1 Wprowadzenie
Obecnie główny surowiec użyty w przygotowaniuEter celulozyto bawełna, a jej produkcja maleje, a cena również rośnie;
Ponadto powszechnie stosowane środki eteryczne, takie jak kwas chlorooctowy (wysoce toksyczny) i tlenek etylenu (rakotwórczy), są również bardziej szkodliwe dla ludzkiego ciała i środowiska. Książka
W tym rozdziale celuloza sosnowa o względnej czystości ponad 90% ekstrahowanej w drugim rozdziale jest stosowana jako surowiec, a chlorooctan sodu i 2-chloroetanolu stosuje się jako substytuty.
Używanie wysoce toksycznego kwasu chlorooctowego jako środka eterycznego, anionowegokarboksymetyloceluloza (CMC), przygotowano niejonową hydroksyetylocelulozę.
Celuloza (HEC) i mieszana hydroksyetyloarboksymetyloceluloza (HECMC) trzy etyki celulozy. pojedynczy czynnik
Techniki przygotowania trzech eterów celulozy zostały zoptymalizowane za pomocą eksperymentów i eksperymentów ortogonalnych, a zsyntetyzowane etyki celulozy charakteryzowały FT-IR, XRD, H-NMR itp.
Podstawy eteryfikacji celulozy
Zasada eteryfikacji celulozy można podzielić na dwie części. Pierwsza część to proces alkalizacji, czyli podczas reakcji alkalizacji celulozy,
Równomiernie rozproszony w roztworze NaOH, celuloza sosny gwałtownie puchnie pod działaniem mechanicznego mieszania i wraz z rozszerzeniem wody
Duża ilość małych cząsteczek NaOH wniknęła do wnętrza sosny celulozy i reagowała z grupami hydroksylowymi na pierścieniu jednostki strukturalnej glukozy,
Generuje celulozę alkaliczną, aktywny centrum reakcji eteryfikacji.
Druga część to proces eteryfikacji, to znaczy reakcja między aktywnym środkiem a chlorooctanem sodu lub 2-chloroetanolu w warunkach alkalicznych, co skutkuje
Jednocześnie chlorooctan sodu i 2-chloroetanol będzie również wytworzyć pewien stopień wody w warunkach alkalicznych.
Reakcje boczne są rozwiązywane w celu wygenerowania odpowiednio glikolanu sodu i glikolu etylenowego.
2 skoncentrowane akrystalizacja alkalia wstępna obróbka celulozy sosny
Po pierwsze, przygotuj pewne stężenie roztworu NaOH z wodą dejonizowaną. Następnie, w pewnej temperaturze, 2G włókna sosnowego
Witamina rozpuszczana jest w pewnej objętości roztworu NaOH, mieszana przez pewien czas, a następnie filtrowana do użycia.
Producent modelu instrumentu
Precyzyjny miernik pH
Typ kolektora stała temperatura ogrzewanie magnetyczne mieszadło magnetyczne
Piekarnik suszący próżniowo
Równowaga elektroniczna
Wielopoziomowa pompa próżniowa typu cyrkulującej
Spektrometr w podczerwieni Transform Fouriera
Dyfraktometr rentgenowski
Spektrometr jądrowego rezonansu magnetycznego
Hangzhou Aolilong Instrument Co., Ltd.
Hangzhou Huichuang Instrument Equipment Co., Ltd.
Shanghai Jinghong Experimental Equipment Co., Ltd.
Mettler Toledo Instruments (Szanghaj) Co., Ltd.
Hangzhou David Science and Education Instrument Co., Ltd.
American Thermo Fisher Co., Ltd.
American Thermoelektryczna Szwajcaria Arl Company
Szwajcarska firma Bruker
35
Przygotowanie CMC
Zastosowanie drewna sosny alkalicznej celulozy wstępnie traktowanej przez skoncentrowaną dekrystalizację alkaliczną jako surowca, stosując etanol jako rozpuszczalnik i stosowanie chloroocetanu sodu jako eteryfikacji
CMC z wyższym DS przygotowano przez dodanie alkalii dwukrotnie i dwukrotnie eteryczne. Dodaj 2G sosnowej celulozy z drewna do czterokąpionej kolby, a następnie dodaj określoną objętość rozpuszczalnika etanolu i dobrze wymieszaj przez 30 minut
około, aby alkaliczna celuloza była w pełni rozproszona. Następnie dodaj pewną ilość środka alkalicznego i chloroocetanu sodu, aby reagować przez pewien czas w pewnej temperaturze eterycznej
Po czasie drugi dodanie środka alkalicznego i chloroocetanu sodu, a następnie eteryfikacji przez pewien czas. Po zakończeniu reakcji ostygnięcie i ochłodzenie się
Neutralizuj za pomocą odpowiedniej ilości lodowcowego kwasu octowego, a następnie filtra ssącego, myj i susz.
