1 Ievads
Pašlaik galvenā izejviela, ko izmanto, sagatavojotcelulozes ēterisir kokvilna, un tās izlaide samazinās, un arī cena pieaug;
Turklāt parasti izmantotie ēterizējošie līdzekļi, piemēram, hloretiķskābe (ļoti toksisks) un etilēnoksīds (kancerogēns), ir arī kaitīgāki cilvēka ķermenim un videi. Grāmata
Šajā nodaļā priežu celuloze ar relatīvo tīrību vairāk nekā 90%, kas iegūta otrajā nodaļā, tiek izmantota kā izejviela, un nātrija hloracetāta un 2-hloretanolu izmanto kā aizstājējus.
Izmantojot ļoti toksisku hloretiķskābi kā ēterificējošu līdzekli, anjonukarboksimetilceluloze (CMC), tika sagatavota nejonu hidroksietil celuloze.
Celuloze (HEC) un jaukts hidroksietilboksimetil celulozes (HECMC) trīs celulozes ēteri. viens faktors
Trīs celulozes ēteru sagatavošanas metodes tika optimizētas, izmantojot eksperimentus un ortogonālus eksperimentus, un sintezētajiem celulozes eteriem raksturoja FT-IR, XRD, H-NMR utt.
Celulozes ēterifikācijas pamati
Celulozes ēterifikācijas principu var iedalīt divās daļās. Pirmā daļa ir sārma
Vienmērīgi izkliedēts NaOH šķīdumā, priežu celuloze vardarbīgi uzbriest mehāniskas maisīšanas darbībā un ar ūdens izplešanos
Liels daudzums NaOH mazu molekulu iekļūst priežu celulozes iekšpusē un reaģēja ar hidroksilgrupām uz glikozes struktūras vienības gredzena,
Ģenerē sārmu celulozi, aktīvo ēterifikācijas reakcijas centru.
Otrā daļa ir ēterifikācijas process, tas ir, reakcija starp aktīvo centru un nātrija hloracetātu vai 2-hloretanolu sārmainos apstākļos, kā rezultātā rodas
Tajā pašā laikā ēterificējošais līdzeklis nātrija hloracetāts un 2-hloretanols arī radīs noteiktu ūdens pakāpi sārmainā apstākļos.
Sānu reakcijas tiek izšķirtas, lai attiecīgi radītu nātrija glikolātu un etilēnglikolu.
2 koncentrēta sārmu atšifrēšana priežu celulozes priekšapstrāde
Vispirms sagatavojiet noteiktu NaOH šķīduma koncentrāciju ar dejonizētu ūdeni. Tad noteiktā temperatūrā 2G priedes šķiedras
Vitamīnu izšķīdina noteiktā NaOH šķīduma tilpumā, kādu laiku maisa un pēc tam filtrē lietošanai.
Instrumentu modeļa ražotājs
Precizācijas pH mērītājs
Kolektora tipa nemainīgas temperatūras sildīšanas magnētiskais maisītais
Vakuuma žāvēšana
Elektroniskais līdzsvars
Cirkulējošs ūdens tipa daudzfunkcionāls vakuuma sūknis
Furjē transformācijas infrasarkanā spektrometrs
Rentgena difraktometrs
Kodolmagnētiskās rezonanses spektrometrs
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
Šveices uzņēmums Bruker
35
CMC sagatavošana
Izmantojot priedes koka sārmu celulozi, kuru iepriekš apstrādāja ar koncentrētu sārmu atšifrēšanu kā izejvielu, etanolu izmantojot šķīdinātāju un izmantojot nātrija hloracetātu kā ēterifikāciju
CMC ar augstāku DS tika sagatavots, divreiz pievienojot sārmus un divreiz ēterizējošais aģents. Pievienojiet 2G priedes koka sārmu celulozes četrkaktu kolbā, pēc tam pievienojiet noteiktu tilpumu etanola šķīdinātāja un labi samaisiet 30 minūtes
apmēram tā, ka sārmu celuloze ir pilnībā izkliedēta. Pēc tam pievienojiet noteiktu daudzumu sārmu līdzekļa un nātrija hloracetāta, lai noteiktu laiku reaģētu noteiktā ēterifikācijas temperatūrā
Pēc laika otrais sārma līdzeklis un nātrija hloracetāta pievienošana, kam seko ēterifikācija uz noteiktu laiku. Pēc tam, kad reakcija ir beigusies, atdzesējiet un atdzesējiet, tad
Neitralizējiet ar atbilstošu daudzumu ledāja etiķskābes, pēc tam iesūkšanas filtru, mazgājiet un nožūst.
