1 Introduksjon
For tiden er hovedråstoffet som brukes i tilberedningen avcelluloseeterer bomull, og produksjonen synker, og prisen øker også;
Videre er ofte brukte eterifiseringsmidler som kloreddiksyre (meget giftig) og etylenoksyd (kreftfremkallende) også mer skadelige for menneskekroppen og miljøet. Bok
I dette kapittelet brukes furucellulosen med en relativ renhet på mer enn 90% ekstrahert i det andre kapittelet som råstoff, og natriumkloracetat og 2-kloretanol brukes som erstatninger.
Bruke svært giftig kloreddiksyre som eterifiserende middel, anioniskkarboksymetylcellulose (CMC)ikke-ionisk hydroksyetylcellulose ble fremstilt.
Cellulose (HEC) og blandet hydroksyetylkarboksymetylcellulose (HECMC) tre celluloseetere. enkelt faktor
Forberedelsesteknikkene til tre celluloseetere ble optimalisert ved hjelp av eksperimenter og ortogonale eksperimenter, og de syntetiserte celluloseeterne ble karakterisert av FT-IR, XRD, H-NMR, etc.
Grunnleggende om celluloseeterifisering
Prinsippet om celluloseeterifisering kan deles inn i to deler. Den første delen er alkaliseringsprosessen, det vil si under alkaliseringsreaksjonen av cellulose,
Jevnt spredt i NaOH -løsning, svulmer furucellulose voldsomt under virkning av mekanisk omrøring, og med utvidelse av vann
En stor mengde NaOH små molekyler trengte inn i det indre av furucellulose, og reagerte med hydroksylgruppene på ringen av glukosestrukturenheten,
Genererer alkali -cellulose, det aktive sentrum av eterifiseringsreaksjonen.
Den andre delen er eterifiseringsprosessen, det vil si reaksjonen mellom det aktive senteret og natriumkloracetat eller 2-kloretanol under alkaliske forhold, noe som resulterer i
Samtidig vil det eterifiserende middelet natriumkloracetat og 2-kloretanol også produsere en viss grad av vann under alkaliske forhold.
Sideaksjonene løses for å generere henholdsvis natriumglykolat og etylenglykol.
2 Konsentrert alkalisk dekrystallisering forbehandling av furucellulose
Først må du forberede en viss konsentrasjon av NaOH -løsning med avionisert vann. Deretter, ved en viss temperatur, 2g furufiber
Vitaminet blir oppløst i et visst volum av NaOH -løsning, omrørt i en periode og filtreres deretter for bruk.
Instrumentmodellprodusent
PRESISJON PH METER
Samlertype Konstant temperaturoppvarming Magnetisk røre
Vakuumtørkingsovn
Elektronisk balanse
Sirkulerende vanntype flerbruks vakuumpumpe
Fourier transform infrarødt spektrometer
Røntgendiffraktometer
Nukleær magnetisk resonansspektrometer
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 Sveits Arl Company
Det sveitsiske selskapet Bruker
35
Utarbeidelse av CMC
Ved bruk av furu tre alkali cellulose forbehandlet ved konsentrert alkali dekrystallisering som råstoff, ved bruk av etanol som løsningsmiddel og bruk av natriumkloracetat som eterifisering
CMC med høyere DS ble fremstilt ved å tilsette alkali to ganger og eterifiseringsmiddel to ganger. Tilsett 2g Pine Wood Alkali-cellulose i den firhalsede kolben, tilsett deretter et visst volum etanoloppløsningsmiddel, og rør godt i 30 minutter
om, slik at alkali -cellulosen er helt spredt. Tilsett deretter en viss mengde alkali middel og natriumkloracetat for å reagere i en periode ved en viss eterifiseringstemperatur
Etter tid, et annet tilsetning av alkalisk middel og natriumkloracetat etterfulgt av eterifisering i en periode. Etter at reaksjonen er over, kjøler du ned og kjøler ned, da
Nøytraliserer med en passende mengde iseddik, deretter sugefilter, vaske og tørt.