Przygotowanie HEC
Zastosowanie drewna sosny alkalicznej celulozy wstępnie traktowanej skoncentrowaną dekrystalizacją alkaliczną jako surowca, etanolu jako rozpuszczalnika i 2-chloroetanolu jako etefikacji
HEC z wyższym MS przygotowano przez dodanie alkalii dwukrotnie i dwukrotnie eteryczne. Dodaj 2G sosnowej cellozy z drewna do czterokrotnej kolby i dodaj określoną objętość 90% (frakcję objętościową) etanol, zamieszaj
Mieszaj przez pewien czas, aby w pełni rozproszyć, a następnie dodaj określoną ilość alkaliów i powoli ogrzewać, dodaj określoną objętość 2-
Chloroetanol, eteryczny w stałej temperaturze przez okres czasu, a następnie dodał pozostały wodorotlenek sodu i 2-chloroetanolu, aby kontynuować eteryfikację przez pewien czas. traktować
Po zakończeniu reakcji zneutralizuj z pewną ilością lodowcowego kwasu octowego, a na koniec filtruj z filtrem szklanym (G3), myj i sucha.
Przygotowanie HEMCC
Używając HEC przygotowanego w 3.2.3.4 jako surowca, etanolu jako pożywki reakcyjnej i chlorooctanu sodu jako środka eterycznego do przygotowania
HECMC. Konkretnym procesem jest: weź określoną ilość HEC, umieść ją w czterokrotnej kolbie 100 ml, a następnie dodaj określoną ilość objętości
90% etanolu, mechanicznie mieszaj przez pewien czas, aby było w pełni rozproszone, dodaj pewną ilość alkalii po podgrzaniu i powoli dodaj
Chlorooctan sodu, eteryfikacja w stałej temperaturze kończy się po pewnym czasie. Po zakończeniu reakcji zneutralizuj ją za pomocą lodowatego kwasu octowego, aby go zneutralizować, a następnie użyj filtra szklanego (G3)
Po ssaniu filtracji, mycie i suszeniu.
Oczyszczanie eterów celulozy
W procesie przygotowywania eteru celulozowego niektóre produkty uboczne są często wytwarzane, głównie nieorganiczny chlorek sodu sodu i niektóre inne
zanieczyszczenia. W celu poprawy jakości eteru celulozy przeprowadzono proste oczyszczenie na uzyskanym eterze celulozy. Ponieważ są w wodzie
Istnieją inna rozpuszczalność, więc eksperyment wykorzystuje określoną frakcję objętościowa uwodnionego etanolu do oczyszczania przygotowanych trzech eterów celulozy.
zmiana.
Umieść próbkę eteru celulozy przygotowaną z pewną jakością w zlewce, dodaj określoną ilość 80% etanolu, który został podgrzewany do 60 ℃ ~ 65 ℃ i utrzymuj mechaniczne mieszanie przy 60 ℃ ~ 65 ℃ na stałej temperaturze magnetyczny mieszadło magnetyczne przez 10 ℃. min. Zabierz supernatanta do wyschnięcia
W czystej zlewce użyj azotanu srebra, aby sprawdzić jony chlorkowe. Jeśli występuje biały osad, odfiltruj go przez filtr szklany i weź stałą
Powtórz poprzednie kroki dla części ciała, aż do dodania 1 kropli roztworu AgNO3 nie ma białego osadu, to znaczy oczyszczanie i mycie są zakończone.
36
do (głównie w celu usunięcia reakcji NaCl produktu ubocznego). Po filtracji ssania, suszenie, chłodzenie do temperatury pokojowej i ważenie.
Mass, g.
Metody testowe i charakterystyczne dla eterów celulozy
Określenie stopnia podstawienia (DS) i stopnia molowego podstawienia (MS)
Określenie DS: po pierwsze, ważyć 0,2 g (dokładne do 0,1 mg) oczyszczonej i wysuszonej próbki eteru celulozy
80 ml wody destylowanej, mieszane w łaźnie wodnej o stałej temperaturze przy 30 ℃ ~ 40 ℃ przez 10 minut. Następnie dostosuj roztworem kwasu siarkowego lub roztworu NaOH
pH roztworu, aż pH roztworu wynosi 8. Następnie w zlewce wyposażonej w elektrodę miernika pH użyj standardowego roztworu kwasu siarkowego
Aby miareczkować, w warunkach mieszania, obserwuj odczyt miernika pH podczas miareczkowania, gdy wartość pH roztworu jest dostosowywana do 3,74,
Miaresta kończy się. Zwróć uwagę na objętość standardowego roztworu kwasu siarkowego.
Generacja:
Suma górnych liczb protonów i grupy hydroksyetylowej
Stosunek liczby górnych protonów; I7 to masa grupy metylenowej w grupie hydroksyetylowej
Intensywność piku rezonansu protonowego; to intensywność piku rezonansu protonowego 5 grup metinowych i jednej grupy metylenowej na urządzeniu glukozy celulozowej
Suma.
Metody testowe opisane dla testowania charakteryzacji w podczerwieni trzech eterów celulozy CMC, HEC i Heecmc
Prawo
3.2.4.3 Test XRD
Test charakterystyki analizy dyfrakcji rentgenowskiej trzech eterów celulozy CMC, HEC i Heecmc
Opisana metoda testu.