HEC sagatavošana
Izmantojot priežu koka sārmu celulozi, kas iepriekš apstrādāta ar koncentrētu sārmu atšifrēšanu kā izejvielu, etanolu kā šķīdinātāju un 2-hloretanolu kā ēterifikāciju
HEC ar augstāku MS tika sagatavots, divreiz pievienojot sārmu un divreiz ēterizējošais aģents. Pievienojiet 2G priedes koka sārmu celulozes četru kaklu kolbā un pievienojiet noteiktu 90% (tilpuma frakcijas) etanola tilpumu, maisiet
Maisiet kādu laiku, lai pilnībā izkliedētu, pēc tam pievienotu noteiktu daudzumu sārmu un lēnām uzkarsē, pievienojiet noteiktu 2- tilpumu 2-
Hloretanols, ēterificēts pastāvīgā temperatūrā kādu laiku un pēc tam pievienoja atlikušo nātrija hidroksīdu un 2-hloretanolu, lai noteiktu laiku turpinātu ēterifikāciju. ārstēt
Pēc reakcijas pabeigšanas neitralizējiet ar noteiktu daudzumu ledāja etiķskābes un visbeidzot filtrē ar stikla filtru (G3), mazgājiet un nožūst.
HEMCC sagatavošana
Izmantojot HEC, kas sagatavots 3.2.3.4. Kā izejvielu, etanolu kā reakcijas barotni un nātrija hloracetātu kā ēterizējošo līdzekli, lai sagatavotos
Hecmc. Konkrētais process ir šāds: ņemiet noteiktu HEC daudzumu, ievietojiet to 100 ml četru kaklu kolbā un pēc tam pievienojiet noteiktu daudzumu apjoma
90% etanola, mehāniski maisa uz noteiktu laiku, lai padarītu to pilnībā izkliedētu, pēc sildīšanas pievienotu noteiktu daudzumu sārmu un lēnām pievienotu
Nātrija hloracetāts, ēterifikācija pastāvīgā temperatūrā beidzas pēc laika. Pēc reakcijas pabeigšanas neitralizējiet to ar ledāja etiķskābi, lai to neitralizētu, pēc tam izmantojiet stikla filtru (G3)
Pēc sūkšanas filtrēšanas, mazgāšanas un žāvēšanas.
Celulozes ēteru attīrīšana
Celulozes ētera sagatavošanas procesā bieži tiek ražoti daži blakusprodukti, galvenokārt neorganiskais sāls nātrija hlorīds un daži citi
piemaisījumi. Lai uzlabotu celulozes ētera kvalitāti, iegūtajā celulozes ēterī tika veikta vienkārša attīrīšana. jo viņi ir ūdenī
Ir atšķirīga šķīdība, tāpēc eksperimentā tiek izmantota noteikta hidratēta etanola tilpuma daļa, lai attīrītu sagatavotos trīs celulozes eterus.
pārmaiņas.
