1 Вовед
Во моментов, главната суровина што се користи во подготовката нацелулоза етере памук, а неговото производство опаѓа, а цената исто така расте;
Покрај тоа, најчесто користените етерифицирачки агенси како што се хлорооцетна киселина (високо токсични) и етилен оксид (канцерогени) се исто така поштетни за човечкото тело и животната средина. Книга
Во ова поглавје, како суровина се користи боровата целулоза со релативна чистота од повеќе од 90% извлечена во второто поглавје, а како замена се користат натриум хлороацетат и 2-хлороетанол.
Користење на високо токсична хлорооцетна киселина како средство за етерификација, анјонскакарбоксиметил целулоза (CMC)приготвени се нејонска хидроксиетил целулоза.
Целулоза (HEC) и мешана хидроксиетил карбоксиметил целулоза (HECMC) три целулозни етери. еден фактор
Техниките на подготовка на три целулозни етери беа оптимизирани со помош на експерименти и ортогонални експерименти, а синтетизираните целулозни етери се карактеризираа со FT-IR, XRD, H-NMR итн.
Основи на етерификација на целулоза
Принципот на етерификација на целулоза може да се подели на два дела. Првиот дел е процесот на алкализација, односно при реакцијата на алкализација на целулозата,
Рамномерно дисперзирана во раствор на NaOH, боровата целулоза силно отекува под дејство на механичко мешање и со проширување на водата
Големо количество мали молекули на NaOH навлегле во внатрешноста на боровата целулоза и реагирале со хидроксилните групи на прстенот на структурната единица на гликозата,
Генерира алкална целулоза, активниот центар на реакцијата на етерификација.
Вториот дел е процесот на етерификација, односно реакцијата помеѓу активниот центар и натриум хлороацетат или 2-хлороетанол во алкални услови, што резултира со
Во исто време, етерифицирачкиот агенс натриум хлороацетат и 2-хлороетанол исто така ќе произведат одреден степен на вода во алкални услови.
Несаканите реакции се решаваат да генерираат натриум гликолат и етилен гликол, соодветно.
2 Концентрирана алкална декристализација предтретман на борова целулоза
Прво, подгответе одредена концентрација на раствор на NaOH со дејонизирана вода. Потоа на одредена температура 2гр борови влакна
Витаминот се раствора во одреден волумен на раствор на NaOH, се меша одредено време, а потоа се филтрира за употреба.
Производител на модели на инструменти
Прецизен рН мерач
Магнетна мешалка за загревање со постојана температура на колекторски тип
Печка за сушење со правосмукалка
Електронска рамнотежа
Повеќенаменска вакуумска пумпа за циркулирачка вода
Инфрацрвен спектрометар за трансформација на Фурие
Дифрактометар на Х-зраци
Спектрометар на нуклеарна магнетна резонанца
Hangzhou Aolilong Instrument Co., Ltd.
Hangzhou Huichuang Instrument Equipment Co., Ltd.
Шангај Jinghong Experimental Equipment Co., Ltd.
METTLER TOLEDO Instruments (Шангај) Co., Ltd.
Hangzhou David Science and Education Instrument Co., Ltd.
Американска Термо Фишер Ко., ООД.
Американска Thermoelectric Switzerland ARL Company
Швајцарската компанија BRUKER
35
Подготовка на ЦУК
Користење на алкална целулоза од борово дрво претходно третирана со концентрирана алкална декристализација како суровина, користејќи етанол како растворувач и користење натриум хлороацетат како етерификација
CMC со повисок DS беше подготвен со додавање алкали двапати и етерифицирачки агенс двапати. Додадете 2 g алкална целулоза од борово дрво во колбата со четири врат, потоа додадете одреден волумен растворувач за етанол и добро промешајте 30 мин.
околу, така што алкалната целулоза е целосно дисперзирана. Потоа додадете одредена количина на алкално средство и натриум хлороацетат за да реагирате одреден временски период на одредена температура на етерификација
По време, второ додавање на алкално средство и натриум хлороацетат проследено со етерификација за одреден временски период. Откако ќе заврши реакцијата, се олади и се олади, па потоа
Неутрализирајте со соодветно количество глацијална оцетна киселина, потоа филтер за вшмукување, измијте и исушете.
