1. Fitsipika sy fanomanana ny cellulose etera
Ny sary 1 dia mampiseho ny rafitra mahazatra amin'ny etera cellulose. Ny vondrona bD-anhydroglucose tsirairay (ny singa miverimberina amin'ny cellulose) dia manolo vondrona iray amin'ny toerana C (2), C (3) ary C (6), izany hoe mety misy vondrona etera telo. Noho ny intra-chain sy inter-chain fatorana hydrogen nycellulose macromolecules, sarotra levona anaty rano ary saika solvent organika rehetra. Ny fampidirana ireo vondrona etera amin'ny alàlan'ny etherification dia manimba ny fatoran'ny hydrogène intramolecular sy intermolecular, manatsara ny hydrophilicity, ary manatsara ny fampandehanana azy amin'ny media rano.
Ny substituents etherified mahazatra dia vondrona alkoxy ambany lanja molekiola (1 hatramin'ny atoma karbônina 4) na vondrona hydroxyalkyl, izay mety ho solon'ny vondrona miasa hafa toy ny carboxyl, hydroxyl na vondrona amino. Ny substituents dia mety ho iray, roa na maromaro samihafa. Miaraka amin'ny rojo macromolecular cellulose, ny vondrona hydroxyl amin'ny toerana C (2), C (3) ary C (6) isaky ny vondrona glucose dia soloina amin'ny ampahany samihafa. Raha ny marina, ny cellulose etera amin'ny ankapobeny dia tsy manana rafitra simika voafaritra, afa-tsy ireo vokatra izay soloina tanteraka amin'ny karazana vondrona iray (ireo vondrona hydroxyl telo dia soloina). Ireo vokatra ireo dia tsy azo ampiasaina afa-tsy amin'ny famakafakana sy fikarohana momba ny laboratoara, ary tsy misy vidiny ara-barotra.
(a) Ny rafitra ankapoben'ny singa anhydroglucose roa amin'ny rojo molekiolan'ny etera cellulose, R1~R6=H, na singa organika;
b) Sombiny rojo molekiola amin'ny carboxymethylhydroxyethyl cellulose, ny mari-pahaizana fanoloana ny carboxymethyl dia 0,5, ny mari-pahaizana fanoloana ny hydroxyethyl dia 2,0, ary ny ambaratonga fanoloana ny molar dia 3,0. Ity rafitra ity dia maneho ny haavon'ny fanoloana antonony amin'ny vondrona etherified, fa ny mpisolo toerana dia kisendrasendra.
Ho an'ny mpisolo toerana tsirairay, ny totalin'ny etherification dia aseho amin'ny haavon'ny sanda DS fanoloana. Ny isan'ny DS dia 0 ~ 3, izay mitovy amin'ny salan'isa isan'ny vondrona hydroxyl nosoloina vondrona etherification isaky ny vondrona anhydroglucose.
Ho an'ny eteran'ny cellulose hydroxyalkyl, ny fanehoan-kevitry ny fanoloana dia hanomboka ny etherification avy amin'ny vondrona hydroxyl maimaim-poana vaovao, ary ny haavon'ny fanoloana dia azo faritana amin'ny sanda MS, izany hoe ny mari-pahaizana molar amin'ny fanoloana. Izy io dia maneho ny salan'isan'ny mole amin'ny reactant eterifying izay ampiana isaky ny vondrona anhydroglucose. Ny reactant mahazatra dia oxide ethylene ary ny vokatra dia manana substituent hydroxyethyl. Ao amin'ny sary 1, ny sandan'ny MS ny vokatra dia 3.0.
Ara-teorika, tsy misy fetra ambony ny sandan'ny MS. Raha fantatra ny sandan'ny DS amin'ny ambaratonga fanoloana isaky ny vondrona gliokaozy, ny halavan'ny rojo antonony amin'ny rojo etera amin'ny lafiny sasany dia matetika mampiasa ny ampahany betsaka (wt%) amin'ny vondrona etherification samihafa (toy ny -OCH3 na -OC2H4OH) mba hanehoana ny haavon'ny fanoloana sy ny mari-pahaizana fa tsy ny soatoavina DS sy MS. Ny ampahany betsaka amin'ny vondrona tsirairay sy ny sandany DS na MS dia azo ovaina amin'ny kajy tsotra.
Ny ankamaroan'ny etera cellulose dia polymère tsy mety levona anaty rano, ary ny sasany dia levona amin'ny solvents organika ihany koa. Ny cellulose etera dia manana ny toetran'ny fahombiazana ambony, ny vidiny ambany, ny fanodinana mora, ny poizina ambany ary ny karazany maro, ary mbola miitatra ny fangatahana sy ny fampiharana. Amin'ny maha-mpanampy mpanampy azy, ny cellulose etera dia manana fahafahana lehibe hampiasaina amin'ny sehatra indostrialy isan-karazany. dia azo alaina amin'ny MS / DS.