Novietojiet celulozes ētera paraugu, kas sagatavots ar noteiktu kvalitāti vārglāzē, pievienojiet noteiktu 80% etanola daudzumu, kas ir uzkarsēts līdz 60 ℃ ~ 65 ℃, un uzturiet mehānisku maisīšanu pie 60 ℃ ~ 65 ℃ uz nemainīgu temperatūras sildīšanas magnētisko maisījumu 10 ℃. min. Paņemiet supernatantu, lai nožūtu
Tīrā vārglāzē izmantojiet sudraba nitrātu, lai pārbaudītu hlorīda jonu. Ja ir baltas nogulsnes, filtrējiet to caur stikla filtru un paņemiet cietu
Atkārtojiet iepriekšējās ķermeņa daļas darbības, līdz filtrātam pēc 1 piliena Agno3 šķīduma pievienošanas nav baltu nogulsnes, tas ir, attīrīšana un mazgāšana ir pabeigta.
36
(galvenokārt, lai noņemtu reakcijas blakusproduktu NaCl). Pēc sūkšanas filtrēšanas, žāvēšanas, dzesēšanas līdz istabas temperatūrai un svēršanai.
Mise, g.
Celulozes ēteru testa un raksturošanas metodes
Aizvietošanas pakāpes (DS) pakāpes noteikšana un aizvietošanas pakāpe (MS)
DS noteikšana: Pirmkārt, sveriet 0,2 g (precīzi līdz 0,1 mg) attīrītā un žāvētā celulozes ētera parauga, izšķīdina to
80 ml destilēta ūdens, maisot nemainīgā temperatūras ūdens vannā pie 30 ℃ ~ 40 ℃ 10 minūtes. Pēc tam noregulēt ar sērskābes šķīdumu vai NaOH šķīdumu
šķīduma pH, līdz šķīduma pH ir 8. Pēc tam vārglāzē, kas aprīkota ar pH metra elektrodu, izmantojiet sērskābes standarta šķīdumu
Lai titrētu, maisītos apstākļos novērojiet pH mērītāja rādījumu, kad titrējot, kad šķīduma pH vērtība tiek pielāgota līdz 3,74,
Titrēšana beidzas. Ņemiet vērā šajā laikā izmantotā sērskābes standarta šķīduma tilpumu.
Paaudze:
Augšējo protonu skaitļu un hidroksietilgrupas summa
Augšējo protonu skaita attiecība; I7 ir metilēna grupas masa hidroksietilgrupā
Protonu rezonanses pīķa intensitāte; ir 5 metīna grupu un vienas metilēna grupas protonu rezonanses pīķa intensitāte celulozes glikozes vienībā
Summa.
Triju celulozes ēteru CMC, HEC un HECMC triju celulozes ēteru infrasarkanā raksturojuma pārbaudei aprakstītas testa metodes
Likums
3.2.4.3 XRD tests
Rentgenstaru difrakcijas analīze trīs celulozes ēteru CMC, HEC un HECMC raksturojuma tests
aprakstītā testa metode.
3.2.4.4. H-NMR pārbaude
HEC H NMR spektrometrs tika mērīts ar Avance400 H NMR spektrometru, ko ražo Bruker.
Izmantojot šķīdinātāju, izmantojot deuterētu dimetilsulfoksīdu, šķīdumu pārbaudīja ar šķidru ūdeņraža NMR spektroskopiju. Pārbaudes frekvence bija 75,5MHz.
Silts, šķīdums ir 0,5 ml.
3.3 Rezultāti un analīze
3.3.1. CMC sagatavošanas procesa optimizācija
Izmantojot priežu celulozi, kas ekstrahēta otrajā nodaļā kā izejviela, un kā nātrija hloracetātu kā ēterinošo līdzekli tika pieņemta viena faktora eksperimenta metode,
CMC sagatavošanas process tika optimizēts, un eksperimenta sākotnējie mainīgie tika iestatīti, kā parādīts 3.3. Tabulā. Šis ir HEC sagatavošanas process
Mākslā dažādu faktoru analīze.
