د سیلولوز ایتر جوړښتونه او ډولونه څه دي؟

1. د سیلولوز ایتر جوړښت او چمتو کولو اصول

شکل 1 د سیلولوز ایترونو ځانګړی جوړښت ښیي. هر bD-anhydroglucose واحد (د سیلولوز تکراري واحد) د C (2)، C (3) او C (6) پوستونو کې یوه ډله بدلوي، دا دی، تر دریو پورې ایتر ګروپونه شتون لري. د انټرا چین او انټر چین هایدروجن بانډونو له املهسیلولوز میکرومولیکولونهپه اوبو او نږدې ټولو عضوي محلولونو کې منحل کول ستونزمن دي. د ایتریفیکیشن له لارې د ایتر ګروپونو معرفي کول د انټرمولیکولر او انټرمولکولر هایدروجن بانډونه له مینځه وړي ، د هغې هایدروفیلیکیت ته وده ورکوي ، او د اوبو میډیا کې د هغې محلولیت خورا ښه کوي.

عادي ایتیریفایډ بدیلونه د ټیټ مالیکول وزن الکوکسي ګروپونه (د 1 څخه تر 4 کاربن اتومونو) یا د هایدروکسیالکل ګروپونه دي، چې بیا د نورو فعال ګروپونو لکه کاربوکسیل، هایدروکسیل یا امینو ګروپونو لخوا بدلیدلی شي. بدلونکي کیدای شي یو، دوه یا ډیر مختلف ډولونه وي. د سیلولوز میکرومولیکولر سلسلې سره، د هر ګلوکوز واحد په C(2)، C(3) او C(6) پوستونو کې د هایدروکسیل ګروپونه په مختلف تناسب بدل شوي. په کلکه ووایو، سیلولوز ایتر عموما یو مشخص کیمیاوي جوړښت نلري، پرته له دې چې هغه محصولات چې په بشپړ ډول د یو ډول ګروپ لخوا بدل شوي وي (ټول درې هایدروکسیل ګروپونه ځای پر ځای شوي دي). دا محصولات یوازې د لابراتوار تحلیل او څیړنې لپاره کارول کیدی شي، او هیڅ سوداګریز ارزښت نلري.

(a) د سیلولوز ایتر مالیکولر سلسلې د دوه انهایډروګلوکوز واحدونو عمومي جوړښت، R1~R6=H، یا یو عضوي بدیل؛

(b) د کاربوکسی میتیل مالیکولر سلسله ټوټههایډروکسیتیل سیلولوزد کاربوکسی میتیل د بدیل درجه 0.5 ده، د هایدروکسایتیل د بدیل درجه 2.0 ده، او د مولر د بدیل درجه 3.0 ده. دا جوړښت د Etherified ګروپونو اوسط بدیل کچه استازیتوب کوي، مګر بدیل واقعیا تصادفي دي.

د هر بدیل لپاره، د ایټریفیکیشن ټوله اندازه د بدیل DS ارزښت درجې لخوا ښودل کیږي. د DS سلسله 0 ~ 3 ده، کوم چې د هایدروکسیل ګروپونو اوسط شمیر سره مساوي دی چې په هر انهایډروګلوکوز واحد کې د ایټریفیکیشن ګروپونو لخوا بدل شوي.

د هایدروکسیالکل سیلولوز ایترونو لپاره ، د بدیل عکس العمل به د نوي وړیا هایدروکسیل ګروپونو څخه ایټریفیکیشن پیل کړي ، او د بدیل درجه د MS ارزښت لخوا اندازه کیدی شي ، دا د بدیل د مولر درجې. دا د هر انهایډروګلوکوز واحد ته اضافه شوي د ایټریفاینګ اجنټ ریاکټینټ د مولونو اوسط شمیر استازیتوب کوي. یو عام عکس العمل ایتیلین اکسایډ دی او محصول د هایدروکسیتیل بدیل لري. په 1 شکل کې، د محصول MS ارزښت 3.0 دی.

