1 Введение
В настоящее время основное сырье, используемое при приготовлениицеллюлозный эфирхлопок, и его производство снижается, а цена также растет;
Более того, обычно используемые эфирирующие агенты, такие как хлоруксусная кислота (высокая токсическая) и этиленоксид (канцерогенный), также более вредны для организма человека и окружающей среды. Книга
В этой главе сосновая целлюлоза с относительной чистотой более чем 90%, экстрагированной во второй главе, используется в качестве сырья, а хлорацетат натрия и 2-хлорэтанол используются в качестве заменителей.
Использование высокотоксичной хлоруксусной кислоты в качестве эфирирующего агента, анионныйкарбоксиметил целлюлоза (CMC), неионовые гидроксиэтил целлюлозы готовили.
Целлюлоза (HEC) и смешанная гидроксиэтил карбоксиметил целлюлоза (HECMC) три эфира целлюлозы. один фактор
Методы препарата трех целлюлозных эфиров были оптимизированы с помощью экспериментов и ортогональных экспериментов, а синтезированные эфиры целлюлозы были охарактеризованы с помощью FT-IR, рентгенов, H-ЙМР и т. Д.
Основы этерификации целлюлозы
Принцип эфирификации целлюлозной эфирки может быть разделен на две части. Первая часть - это процесс щелочи, то есть во время реакции щелочной целлюлозы,
Равномерно диспергирована в растворе NaOH, насильственная целлюлоза набухает под действием механического перемешивания и с расширением воды
Большое количество мелких молекул NaOH проникало во внутреннюю часть сосновой целлюлозы, и реагировало с гидроксильными группами на кольце структурной единицы глюкозы,
Генерирует щелочную целлюлозу, активный центр реакции этерификации.
Вторая часть-это процесс этерификации, то есть реакция между активным центром и хлороацетатом натрия или 2-хлорэтанола в щелочных условиях, что приводит к
В то же время, этерифицирующий агент хлороацетат натрия и 2-хлорэтанол также будут производить определенную степень воды в щелочных условиях.
Боковые реакции решаются для генерации гликолата натрия и этиленгликоля соответственно.
2 концентрированная щелочная дециропалка предварительная обработка сосновой целлюлозы
Во -первых, приготовьте определенную концентрацию раствора NaOH деионизированной водой. Затем при определенной температуре 2 г соснского волокна
Витамин растворяется в определенном объеме раствора NaOH, перемешивается в течение определенного периода времени, а затем отфильтрован для использования.
Производитель модели приборов
Точность pH -метра
Постоянный тип коллекционера Магнитная перемешива
Вакуумная сушная духовка
Электронный баланс
Циркуляционный вакуумный вакуумный насос типа воды
Инфракрасный спектрометр преобразования Фурье
Рентгеновский дифрактометр
Ядерный магнитный резонансный спектрометр
Hangzhou Aolilong Instrument Co., Ltd.
Hangzhou Huichuang Instrument Equipment Co., Ltd.
Shanghai Jinghong Experimental Equipment Co., Ltd.
Mettler Toledo Instruments (Shanghai) Co., Ltd.
Hangzhou Davil Science and Education Instrument Co., Ltd.
American Thermo Fisher Co., Ltd.
American Thermoelectric Switzerland Arl Company
Швейцарская компания Брюкер
35
Подготовка CMCS
Использование щелочной целлюлозы сосновой древесины, предварительно обработанной концентрированной дешисталлизацией щелочи в качестве сырья, используя этанол в качестве растворителя и использование хлорацетата натрия в качестве эфирации
CMC с более высоким DS готовили дважды добавлением щелочи и эфирного агента дважды. Добавьте 2 г из щелочной целлюлозы сосновой дерева в колбу из четырехсельника, затем добавьте определенный объем растворителя этанола и хорошо перемешайте в течение 30 минут
о, так что щелочная целлюлоза полностью рассеяна. Затем добавьте определенное количество щелочного агента и хлороацетат натрия, чтобы отреагировать в течение определенного периода времени при определенной температуре эфирификации
После времени второе добавление щелочного агента и хлороацетата натрия с последующим эфирификацией в течение определенного периода времени. После того, как реакция закончилась, остыть и остыть, затем
Нейтрализуйте с помощью соответствующего количества ледяной уксусной кислоты, затем всасывающее фильтр, промыть и сушить.
