkite tam tikro tūrio etanolio tirpiklio ir gerai išmaišykite 30 min.
apie, kad šarminė celiuliozė būtų visiškai išsklaidyta. Tada įpilkite tam tikro kiekio šarminio agento ir natrio chloroacetato, kad galėtumėte reaguoti tam tikrą laiką tam tikroje eterifikacijos temperatūroje
Po laiko antras šarminio agento ir natrio chloroacetato pridėjimas, po kurio tam tikrą laiką sekė eterifikacija. Pasibaigus reakcijai, atvėsinkite ir atvėsinkite, tada
Neutralizuokite tinkamą ledyninės acto rūgšties kiekį, tada siurbimo filtrą, nuplaukite ir išdžiovinkite.
HEC paruošimas
Naudojant pušies medienos šarmų celiuliozę
HEC su aukštesne MS buvo paruošta du kartus pridedant šarvų ir du kartus pridedant „Alkali“ ir eterifikuojantį agentą. Į keturių kaklo kaklo kolbą įpilkite 2 g pušies medienos šarminio celiuliozės ir įpilkite tam tikro 90% (tūrio frakcijos) etanolio, maišykite, maišykite
Išmaišykite tam tikrą laiką, kad visiškai išsisklaidytumėte, tada įpilkite tam tikro kiekio šarmų ir lėtai įkaiskite, įpilkite tam tikro tūrio 2-
Chloroetanolio, eterizuojančio pastovioje temperatūroje, tam tikrą laiką, o po to pridėjo likusį natrio hidroksidą ir 2-chloroetanolį, kad tam tikrą laiką tęstų eterifikaciją. gydyti
Baigę reakciją, neutralizuokite tam tikru ledyninės acto rūgšties kiekiu ir galiausiai filtruokite stiklo filtru (G3), plaukite ir išdžiovinkite.
HEMCC paruošimas
Naudojant HEC, paruoštą 3.2.3.4 kaip žaliavą
HECMC. Konkretus procesas yra toks: Paimkite tam tikrą HEC kiekį, įdėkite jį į 100 ml keturių kaklo kolbos ir pridėkite tam tikrą kiekį tūrio
90% etanolio, mechaniškai išmaišykite tam tikrą laiką
Natrio chloroacetatas, eterifikacija esant pastovioje temperatūroje baigiasi po tam tikro laikotarpio. Baigę reakciją, neutralizuokite ją naudodami ledyninę acto rūgštį, kad ją neutralizuotumėte, tada naudokite stiklo filtrą (G3)
Po siurbimo filtravimo, skalbimo ir džiovinimo.
Celiuliozės eterių valymas
Celiuliozės eterio paruošimo procese dažnai gaminami kai kurie šalutiniai produktai, daugiausia neorganinis natrio chlorido druskos chloridas ir kai kurie kiti
. Norint pagerinti celiuliozės eterio kokybę, buvo atliktas paprastas gryninimas gautame celiuliozės eteryje. Nes jie yra vandenyje
Yra skirtingas tirpumas, todėl eksperimentui naudojama tam tikra tūrio hidratuoto etanolio dalis, kad būtų galima išvalyti paruoštus tris celiuliozės eterius.
pakeisti.
Įdėkite celiuliozės eterio mėginį, paruoštą tam tikra kokybe, į stiklinę, įpilkite tam tikro 80% etanolio, kuris buvo pašildytas iki 60 ℃ ~ 65 ℃, kiekį ir palaiko mechaninį maišymą 60 ℃ ~ 65 ℃ ant pastovios temperatūros kaitinimo magnetinio maišytuvo 10 ℃. min. Paimkite supernatantą, kad išdžiūtų
Švarioje stiklinėje naudokite sidabrinį nitratą, kad patikrintumėte chlorido jonus. Jei yra baltos nuosėdos, filtruokite per stiklinį filtrą ir paimkite kietą medžiagą
Pakartokite ankstesnius kūno dalies veiksmus, kol filtratas, pridėjus 1 lašą AGNO3 tirpalo, neturi baltų nuosėdų, tai yra, gryninimas ir plovimas baigtas.
36
į (daugiausia norint pašalinti šalutinio produkto NaCl reakciją). Po siurbimo filtravimo, džiovinimo, vėsinimo iki kambario temperatūros ir svėrimo.
Mišios, g.
Celiuliozės eterių bandymo ir apibūdinimo metodai
Pakaitalo laipsnio (DS) ir molinio pakeitimo laipsnio nustatymas (MS)
DS nustatymas: Pirmiausia, sverikite 0,2 g (tikslios iki 0,1 mg) išgryninto ir džiovinto celiuliozės eterio mėginio, ištirpinkite jį į vidų
80 ml distiliuoto vandens, išmaišytas pastovioje temperatūros vandens vonioje esant 30 ℃ ~ 40 ℃ 10 min. Tada sureguliuokite su sieros rūgšties tirpalu arba NaOH tirpalu
Tirpalo pH, kol tirpalo pH bus 8. Tada stiklainyje su pH matuoklio elektrodu naudokite standartinį sieros rūgšties tirpalą
Titrate, maišant sąlygas, stebėkite pH matuoklio rodmenis titruodami, kai tirpalo pH vertė sureguliuojama iki 3,74,
Titravimas baigiasi. Atkreipkite dėmesį į sieros rūgšties standartinio tirpalo tūrį, naudojamą šiuo metu.