3.2.4.4 Testowanie H-NMR
Spektrometr H NMR HEC zmierzono za pomocą spektrometru Avance400 H NMR wytworzonego przez Brukera.
Stosując deuterowany dimetylosulfotlenk jako rozpuszczalnik, roztwór badano za pomocą spektroskopii NMR ciekłego wodoru. Częstotliwość testu wynosiła 75,5 MHz.
Ciepłe, roztwór wynosi 0,5 ml.
3.3 Wyniki i analiza
3.3.1 Optymalizacja procesu przygotowania CMC
Korzystając z celulozy sosnowej ekstrahowanej w drugim rozdziale jako surowca, i stosując chlorooctan sodu jako środek eteryczny, przyjęto metodę eksperymentu z jednym czynnikiem,
Proces przygotowania CMC został zoptymalizowany, a początkowe zmienne eksperymentu ustalono, jak pokazano w tabeli 3.3. Poniżej znajduje się proces przygotowania HEC
W ART analiza różnych czynników.
Tabela 3.3 Wartości współczynnika początkowego
Współczynnik Wartość początkowa
Temperatura alkalizacyjna wstępna/℃ 40
Czas alkalizacji wstępnej obróbki/h 1
Wstępny stosunek stałego cieczowego/(g/ml) 1:25
Stężenie ługowe leczenia/% 40
38
Temperatura eteryfikacji pierwszego etapu/℃ 45
Czas eteryfikacji pierwszego etapu/H 1
Temperatura eteryfikacji drugiego etapu/℃ 70
Czas eteryfikacji drugiego etapu/H 1
Dawkowanie podstawowe w etapie eteryfikacji/g 2
Ilość agenta eterycznego w etapie eteryfikacji/g 4.3
Etherfikowany stosunek stałego ciecz/(g/ml) 1:15
3.3.1.1 Wpływ różnych czynników na stopień podstawienia CMC w stadium alkalizacji wstępnej obróbki
1. Wpływ temperatury alkalizacji wstępnej obróbki na stopień podstawienia CMC
W celu rozważenia wpływu temperatury alkalizacji wstępnej na stopień podstawienia w uzyskanym CMC, w przypadku ustalania innych czynników jako wartości początkowych,
W warunkach omawiano wpływ temperatury alkalizacji wstępnej na stopień podstawienia CMC, a wyniki pokazano na ryc.
Temperatura alkalizacyjna wstępna/℃
Wpływ temperatury alkalizacji wstępnej obróbki na stopień podstawienia CMC
Można zauważyć, że stopień podstawienia CMC wzrasta wraz ze wzrostem temperatury alkalizacji obróbki obróbki, a temperatura alkalizacji wynosi 30 ° C.
Powyższe stopnie podstawienia zmniejszają się wraz ze wzrostem temperatury. Wynika to z faktu, że temperatura alkalizacyjna jest zbyt niska, a cząsteczki są mniej aktywne i nie są w stanie
Skutecznie niszcz krystaliczny obszar celulozy, co utrudnia środkowi eteryzacji wejście do wnętrza celulozy w etapie eteryfikacji, a stopień reakcji jest stosunkowo wysoki.
niski, co powoduje niższy stopień podstawienia produktu. Jednak temperatura alkalizacji nie powinna być zbyt wysoka. Wraz ze wzrostem temperatury pod działaniem wysokiej temperatury i silnych alkaliów,
Celuloza jest podatna na degradację oksydacyjną, a stopień zastępowania produktu CMC zmniejsza się.
2. Wpływ czasu alkalizacji wstępnej obróbki na stopień podstawienia CMC
Pod warunkiem, że temperatura alkalizacji wstępnej wynosi 30 ° C, a innymi czynnikami są wartości początkowe, omawiany jest wpływ czasu alkalizacji wstępnej na CMC.
Wpływ substytucji. Stopień substytucji
Czas alkalizacji wstępnej/h
Wpływ czasu alkalizowania wstępnego obróbkiCMCstopień podstawienia
Sam proces łączenia jest stosunkowo szybki, ale rozwiązanie alkaliczne wymaga pewnego czasu dyfuzji w błonniku.
Można zauważyć, że gdy czas alkalizacji wynosi 0,5-1,5H, stopień podstawienia produktu wzrasta wraz ze wzrostem czasu alkalizacji.
Stopień podstawienia uzyskanego produktu był najwyższy, gdy czas wynosił 1,5 godziny, a stopień substytucji spadł wraz ze wzrostem czasu po 1,5 godziny. To może
Może to być spowodowane tym, że na początku alkalizacji, wraz z przedłużeniem czasu alkalizacji, infiltracja alkalii do celulozy jest bardziej wystarczająca, tak że błonnik
Struktura podstawowa jest bardziej zrelaksowana, zwiększając środek eteryczny i czynny medium
Czas po: 26-2024 kwietnia