Подготовка HECS
Использование щелочной целлюлозы сосновой древесины, предварительно обработанной концентрированной щелочной дешисталлизацией в качестве сырья, этанола в качестве растворителя и 2-хлорэтанола в качестве эфирификации
HEC с более высоким MS готовили дважды добавление щелочи и дважды эфирирующего агента. Добавить 2 г из щелочной целлюлозы сосновой древесины в колбу из четырехсельника, и добавьте определенный объем 90% (объемная фракция) этанол, перемешайте
Размешайте в течение некоторого времени, чтобы полностью рассеиваться, затем добавьте определенное количество щелочи и медленно нагреть, добавьте определенный объем 2-
Хлоретанол, этерифицированный при постоянной температуре в течение определенного периода времени, а затем добавил оставшийся гидроксид натрия и 2-хлорэтанол, чтобы продолжить этерификацию в течение определенного периода времени. обращаться
После завершения реакции нейтрализуйте с определенным количеством ледниковой уксусной кислоты и, наконец, фильтровать стеклянным фильтром (G3), промыть и сухой.
Приготовление HEMCC
Используя HEC, приготовленный в 3.2.3.4 в качестве сырья, этанол в качестве реакционной среды и хлороацетат натрия в качестве эфирирующего агента для подготовки
Hecmc. Конкретный процесс: возьмите определенное количество HEC, поместите его в колбу из четырех северных целей на 100 мл, а затем добавьте определенное количество объема
90% этанол, механически перемешивая в течение определенного периода времени, чтобы его полностью рассеивали, добавьте определенное количество щелочи после нагрева и медленно добавьте
Хлороацетат натрия, этерификация при постоянной температуре заканчивается после периода времени. После того, как реакция завершена, нейтрализуйте ее ледяной уксусной кислотой для нейтрализации, затем используйте стеклянный фильтр (G3)
После всасывания фильтрации, промывки и сушки.
Очистка эфиров целлюлозы
В процессе приготовления эфира целлюлозного эфира часто продуцируются побочные продукты, в основном неорганическая соль хлорид натрия и некоторые другие
примеси. Чтобы улучшить качество целлюлозного эфира, на полученном целлюлозном эфире проводилась простая очистка. Потому что они в воде
Существует различная растворимость, поэтому в эксперименте используется определенная объемная доля гидратированного этанола, чтобы очистить приготовленные три эфиры целлюлозы.
изменять.
Поместите образец эфира целлюлозного эфира, приготовленный с определенным качеством в стакане, добавьте определенное количество 80% этанола, которое было предварительно разогретировано до 60 ~ 65 ℃, и поддерживайте механическое перемешивание при 60 ~ 65 ℃ на постоянной температурной нагревании магнитной мешалки для 10 ℃. мин Возьмите супернатант, чтобы высохнуть
В чистом стакане используйте нитрат серебра, чтобы проверить на хлоридные ионы. Если есть белый осадок, отфильтруйте его через стеклянный фильтр и возьмите твердый
Повторите предыдущие шаги для части тела до тех пор, пока фильтрат после добавления 1 капли раствора Agno3 не будет не будет белого осаждения, то есть очистка и промывка не будут завершены.
36
в (в основном для удаления реакционного побочного продукта NaCl). После всасывания фильтрации, высыхание, охлаждение до комнатной температуры и взвешивания.
Месса, г.
Методы тестирования и характеристики для целлюлозных эфиров
Определение степени замещения (DS) и молярной степени замещения (MS)
Определение DS: во -первых, весоть 0,2 г (точное до 0,1 мг) очищенного и сухого целлюлозного эфира, растворить его в
80 мл дистиллированной воды, перемешиваемой в постоянной температурной водяной бане при 30 ~ 40 ℃ в течение 10 минут. Затем отрегулируйте раствором серной кислоты или раствором NaOH
pH раствора до тех пор, пока pH раствора не станет 8. Затем в стакане, оснащенном электродом pH -метра, используйте стандартный раствор серной кислоты
Чтобы титруть, в условиях перемешивания, наблюдайте за чтением pH -метра во время титрования, когда значение pH раствора корректируется до 3,74,
Титрование заканчивается. Обратите внимание на объем стандартного раствора серной кислоты, используемого в это время.