Karta:
Viršutinių protonų skaičių ir hidroksietilo grupės suma
Viršutinių protonų skaičiaus santykis; I7 yra metileno grupės masė hidroksietil grupėje
Protono rezonanso smailės intensyvumas; yra 5 metiino grupių protonų rezonanso smailės intensyvumas ir viena metileno grupė ant celiuliozės gliukozės vieneto
Suma.
Trijų celiuliozės eterių CMC, HEC ir HEECMC infraraudonųjų spindulių apibūdinimo bandymo bandymo metodai aprašyti.
Įstatymas
3.2.4.3 XRD testas
Rentgeno difrakcijos analizės apibūdinimo testas trijų celiuliozės eteriams CMC, HEC ir HEECMC
Aprašytas bandymo metodas.
3.2.4.4 H-NMR bandymas
HEC H NMR spektrometras buvo matuojamas „AVANCE400 H NMR“ spektrometru, kurį sukūrė Brukeris.
Naudojant deuteruotą dimetilsulfoksidą kaip tirpiklį, tirpalas buvo patikrintas skysto vandenilio NMR spektroskopija. Bandymo dažnis buvo 75,5MHz.
Šilta, tirpalas yra 0,5 ml.
3.3 Rezultatai ir analizė
3.3.1 CMC paruošimo proceso optimizavimas
Naudojant pušies celiuliozę, ekstrahuotą antrame skyriuje kaip žaliavą, ir naudojant natrio chloroacetatą kaip eterificing agentūrą, buvo pritaikytas vieno faktoriaus eksperimento metodas,
Buvo optimizuotas CMC paruošimo procesas, o pradiniai eksperimento kintamieji buvo nustatyti, kaip parodyta 3.3 lentelėje. Toliau pateiktas HEC paruošimo procesas
Dailėje analizė įvairių veiksnių.
3.3 lentelė
Faktoriaus pradinė vertė
Išankstinis apdorojimas šarmuojanti temperatūra/℃ 40
Išankstinio apdorojimo šarmavimas/H 1
Išankstinio apdorojimo kietojo skysčio santykis/(g/ml) 1:25
Išankstinio apdorojimo šarvų koncentracija/% 40
38
Pirmojo etapo eterifikacijos temperatūra/℃ 45
Pirmojo etapo eterifikacijos laikas/h 1
Antrojo etapo eterifikacijos temperatūra/℃ 70
Antrojo etapo eterifikacijos laikas/h 1
Bazinė dozė eterifikacijos etape/g 2
Eterinimo agento kiekis etape/g 4.3 4.3
Eterifikuotas kietojo skysčio santykis/(g/ml) 1:15
3.3.1.1 Įvairių veiksnių įtaka CMC pakeitimo laipsniui išankstinio apdorojimo šarmavimo stadijoje
1. Išankstinio apdorojimo šarmo temperatūros poveikis CMC pakeitimo laipsniui
Siekiant apsvarstyti išankstinio apdorojimo šarmavimo temperatūros poveikį gauto CMC pakeitimo laipsniui, jei būtų nustatyta kiti veiksniai kaip pradinės vertės,
Esant sąlygoms, aptariamas išankstinio apdorojimo šarmo temperatūros poveikis CMC pakaitinio laipsnio laipsniui, o rezultatai parodyti Fig.
Išankstinis apdorojimas šarmuojanti temperatūra/℃
Išankstinio apdorojimo temperatūros poveikis CMC pakaitinio laipsnio laipsniui
Galima pastebėti, kad CMC pakeitimo laipsnis padidėja padidėjus išankstiniam apdorojimo šarmo temperatūrai, o šarmacijos temperatūra yra 30 ° C.
Aukščiau nurodyti pakeitimo laipsniai mažėja didėjant temperatūrai. Taip yra todėl, kad šarmuojanti temperatūra yra per žema, o molekulės yra mažiau aktyvios ir negali
Efektyviai sunaikinkite kristalinį celiuliozės plotą, todėl eterifinifikuojančiam agentui sunku patekti į celiuliozės vidų eterifikacijos stadijoje, o reakcijos laipsnis yra palyginti didelis.
Žemas, todėl produkto pakeitimas yra mažesnis. Tačiau šarmo temperatūra neturėtų būti per aukšta. Kylant temperatūrai, veikiant aukštai temperatūrai ir stipriems šarmams,
Celiuliozė linkusi į oksidacinį skilimą, o produkto pakeitimo laipsnis CMC mažėja.
2. Išankstinio apdorojimo šarminimo laiko įtaka CMC pakeitimo laipsniui
Esant sąlygoms, kad išankstinio apdorojimo šarmo temperatūra yra 30 ° C, o kiti veiksniai yra pradinės vertės, aptariamas išankstinio apdorojimo šarmavimo laiko poveikis CMC.
Pakaitalo poveikis. Pakaitalo laipsnis
Išankstinio apdorojimo šarmavimo laikas/h
Išankstinio apdorojimo šarminimo laiko poveikisCMCPakaitalo laipsnis
Pats išsiplėtimo procesas yra gana greitas, tačiau šarminiam tirpalui reikia tam tikro difuzijos laiko pluošte.
Galima pastebėti, kad kai šarmavimo laikas yra 0,5–1,5 val., Produkto pakeitimo laipsnis padidėja didėjant šarmavimo laikui.
Gauto produkto pakeitimo laipsnis buvo aukščiausias, kai laikas buvo 1,5 val., O pakeitimo laipsnis sumažėjo, kai laikas padidėjo po 1,5 val. Tai gali
Taip gali būti todėl
Pagrindinė struktūra yra labiau atsipalaidavusi, padidindama eterifikuojančią agentą ir aktyvią terpę
Pašto laikas: 2014 m. Balandžio 26 d