په نظرياتي توګه، د MS ارزښت لپاره لوړ حد شتون نلري. که چیرې په هر ګلوکوز حلقه ګروپ کې د بدیل درجې DS ارزښت معلوم وي، د ایتر اړخ سلسلې منځنۍ سلسله اوږدوالی ځینې جوړونکي هم اکثرا د مختلف ایټریفیکیشن ګروپونو ډله ایزه برخه (wt٪) کاروي (لکه -OCH3 یا -OC2H4OH) د DS او MS ارزښتونو پرځای د بدیل کچه او درجې استازیتوب کول. د هرې ډلې ډله ایزه برخه او د هغې DS یا MS ارزښت د ساده محاسبې لخوا بدلیدلی شي.

ډیری سیلولوز ایترونه په اوبو کې محلول کېدونکي پولیمرونه دي، او ځینې یې په عضوي محلولونو کې په جزوي ډول حل کیږي. سیلولوز ایتر د لوړ موثریت ، ټیټ نرخ ، اسانه پروسس کولو ، ټیټ زهرجنیت او پراخه ډولونو ځانګړتیاوې لري ، او د غوښتنې او غوښتنلیک ساحې لاهم پراخیږي. د معاون اجنټ په توګه، سیلولوز ایتر د صنعت په مختلفو برخو کې د غوښتنلیک عالي ظرفیت لري. د MS/DS لخوا ترلاسه کیدی شي.

د سیلولوز ایترونه د کیمیاوي جوړښت له مخې د بدیلونو د کیمیاوي جوړښت له مخې په انیونیک، کیتیونیک او نانونیک ایترونو ویشل شوي دي. Nonionic ethers په اوبو کې محلول کېدونکي او د تیلو محلول محصولاتو ویشل کیدی شي.

هغه محصولات چې صنعتي شوي دي د جدول 1 په پورتنۍ برخه کې لیست شوي دي. د جدول 1 ښکته برخه ځینې پیژندل شوي ایټریفیکیشن ګروپونه لیست کوي، کوم چې تر اوسه مهم سوداګریز محصولات ندي بدل شوي.

د مخلوط ایتر بدیلونو لنډیز ترتیب د الفبا په ترتیب یا د اړونده DS (MS) کچې سره سم نومول کیدی شي، د بیلګې په توګه، د 2-hydroxyethyl میتیل سیلولوز لپاره، لنډیز HEMC دی، او دا د MHEC په توګه هم لیکل کیدی شي. د میتیل بدیل روښانه کړئ.

په سیلولوز کې د هایدروکسیل ګروپونه د ایټریفیکیشن اجنټانو لخوا په اسانۍ سره د لاسرسي وړ ندي ، او د ایټریفیکیشن پروسه معمولا د الکلین شرایطو لاندې ترسره کیږي ، معمولا د NaOH آبي محلول یو ځانګړي غلظت په کارولو سره. سیلولوز لومړی د NaOH آبی محلول سره په پړسوب الکالی سیلولوز کې رامینځته کیږي او بیا د ایټریفیکیشن اجنټ سره د etherification عکس العمل څخه تیریږي. د مخلوط ایترونو د تولید او چمتو کولو په جریان کې، د ایتریفیکیشن بیلابیل ډولونه باید په ورته وخت کې وکارول شي، یا د ایتریفیکیشن باید په تدریجي ډول د تغذیې په واسطه ګام په ګام ترسره شي (که اړتیا وي). د سیلولوز ایتریفیکیشن کې د عکس العمل څلور ډولونه شتون لري چې د عکس العمل فارمول لخوا لنډیز شوي (سیلوولوزیک د Cell-OH لخوا بدل شوی) په لاندې ډول دي:

مساوات (1) د ویلیامسن ایتریفیکیشن غبرګون بیانوي. RX یو غیر عضوي اسید ایسټر دی، او ایکس د هالوجن Br، Cl یا سلفوریک اسید ایسټر دی. کلورایډ R-Cl عموما په صنعت کې کارول کیږي، د بیلګې په توګه، میتیل کلورایډ، ایتیل کلورایډ یا کلورواسیټیک اسید. په داسې تعاملاتو کې د بیس یو سټوچیومیټریک مقدار مصرف کیږي. صنعتي شوي سیلولوز ایتر محصولات میتیل سیلولوز ، ایتیل سیلولوز او کاربوکسی میتیل سیلولوز د ویلیامسن ایتریفیکیشن عکس العمل محصولات دي.

د عکس العمل فارمول (2) د بیس-کټالیز شوي ایپوکسایډونو اضافي عکس العمل دی (لکه R=H، CH3، یا C2H5) او د هایډروکسیل ګروپونو په سیلولوز مالیکولونو کې پرته له دې چې بیس مصرف کړي. دا عکس العمل ممکن دوام ومومي ځکه چې د عکس العمل په جریان کې نوي هایدروکسیل ګروپونه رامینځته کیږي چې د oligoalkylethylene اکسایډ د غاړې زنځیرونو رامینځته کیدو لامل کیږي: د 1-aziridine (aziridine) سره ورته عکس العمل به د امینویتیل ایتر رامینځته کړي: Cell-O-CH2-CH2-NH2 . محصولات لکه هایدروکسایتیل سیلولوز، هایدروکسایپروپیل سیلولوز او هایدروکسایبوټیل سیلولوز ټول د بیس کټالیز شوي epoxidation محصولات دي.

د عکس العمل فورمول (3) د Cell-OH او عضوي مرکباتو تر مینځ عکس العمل دی چې په الکلین متوسطه کې فعال دوه بانډونه لري، Y د الکترون ویستلو ګروپ دی، لکه CN، CONH2، یا SO3-Na+. نن ورځ دا ډول عکس العمل په ندرت سره په صنعتي توګه کارول کیږي.

د عکس العمل فارمول (4)، د ډیازوالکین سره ایټریفیکیشن تر اوسه صنعتي شوی نه دی.

1. د سیلولوز ایتر ډولونه

د سیلولوز ایتر کیدای شي مونوتر یا مخلوط ایتر وي، او د هغې ځانګړتیاوې توپیر لري. د سیلولوز میکرومولیکول کې ټیټ بدل شوي هایدروفیلیک ګروپونه شتون لري، لکه د هایدروکسایتیل ګروپونه، کوم چې کولی شي محصول د یوې ټاکلې درجې په اوبو کې محلول ولري، پداسې حال کې چې د هایدروفوبیک ګروپونو لپاره، لکه میتیل، ایتیل، او نور، یوازې منځنۍ بدیل کولی شي د لوړې درجې سره. محصول ته د اوبو یو مشخص محلولیت ورکړئ، او ټیټ بدل شوی محصول یوازې په اوبو کې پړسیږي یا کیدای شي په منحل شوي الکلي محلول کې حل کیږي. د سیلولوز ایترونو ملکیتونو په اړه د ژورې څیړنې سره ، نوي سیلولوز ایترونه او د دوی غوښتنلیک ساحې به په دوامداره توګه وده او تولید شي ، او ترټولو لوی محرک ځواک د غوښتنلیک پراخه او دوامداره اصلاح شوی بازار دی.