3.3. Tabula Sākotnējās faktora vērtības
Koeficienta sākotnējā vērtība
Iepriekšējas apstrādes sārmainā temperatūra/℃ 40
Iepriekšējas apstrādes sārmainā laiks/h 1
Pirms apstrādes cietās šķidruma attiecība/(g/ml) 1:25
Pirms apstrādes sārma koncentrācija/% 40
38
Pirmā posma ēterifikācijas temperatūra/℃ 45
Pirmās pakāpes ēterifikācijas laiks/h 1
Otrā posma ēterifikācijas temperatūra/℃ 70
Otrā posma ēterifikācijas laiks/h 1
Bāzes deva ēterifikācijas posmā/g 2
Ēterificējošā aģenta summa ēterifikācijas posmā/g 4.3
Ēterificēta cietvielu un šķidruma attiecība/(g/ml) 1:15
3.3.1.1. Dažādu faktoru ietekme uz CMC aizvietošanas pakāpi sārmēšanas stadijā pirms apstrādes
1. Sārmības temperatūras pirmapstrādes temperatūras ietekme uz CMC aizstāšanas pakāpi
Lai apsvērtu iepriekšējas apstrādes sārmizācijas temperatūras ietekmi uz aizstāšanas pakāpi iegūtajā CMC gadījumā, ja citus faktorus fiksē kā sākotnējās vērtības,
Apstākļos tiek apspriesta iepriekšējās apstrādes sārmizācijas temperatūras ietekme uz CMC aizvietošanas pakāpi, un rezultāti ir parādīti attēlā.
Iepriekšējas apstrādes sārmainā temperatūra/℃
Sārmības temperatūras ietekme uz CMC aizstāšanas pakāpi
Var redzēt, ka CMC aizstāšanas pakāpe palielinās, paaugstinoties iepriekšējās apstrādes sārmācijas temperatūrai, un sārmības temperatūra ir 30 ° C.
Iepriekš minētās aizvietošanas pakāpes samazinās, paaugstinoties temperatūrai. Tas notiek tāpēc, ka sārmojošā temperatūra ir pārāk zema, un molekulas ir mazāk aktīvas un nespēj
Efektīvi iznīciniet celulozes kristālisko laukumu, kas ēterinējošajam līdzeklim apgrūtina ieeju celulozes iekšpusē ēterifikācijas posmā, un reakcijas pakāpe ir salīdzinoši augsta.
zems, kā rezultātā rodas zemāka produktu aizstāšanas pakāpe. Tomēr sārmības temperatūrai nevajadzētu būt pārāk augstai. Palielinoties temperatūrai, ar augstu temperatūru un spēcīgu sārmu,
Celuloze ir pakļauta oksidatīvai sadalīšanai, un samazinās produkta CMC aizstāšanas pakāpe.
2. Sārminizācijas laika pirmapstrādes laika ietekme uz CMC aizstāšanas pakāpi
Ar nosacījumu, ka sārma pirms apstrādes temperatūra ir 30 ° C un citi faktori ir sākotnējās vērtības, tiek apspriesta iepriekšējās apstrādes sārmainības laika ietekme uz CMC.
Aizstāšanas ietekme. Aizstāšanas pakāpe
Iepriekšējas apstrādes sārmainā laiks/h
Iepriekšējas apstrādes sārminizācijas laika ietekme uzCmcaizvietošanas grāds
Pats sajukšanas process ir samērā ātrs, bet sārmu risinājumam ir nepieciešams noteikts šķiedras difūzijas laiks.
Var redzēt, ka tad, kad sārmainības laiks ir 0,5–1,5h, produkta aizstāšanas pakāpe palielinās, palielinoties sārmainības laikam.
Iegūtā produkta aizstāšanas pakāpe bija visaugstākā, kad laiks bija 1,5 stundas, un aizstāšanas pakāpe samazinājās, palielinoties laika palielināšanai pēc 1,5 stundām. Tas var
Tas var būt tāpēc, ka sārma sākumā, pagarinot sārmu, sārmu infiltrācija celulozei ir pietiekamāka, lai šķiedra
Galvenā struktūra ir mierīgāka, palielinot ēterificējošo līdzekli un aktīvo vidi
Pasta laiks: Apr-26-2024