Поколение:
Сумма верхних чисел протонов и гидроксиэтильной группы
Соотношение количества верхних протонов; I7 - масса метиленовой группы на гидроксиэтильной группе
Интенсивность пика протонного резонанса; является интенсивностью пика протонной резонанса 5 метиновых групп и одной метиленовой группы на целлюлозной глюкозе
Сумма
Методы испытаний, описанные для инфракрасной характеристики тестирования трех целлюлозных эфиров CMC, HEC и HEECMC
Закон
3.2.4.3 xrd -тест
Рентгеновский дифракционный анализ Тест на тест трех целлюлозных эфиров CMC, HEC и HEECMC
описанный метод испытаний.
3.2.4.4 Тестирование H-ЯМР
Спектрометр H ЯМР HEC измеряли с помощью спектрометра AVANCE400 H ЯМР, произведенного Bruker.
Используя дейтерированный диметилсульфоксид в качестве растворителя, раствор испытали с помощью спектроскопии ЯМР водорода жидкости. Частота испытаний составляла 75,5 МГц.
Тепло, раствор составляет 0,5 мл.
3.3 Результаты и анализ
3.3.1 Оптимизация процесса подготовки CMC
Используя сосновую целлюлозу, извлеченную во второй главе в качестве сырья, и с использованием хлорацетата натрия в качестве этериирующего агента был принят метод эксперимента с одним фактором, был принят, был принят, был принят метод эксперимента с одним фактором
Процесс подготовки CMC был оптимизирован, и начальные переменные эксперимента были установлены, как показано в таблице 3.3. Ниже приведен процесс подготовки HEC
В искусстве анализ различных факторов.
Таблица 3.3 Значения начальных коэффициентов
Фактор начального значения
Недостаточная температура в предварительной обработке/℃ 40
Несущественное время/ч 1 предварительная обработка
Соотношение твердых жидкости предварительной обработки/(г/мл) 1:25
Предварительная обработка концентрация/% 40
38
Температура эфирификации первой стадии/℃ 45
Время этерификации первой стадии/H 1
Температура эфирного эфира второго этапа/℃ 70
Время этерификации второго этапа/H 1
Базовая дозировка на стадии эфирификации/G 2
Количество эфирного агента на стадии этерификации/G 4.3
Этерифицированное соотношение твердого жидника/(г/мл) 1:15
3.3.1.1 Влияние различных факторов на степень замены CMC на стадию щелочи до лечения
1. Влияние температуры щелочи предварительной обработки на степень замены CMC
Чтобы рассмотреть влияние температуры щелочи предварительной обработки на степень замены в полученном CMC, в случае фиксации других факторов в качестве начальных значений,
В условиях обсуждается влияние температуры щелочи предварительной обработки на степень замещения CMC, и результаты показаны на рис.
Недостаточная температура предварительной обработки/℃
Влияние некачественной температуры в предварительной обработке на степень замены CMC
Можно видеть, что степень замены CMC увеличивается с повышением температуры щелочи предварительной обработки, а температура щелочи составляет 30 ° C.
Вышеупомянутые степени замены уменьшаются с повышением температуры. Это связано с тем, что щелочная температура слишком низкая, а молекулы менее активны и не могут
Эффективно уничтожить кристаллическую область целлюлозы, что затрудняет эфирирующее агент войти в внутреннюю часть целлюлозы на стадии этерификации, а степень реакции относительно высока.
Низкий, что приводит к более низкой степени замены продукта. Однако температура щелочи не должна быть слишком высокой. По мере повышения температуры под действием высокой температуры и сильной щелочи,
Целлюлоза подвержена окислительной деградации, а степень замещения продукта CMC снижается.
2. Влияние времени алкалинизации предварительной обработки на степень замены CMC
При условии, что температура щелочи предварительной обработки составляет 30 ° C, а другие факторы являются начальными значениями, обсуждается влияние времени щелочи предварительной обработки на CMC.
Эффект замены. Степень замены
Предварительная обработка неядает время/ч
Влияние времени алоцизации предварительной обработки наCMCСтепень замены
Сам процесс наполнения является относительно быстрым, но щелочное решение требует определенного времени диффузии в волокне.
Можно видеть, что когда время щелочи составляет 0,5-1,5H, степень замены продукта увеличивается с увеличением времени щелочи.
Степень замены полученного продукта была самой высокой, когда время составляло 1,5 часа, а степень замещения снизилась с увеличением времени после 1,5 часа. Это может
Это может быть связано с тем, что в начале щелочной, с продлением времени щелочи, инфильтрация щелочи в целлюлозу является более достаточной, так что волокно
Основная структура более расслаблена, увеличивая этеривирующий агент и активную среду
Пост времени: апрель-26-2024