Подготовка на ХЕЦ
Користење на алкална целулоза од борово дрво претходно третирана со концентрирана алкална декристализација како суровина, етанол како растворувач и 2-хлороетанол како етерификација
HEC со повисок MS беше подготвен со додавање на алкали двапати и средство за етерификација двапати. Додадете 2 g алкална целулоза од борово дрво во колба со четири грла и додадете одреден волумен од 90% (волуменска фракција) етанол, промешајте
Мешајте одредено време за целосно да се распрсне, потоа додадете одредена количина на алкали и полека загрејте, додадете одреден волумен од 2-
Хлороетанол, етерифициран на константна температура одреден временски период, а потоа се додава преостанатиот натриум хидроксид и 2-хлороетанол за да продолжи етерификацијата одреден временски период. третираат
Откако ќе заврши реакцијата, се неутрализира со одредена количина глацијална оцетна киселина и на крајот се филтрира со стаклен филтер (G3), се мие и се суши.
Подготовка на HEMCC
Користење на HEC подготвен во 3.2.3.4 како суровина, етанол како медиум за реакција и натриум хлороацетат како средство за етерификација за подготовка
HECMC. Специфичниот процес е: земете одредена количина HEC, ставете ја во колба со четири грла од 100 ml, а потоа додадете одредена количина волумен.
90% етанол, механички мешајте одредено време за целосно да се распрсне, додадете одредена количина алкали по загревањето и полека додадете
Натриум хлороацетат, етерификацијата на константна температура завршува по одреден временски период. Откако ќе заврши реакцијата, неутрализирајте ја со глацијална оцетна киселина за да ја неутрализирате, а потоа користете стаклен филтер (G3)
По вшмукување филтрирање, миење и сушење.
Прочистување на целулозни етери
Во процесот на подготовка на целулозниот етер, често се произведуваат некои нуспроизводи, главно неорганската сол натриум хлорид и некои други
нечистотии. Со цел да се подобри квалитетот на целулозниот етер, беше извршено едноставно прочистување на добиениот целулзен етер. бидејќи се во вода
Има различни растворливост, па експериментот користи одредена волуменска фракција на хидриран етанол за прочистување на подготвените три целулозни етери.
промена.
Ставете го примерокот од целулозниот етер подготвен со одреден квалитет во чаша, додадете одредена количина од 80% етанол што е претходно загреан на 60 ℃ ~ 65 ℃ и одржувајте механичко мешање на 60 ℃ ~ 65 ℃ на магнетна мешалка за загревање на константна температура. за 10 ℃. мин. Земете го супернатантот да се исуши
Во чиста чаша, користете сребрен нитрат за да проверите дали има хлоридни јони. Ако има бел талог, филтрирајте го низ стаклен филтер и земете го цврстиот материјал
Повторете ги претходните чекори за делот од телото, додека филтратот по додавање на 1 капка раствор AgNO3 нема бел талог, односно не заврши прочистувањето и миењето.
36
во (главно за отстранување на нуспроизводот на реакцијата NaCl). По вшмукување филтрација, сушење, ладење на собна температура и мерење.
маса, г.
Тест и методи за карактеризирање на целулозни етери
Одредување на степен на супституција (DS) и моларен степен на супституција (MS)
Определување на ДС: Прво, измерете 0,2 g (точно до 0,1 mg) од прочистениот и исушен примерок од целулоза етер, растворете го во
80 мл дестилирана вода, измешајте во водена бања на константна температура на 30℃~40℃ 10 мин. Потоа прилагодете со раствор на сулфурна киселина или раствор на NaOH
pH на растворот додека pH на растворот не биде 8. Потоа во чаша опремена со електрода од рН метар, користете стандарден раствор на сулфурна киселина
За да се титрира, во услови на мешање, набљудувајте го читањето на рН-метарот додека се титрира, кога pH вредноста на растворот е прилагодена на 3,74,
Титрацијата завршува. Забележете го волуменот на стандардниот раствор на сулфурна киселина што се користи во овој момент.
Генерација:
Збирот на горните протонски броеви и хидроксиетилната група
Односот на бројот на горните протони; I7 е масата на метиленската група на хидроксиетилната група
Интензитетот на врвот на протонската резонанца; е интензитетот на врвот на протонската резонанца од 5 метински групи и една метиленска група на целулозната гликозна единица
Збир.
Тест методи опишани за тестирање на инфрацрвена карактеризација на трите целулозни етери CMC, HEC и HEECMC
Закон
3.2.4.3 XRD тест
Тест за карактеризација на рендгенска анализа на дифракција на три целулозни етери CMC, HEC и HEECMC
опишаниот метод на тестирање.