Ny etera cellulose dia sokajiana araka ny firafitry ny simika ny substituents ho anionic, cationic ary nonionic etera. Ny etera nonionic dia azo zaraina ho vokatra azo levona anaty rano sy vokatra azo levona amin'ny menaka.
Ny vokatra efa vita indostrialy dia voatanisa ao amin'ny tapany ambony amin'ny tabilao 1. Ny tapany ambany amin'ny tabilao 1 dia mitanisa vondrona etherification fantatra, izay tsy mbola lasa vokatra ara-barotra manan-danja.
Ny filaharan'ny fanafohezana ny solon'ny etera mifangaro dia azo omena anarana araka ny filaharan'ny abidia na ny haavon'ny DS (MS) tsirairay avy, ohatra, ho an'ny 2-hydroxyethyl methylcellulose, ny fanafohezana dia HEMC, ary azo soratana ho MHEC ihany koa. manasongadina ny methyl substituent.
Ny vondrona hydroxyl amin'ny cellulose dia tsy mora idirana amin'ny alàlan'ny etherification agents, ary ny fizotran'ny etherification dia matetika atao amin'ny toe-javatra alkaline, amin'ny ankapobeny amin'ny fampiasana vahaolana misy rano NaOH. Ny cellulose dia miforona voalohany amin'ny cellulose alkali mivonto miaraka amin'ny vahaolana aqueous NaOH, ary avy eo dia mandalo fanehoan-kevitra etherification miaraka amin'ny mpandraharaha etherification. Mandritra ny famokarana sy ny fanomanana ny eterô mifangaro dia tokony hampiasaina amin'ny fotoana mitovy ny karazana eterification samihafa, na ny eterification dia tokony hatao tsikelikely amin'ny alàlan'ny famahanana tsy tapaka (raha ilaina). Misy karazana fanehoan-kevitra efatra ao amin'ny etherification ny cellulose, izay nofintinin'ny formula reaction (cellulosic dia nosoloina Cell-OH) toy izao manaraka izao:
Ny Equation (1) dia mamaritra ny fihetsiky ny etherification Williamson. RX dia estera asidra inorganika, ary X dia halogen Br, Cl na ester asidra solifara. Ny chloride R-Cl dia matetika ampiasaina amin'ny indostria, ohatra, methyl chloride, ethyl chloride na asidra chloroacetic. Ny habetsaky ny base stoichiometric dia lanina amin'ny fanehoan-kevitra toy izany. Ny vokatra indostrialy cellulose etera methyl cellulose, ethyl cellulose ary carboxymethyl cellulose dia vokatry ny fihetsiketsehan'ny Williamson etherification.
Ny formula réaction (2) dia ny fanehoan-kevitra fanampiny amin'ny epoxides catalyzed base (toy ny R=H, CH3, na C2H5) sy ny vondrona hydroxyl amin'ny molekiola cellulose nefa tsy mandany fototra. Ity fanehoan-kevitra ity dia mety hitohy satria misy vondrona hydroxyl vaovao miforona mandritra ny fanehoan-kevitra, mitarika amin'ny fiforonan'ny oligoalkylethylene oxide rojo: Ny fanehoan-kevitra mitovy amin'ny 1-aziridine (aziridine) dia hamorona aminoethyl etera: Cell-O-CH2-CH2-NH2 . Ny vokatra toy ny hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose ary hydroxybutyl cellulose dia vokatra avy amin'ny epoxidation catalyzed fototra.
Reaction formula (3) dia ny fanehoan-kevitra eo amin'ny Cell-OH sy ny organika kanto misy fatorana roa mavitrika ao amin'ny alkaline medium, Y dia electron-misintona vondrona, toy ny CN, CONH2, na SO3-Na +. Amin'izao fotoana izao, ity karazana fanehoan-kevitra ity dia zara raha ampiasaina amin'ny indostria.
Ny formula réaction (4), ny etherification miaraka amin'ny diazoalkana dia tsy mbola natao indostrialy.