Forberedelse av HEC
Ved bruk av furu tre alkali cellulose forbehandlet med konsentrert alkali dekrystallisering som råstoff, etanol som løsningsmiddel og 2-kloroetanol som eterifisering
HEC med høyere MS ble fremstilt ved å tilsette alkali to ganger og eterifiserende middel to ganger. Tilsett 2g Pine Wood Alkali-cellulose i en firhalset kolbe, og tilsett et visst volum på 90% (volumfraksjon) etanol, rør
Rør i en periode for å spre seg helt, tilsett deretter en viss mengde alkali, og oppvarm sakte, tilsett et visst volum på 2-
Kloretanol, eterifisert ved konstant temperatur i en periode, og la deretter til det gjenværende natriumhydroksyd og 2-kloretanol for å fortsette eterifiseringen i en periode. behandle
Etter at reaksjonen er fullført, nøytraliserer du med en viss mengde iseddik, og til slutt filtrer med et glassfilter (G3), vask og tørt.
Forberedelse av HEMCC
Bruke HEC fremstilt i 3.2.3.4 som råstoff, etanol som reaksjonsmedium og natriumkloracetat som eterifiseringsmiddel for å fremstille
Hecmc. Den spesifikke prosessen er: ta en viss mengde HEC, legg den i en 100 ml firhakket kolbe, og legg deretter til en viss mengde volum
90% etanol, rør mekanisk i en periode for å gjøre den helt spredt, tilsett en viss mengde alkali etter oppvarming, og tilsett sakte
Natriumkloracetat, eterifiseringen ved konstant temperatur ender etter en periode. Etter at reaksjonen er fullført, nøytraliserer du den med iseddik for å nøytralisere den, og bruk deretter et glassfilter (G3)
Etter sugfiltrering, vasking og tørking.
Rensing av celluloseetere
I tilberedningsprosessen med celluloseeter produseres noen biprodukter ofte, hovedsakelig det uorganiske saltnatriumkloridet og noen andre
urenheter. For å forbedre kvaliteten på celluloseeter ble det utført enkel rensing på den oppnådde celluloseeter. Fordi de er i vann
Det er forskjellig løselighet, så eksperimentet bruker en viss volumfraksjon av hydrert etanol for å rense de forberedte tre celluloseetere.
endre.
Plasser celluloseeterprøven fremstilt med en viss kvalitet i et beger, legg til en vis for 10 ℃. min. Ta supernatanten til å tørke
Bruk sølvnitrat for å sjekke for kloridioner i et rent beger. Hvis det er et hvitt bunnfall, filtrer det gjennom et glassfilter og ta det faste stoffet
Gjenta de foregående trinnene for kroppsdelen, til filtratet etter å ha tilsatt 1 dråpe AgNO3 -løsning har ikke noe hvitt bunnfall, det vil si at rensing og vasking er fullført.
36
inn (hovedsakelig for å fjerne reaksjonen biprodukt NaCl). Etter sugfiltrering, tørking, avkjøling til romtemperatur og veiing.
Mass, g.
Test- og karakteriseringsmetoder for celluloseetere
Bestemmelse av substitusjonsgrad (DS) og molar substitusjonsgrad (MS)
Bestemmelse av DS: Først veier 0,2 g (nøyaktig til 0,1 mg) av den rensede og tørkede celluloseeterprøven, løser den inn i
80 ml destillert vann, omrørt i et konstant temperaturvannbad ved 30 ℃ ~ 40 ℃ i 10 minutter. Juster deretter med svovelsyreoppløsning eller NaOH -løsning
pH i løsningen til pH i løsningen er 8. Bruk deretter en standardoppløsning av svovelsyre utstyrt med en pH -meterelektrode.
For å titrere, under omrøringsforhold, må du observere pH -måleravlesningen mens du titrerer, når pH -verdien til løsningen er justert til 3,74,
Titrasjonen slutter. Legg merke til volumet av svovelsyrestandardløsning som brukes på dette tidspunktet.
Generasjon:
Summen av de øvre protonnumrene og hydroksyetylgruppen
Forholdet mellom antall øvre protoner; I7 er massen av metylengruppen på hydroksyetylgruppen
Intensiteten av protonresonansetoppen; er intensiteten til protonresonansetoppen til 5 methogrupper og en metylengruppe på cellulosens glukoseenhet
Sum.
Testmetodene beskrevet for infrarød karakteriseringstesting av de tre celluloseeterne CMC, HEC og HEECMC
Lov
3.2.4.3 XRD -test
Røntgendiffraksjonsanalyse Karakteriseringstest av tre celluloseetere CMC, HEC og HEECMC
testmetoden beskrevet.
3.2.4.4 Testing av H-NMR
H NMR -spektrometeret til HEC ble målt med Avance400 H NMR -spektrometer produsert av Bruker.