3.2.4.4 Тестирање на H-NMR
H NMR спектрометарот на HEC беше измерен со Avance400 H NMR спектрометар произведен од BRUKER.
Користејќи деутериран диметил сулфоксид како растворувач, растворот беше тестиран со течен водороден NMR спектроскопија. Фреквенцијата на тестот беше 75,5 MHz.
Топло, растворот е 0,5 ml.
3.3 Резултати и анализи
3.3.1 Оптимизација на процесот на подготовка на CMC
Користејќи ја боровата целулоза извлечена во второто поглавје како суровина, и користејќи натриум хлороацетат како средство за етерификација, беше усвоен методот на експеримент со еден фактор,
Процесот на подготовка на CMC беше оптимизиран, а почетните променливи на експериментот беа поставени како што е прикажано во Табела 3.3. Следното е процесот на подготовка на ХЕЦ
Во уметноста, анализа на различни фактори.
Табела 3.3 Почетни вредности на факторите
Фактор Почетна вредност
Температура на алкализација на предтретман/℃ 40
Време на алкализација на предтретман/ч 1
Сооднос цврсто-течност за предтретман/(g/mL) 1:25
Концентрација на луга пред третман/% 40
38
Температура на етерификација во првата фаза/℃ 45
Време на етерификација во прва фаза/ч 1
Температура на етерификација во втора фаза / ℃ 70
Втора фаза време на етерификација/ч 1
Основна доза во фаза на етерификација/g 2
Количина на средство за етерификација во фаза на етерификација/g 4.3
Етерифициран сооднос цврста-течност/(g/mL) 1:15
3.3.1.1 Влијание на различни фактори врз степенот на супституција на CMC во фазата на алкализација пред третманот
1. Ефектот на температурата на алкализација на предтретман врз степенот на супституција на CMC
Со цел да се разгледа ефектот на температурата на алкализација на предтретман врз степенот на супституција во добиениот CMC, во случај на фиксирање на други фактори како почетни вредности,
Под условите, се дискутира за ефектот на температурата на алкализација на предтретман врз степенот на супституција на CMC, а резултатите се прикажани на сл.
Температура на алкализација на предтретман/℃
Ефект на температурата на алкализација на предтретман врз степенот на супституција на CMC
Може да се види дека степенот на супституција на CMC се зголемува со зголемувањето на температурата на алкализација пред третманот, а температурата на алкализација е 30 °C.
Горенаведените степени на супституција се намалуваат со зголемување на температурата. Тоа е затоа што температурата на алкализирање е премногу ниска, а молекулите се помалку активни и не можат
Ефикасно уништување на кристалната област на целулоза, што го отежнува етерифицирачкиот агенс да влезе во внатрешноста на целулозата во фазата на етерификација, а степенот на реакција е релативно висок.
низок, што резултира со помал степен на замена на производот. Сепак, температурата на алкализација не треба да биде премногу висока. Како што се зголемува температурата, под дејство на висока температура и силни алкали,
Целулозата е склона кон оксидативна деградација, а степенот на замена на производот CMC се намалува.
2. Влијание на времето на алкализација на предтретман врз степенот на супституција на CMC
Под услов температурата на алкализација на предтретман да биде 30 °C и други фактори се почетните вредности, се дискутира за ефектот на времето на алкализација на предтретман врз CMC.
Ефектот на замена. Степен на замена
Време на алкализација на предтретман/ч
Ефект на времето на алкализација на предтретман врзЦУКстепен на замена
Самиот процес на гломазирање е релативно брз, но на алкалниот раствор му треба одредено време на дифузија во влакното.
Може да се види дека кога времето на алкализација е 0,5-1,5 ч, степенот на супституција на производот се зголемува со зголемувањето на времето на алкализација.
Степенот на супституција на добиениот производ беше највисок кога времето беше 1,5 ч, а степенот на супституција се намалуваше со зголемувањето на времето по 1,5 ч. Ова може
Можеби затоа што на почетокот на алкализацијата, со продолжување на времето на алкализација, инфилтрацијата на алкали во целулоза е подоволна, така што влакната
Примарната структура е порелаксирана, зголемувајќи го етерифицирачкиот агенс и активниот медиум
Време на објавување: 26 април 2024 година