د محلولیت په ملکیتونو کې په مخلوط ایترونو کې د ډلو د نفوذ عمومي قانون دا دی:

1) په محصول کې د هایدروفوبیک ګروپونو مینځپانګه زیاته کړئ ترڅو د ایتر هایدروفوبیکیت زیات کړي او د جیل نقطه ټیټه کړي؛

2) د هایډروفیلیک ګروپونو مینځپانګه زیاته کړئ (لکه د هایدروکسیتیل ګروپونو) ترڅو د دې جیل نقطه زیاته کړي؛

3) د هایدروکسایپروپیل ګروپ ځانګړی دی، او مناسب هایدروکسپروپیل کولی شي د محصول جیل تودوخه کمه کړي، او د منځني هایدروکسایپروپیل شوي محصول جیل تودوخه به بیا لوړ شي، مګر د لوړې کچې بدیل به د جیل نقطه کمه کړي؛ لامل یې د هایدروکسایپروپیل ګروپ د ځانګړي کاربن سلسلې اوږدوالی جوړښت، د ټیټې کچې هایدروکسایپروپیلیشن، د سیلولوز میکرومولیکول کې د مالیکولونو په منځ کې او د هایدروجني بانډونو ضعیف، او د څانګې په زنځیرونو کې د هایدروفیلیک هایدروکسیل ګروپونو له امله دی. اوبه غالب دي. له بلې خوا، که بدیل لوړ وي، د اړخ ګروپ کې به پولیمیریزیشن وي، د هایدروکسیل ګروپ نسبي محتوا به کم شي، هایدروفوبیکیت به لوړ شي، او محلول به یې پرځای کم شي.

د تولید او څیړنېسیلولوز ایتراوږد تاریخ لري. په 1905 کې، Suida لومړی د سیلولوز ایټریفیکیشن راپور ورکړ، کوم چې د ډیمیتیل سلفیټ سره میتیل شوی و. Nonionic alkyl ethers په ترتیب سره د لیلینفیلډ (1912)، Dreyfus (1914) او Leuchs (1920) لخوا په ترتیب سره په اوبو کې محلول شوي یا د تیلو محلول سیلولوز ایترونو لپاره پیټ شوي. بوکلر او ګومبرګ په ۱۹۲۱ کې بینزیل سیلولوز تولید کړل، کاربوکسی میتیل سیلولوز لومړی ځل په ۱۹۱۸ کې د جانسن له خوا تولید شو، او هوبرټ په ۱۹۲۰ کې هایدروکسایتیل سیلولوز تولید کړ. د ۱۹۲۰ لسیزې په لومړیو کې په جرمني کې کاربوکسی میتیل سیلولوز سوداګریز شو. د 1937 څخه تر 1938 پورې، د MC او HEC صنعتي تولید په متحده ایالاتو کې احساس شو. سویډن په 1945 کې په اوبو کې د حل وړ EHEC تولید پیل کړ. له 1945 وروسته، د سیلولوز ایتر تولید په لویدیځ اروپا، متحده ایالاتو او جاپان کې په چټکۍ سره پراخ شو. د 1957 په پای کې، د چین CMC د لومړي ځل لپاره د شانګهای سیلولایډ فابریکه کې تولید ته واچول شو. تر 2004 کال پورې به زما د هیواد د تولید ظرفیت 30,000 ټنه ionic ether او 10,000 ټنه غیر ionic ether وي. په 2007 کې، دا به د 100,000 ټنو ایونیک ایتر او 40,000 ټنو غیر اینونیک ایتر ته ورسیږي. په کور دننه او بهر د ګډ ټیکنالوژۍ شرکتونه هم په دوامداره توګه راڅرګندیږي او د چین د سیلولوز ایتر تولید ظرفیت او تخنیکي کچه په دوامداره توګه وده کوي.

په دې وروستیو کلونو کې، ډیری سیلولوز مونوتر او مخلوط ایتر د مختلف DS ارزښتونو، ویسکوزیت، پاکوالي او ریولوژیکي ملکیتونو سره په دوامداره توګه وده کړې. په اوس وخت کې، د سیلولوز ایتر په ساحه کې د پراختیا تمرکز د پرمختللي تولید ټیکنالوژۍ، د چمتو کولو نوې ټیکنالوژي، نوي تجهیزات، نوي محصولات، لوړ کیفیت لرونکي محصولات، او سیسټمیک محصولات باید په تخنیکي توګه څیړنه وشي.