- Karazana etera cellulose
Ny etera cellulose dia mety ho monoether na etera mifangaro, ary tsy mitovy ny fananany. Misy vondrona hydrophilic ambany substituted ao amin'ny macromolecule cellulose, toy ny vondrona hydroxyethyl, izay afaka manome ny vokatra amin'ny ambaratonga sasany ny rano solubility, raha ho an'ny vondrona hydrophobic, toy ny methyl, ethyl, sns, afa-tsy fanoloana antonony Avo ny haavony. Omeo rano ny vokatra, ary ny vokatra azo soloina ambany dia mibontsina ao anaty rano fotsiny na azo levona amin'ny vahaolana alkali. Miaraka amin'ny fikarohana lalina momba ny fananan'ny cellulose ethers, ny cellulose ethers vaovao sy ny sehatry ny fampiharana azy dia hivoatra sy hamokatra hatrany, ary ny hery lehibe indrindra dia ny tsenan'ny fampiharana malalaka sy voadio tsy tapaka.
Ny lalàna ankapobeny momba ny fiantraikan'ny vondrona amin'ny etera mifangaro amin'ny fananana solubility dia:
1) Ampitomboy ny votoatin'ny vondrona hydrophobic ao amin'ny vokatra mba hampitombo ny hydrophobicity ny etera sy hampidina ny gel teboka;
2) Ampitomboy ny votoatin'ny vondrona hydrophilic (toy ny vondrona hydroxyethyl) mba hampitombo ny teboka gel;
3) Ny vondrona hydroxypropyl dia manokana, ary ny hydroxypropylation araka ny tokony ho izy dia mety hampidina ny mari-pana gel amin'ny vokatra, ary ny mari-pana gel amin'ny vokatra hydroxypropylated antonony dia hiakatra indray, fa ny fanoloana avo lenta dia hampihena ny teboka gel; Ny anton'izany dia noho ny firafitry ny halavan'ny rojo karbaona manokana ao amin'ny vondrona hydroxypropyl, ny hydroxypropylation ambany, ny fatorana hidrôzenina malemy ao anaty sy eo anelanelan'ny molekiola ao amin'ny macromolecule cellulose, ary ny vondrona hydroxyl hydrophilic amin'ny rojo sampana. Manjaka ny rano. Amin'ny lafiny iray, raha ambony ny fanoloana, dia hisy polymerization amin'ny vondrona andaniny, hihena ny votoatin'ny vondrona hydroxyl, hitombo ny hydrophobicity, ary hihena ny solubility.
Ny famokarana sy ny fikarohana nycellulose eteramanana tantara lava. Tamin'ny 1905, Suida dia nitatitra voalohany ny eterification ny cellulose, izay methylated amin'ny dimethyl sulfate. Ny alkyl eter nonionic dia natsangan'i Lilienfeld (1912), Dreyfus (1914) ary Leuchs (1920) ho an'ny etera cellulose mety levona anaty rano na menaka. Buchler sy Gomberg dia namokatra benzyl cellulose tamin'ny 1921, carboxymethyl cellulose dia novokarin'i Jansen voalohany tamin'ny 1918, ary Hubert dia namokatra hydroxyethyl cellulose tamin'ny taona 1920. Tany am-piandohan'ireo taona 1920, carboxymethylcellulose dia natao ara-barotra tany Alemaina. Nanomboka tamin'ny 1937 ka hatramin'ny 1938, ny famokarana indostrialy ny MC sy HEC dia tanteraka tany Etazonia. Nanomboka ny famokarana EHEC tsy mety levona anaty rano i Soeda tamin'ny 1945. Taorian'ny 1945, dia nitombo haingana tany Eoropa Andrefana, Etazonia ary Japon ny famokarana etera cellulose. Tamin'ny faran'ny taona 1957, China CMC dia napetraka voalohany tao amin'ny orinasa Shanghai Celluloid Factory. Amin'ny taona 2004, ho 30.000 taonina ny etera ionic ary 10.000 taonina ny etera tsy ionika ny tanjaky ny firenena. Amin'ny taona 2007 dia hahatratra 100.000 taonina ny etera ionic ary 40.000 taonina ny etera Nonionic. Mipoitra tsy mitsaha-mitombo ihany koa ny orinasan'ny teknolojia iraisana eto an-toerana sy any ivelany, ary mihatsara hatrany ny fahaiza-mamokatra cellulose etera any Sina sy ny haavon'ny teknika.
Tao anatin'ny taona vitsivitsy izay, maro ny cellulose monoethers sy etera mifangaro miaraka amin'ny soatoavina DS samihafa, ny viscosity, ny fahadiovana ary ny toetra rheolojika no novolavolaina. Amin'izao fotoana izao, ny fifantohan'ny fampandrosoana eo amin'ny sehatry ny cellulose etera dia ny fananganana teknolojia famokarana mandroso, ny teknolojia fanomanana vaovao, ny fitaovana vaovao, ny vokatra vaovao, ny vokatra avo lenta ary ny vokatra ara-teknika dia tokony hikaroka ara-teknika.
Fotoana fandefasana: Apr-28-2024