Ved bruk av deuterert dimetylsulfoksyd som løsningsmiddel, ble løsningen testet ved flytende hydrogen NMR -spektroskopi. Testfrekvensen var 75,5MHz.
Varm, løsningen er 0,5 ml.
3.3 Resultater og analyse
3.3.1 Optimalisering av CMC -forberedelsesprosess
Ved å bruke furucellulosen ekstrahert i det andre kapittelet som råstoff, og ved bruk av natriumkloracetat som eterifiserende middel, ble metoden for enkeltfaktoreksperiment adoptert,
Forberedelsesprosessen til CMC ble optimalisert, og de opprinnelige variablene i eksperimentet ble satt som vist i tabell 3.3. Følgende er HEC -forberedelsesprosessen
I ART, analysen av forskjellige faktorer.
Tabell 3.3 Innledende faktorverdier
Faktor startverdi
Forbehandlingsalkaliseringstemperatur/℃ 40
Forbehandling av alkalisering av tid/h 1
Forbehandling av fast-væske-forhold/(g/ml) 1:25
Forbehandling LEE -konsentrasjon/% 40
38
First Stage Etherification Temperatur/℃ 45
Første trinn eterifiseringstid/h 1
Andre trinn eterifiseringstemperatur/℃ 70
Andre trinn eterifiseringstid/h 1
Basedosering i eterifiseringstrinn/g 2
Mengde eterifiseringsmiddel i eterifiseringsstadiet/g 4.3
Eterifisert faste-væske-forhold/(g/ml) 1:15
3.3.1.1 Påvirkning av forskjellige faktorer på CMC -substitusjonsgrad i forbehandlingsalkaliseringsstadium
1. Effekten av forbehandlingsalkaliseringstemperatur på substitusjonsgraden av CMC
For å vurdere effekten av forbehandlingsalkaliseringstemperatur på substitusjonsgraden i den oppnådde CMC, i tilfelle å fikse andre faktorer som startverdier,
Under forholdene diskuteres effekten av forbehandlingsalkaliseringstemperatur på CMC -substitusjonsgrad, og resultatene er vist på fig.
Forbehandlingsalkaliseringstemperatur/℃
Effekt av forbehandlingsalkaliseringstemperatur på CMC -substitusjonsgrad
Det kan sees at graden av substitusjon av CMC øker med økningen av forbehandlingsalkaliseringstemperaturen, og alkaliseringstemperaturen er 30 ° C.
Ovennevnte grader av substitusjon avtar med økende temperatur. Dette er fordi alkaliseringstemperaturen er for lav, og molekylene er mindre aktive og ikke i stand til å
Ødelegger det krystallinske cellulose, noe som gjør det vanskelig for eterifiseringsmidlet å komme inn i det indre av cellulosen i eterifiseringsstadiet, og reaksjonsgraden er relativt høy.
lav, noe som resulterer i en lavere grad av produktsubstitusjon. Alkaliseringstemperaturen skal imidlertid ikke være for høy. Når temperaturen øker, under virkningen av høy temperatur og sterk alkali,
Cellulose er utsatt for oksidativ nedbrytning, og graden av substitusjon av produktet CMC reduseres.
2. Påvirkning av forbehandlingsalkaliniseringstid på CMC -substitusjonsgrad
Under forutsetning av at forbehandlingsalkaliseringstemperaturen er 30 ° C og andre faktorer er de opprinnelige verdiene, diskuteres effekten av forbehandlingsalkaliseringstid på CMC.
Effekten av substitusjon. Substitusjonsgrad
Forbehandling av alkalisering av tid/h
Effekt av forbehandlingsalkaliniseringstid påCMCSubstitusjonsgrad
Selve bulking er relativt rask, men alkaliløsningen trenger en viss diffusjonstid i fiberen.
Det kan sees at når alkaliseringstiden er 0,5-1,5 timer, øker substitusjonsgraden av produktet med økningen av alkaliseringstid.
Graden av substitusjon av det oppnådde produktet var den høyeste når tiden var 1,5 timer, og substitusjonsgraden avtok med økningen av tid etter 1,5 timer. Dette kan
Det kan være fordi i begynnelsen av alkalisering, med forlengelse av alkaliseringstid, er infiltrasjonen av alkali til cellulose mer tilstrekkelig, slik at fiberen
Den viktigste strukturen er mer avslappet, noe som øker eterifiseringsmiddelet og det aktive mediet
Post Time: Apr-26-2024