1.සෙලියුලෝස් ඊතර් ව්‍යුහය සහ සකස් කිරීමේ මූලධර්මය
රූප සටහන 1 හි දැක්වෙන්නේ සෙලියුලෝස් ඊතර් වල සාමාන්‍ය ව්‍යුහයයි. සෑම bD-anhydroglucose ඒකකයක් (සෙලියුලෝස් පුනරාවර්තන ඒකකය) C (2), C (3) සහ C (6) ස්ථානවල එක් කණ්ඩායමක් ප්‍රතිස්ථාපනය කරයි, එනම් ඊතර් කණ්ඩායම් තුනක් දක්වා තිබිය හැකිය. හි අන්තර් දාම සහ අන්තර් දාම හයිඩ්‍රජන් බන්ධන හේතුවෙන්සෙලියුලෝස් සාර්ව අණු, ජලය සහ සියලුම කාබනික ද්‍රාවකවල ද්රාවණය කිරීම අපහසුය. ඊතර්කරණය හරහා ඊතර් කාණ්ඩ හඳුන්වාදීම අන්තර් අණුක සහ අන්තර් අණුක හයිඩ්‍රජන් බන්ධන විනාශ කරයි, එහි ජලාකර්ෂණීයතාව වැඩි දියුණු කරයි, සහ ජල මාධ්‍යවල ද්‍රාව්‍යතාව බෙහෙවින් වැඩි දියුණු කරයි.
සාමාන්‍ය ඊතරීකෘත ආදේශක යනු අඩු අණුක බර ඇල්කොක්සි කාණ්ඩ (කාබන් පරමාණු 1 සිට 4 දක්වා) හෝ හයිඩ්‍රොක්සයිල්කයිල් කාණ්ඩ වන අතර ඒවා පසුව කාබොක්සිල්, හයිඩ්‍රොක්සයිල් හෝ ඇමයිනෝ කාණ්ඩ වැනි වෙනත් ක්‍රියාකාරී කණ්ඩායම් මගින් ආදේශ කළ හැක. ආදේශක විවිධ වර්ග එකක්, දෙකක් හෝ වැඩි ගණනක් විය හැක. සෙලියුලෝස් සාර්ව අණුක දාමය දිගේ, එක් එක් ග්ලූකෝස් ඒකකයේ C(2), C(3) සහ C(6) පිහිටුම්වල ඇති හයිඩ්‍රොක්සයිල් කාණ්ඩ විවිධ ප්‍රමාණවලින් ආදේශ කරනු ලැබේ. නිශ්චිතවම කිවහොත්, සෙලියුලෝස් ඊතර්ට සාමාන්යයෙන් නිශ්චිත රසායනික ව්‍යුහයක් නොමැත, එක් වර්ගයක කාණ්ඩයකින් සම්පූර්ණයෙන්ම ප්‍රතිස්ථාපනය කරන ලද නිෂ්පාදන හැර (හයිඩ්‍රොක්සයිල් කාණ්ඩ තුනම ආදේශ කරනු ලැබේ). මෙම නිෂ්පාදන රසායනාගාර විශ්ලේෂණය සහ පර්යේෂණ සඳහා පමණක් භාවිතා කළ හැකි අතර වාණිජමය වටිනාකමක් නොමැත.
(අ) සෙලියුලෝස් ඊතර් අණුක දාමයේ ඇන්හයිඩ්‍රොග්ලූකෝස් ඒකක දෙකක සාමාන්‍ය ව්‍යුහය, R1~R6=H, හෝ කාබනික ආදේශකයක්;
(ආ) කාබොක්සිමීතයිල්හි අණුක දාම කැබැල්ලක්හයිඩ්‍රොක්සයිතයිල් සෙලියුලෝස්, කාබොක්සිමීතයිල් ආදේශන උපාධිය 0.5, හයිඩ්‍රොක්සයිතයිල් ආදේශන උපාධිය 2.0, සහ මෝලර් ආදේශන මට්ටම 3.0. මෙම ව්‍යුහය ඊතරීකෘත කණ්ඩායම්වල සාමාන්‍ය ආදේශන මට්ටම නියෝජනය කරයි, නමුත් ආදේශක ඇත්ත වශයෙන්ම අහඹු වේ.
එක් එක් ආදේශකයක් සඳහා, සම්පූර්ණ ඊතරීකරණයේ ප්‍රමාණය ආදේශන DS අගයෙන් ප්‍රකාශ වේ. DS හි පරාසය 0~3 වන අතර, එය එක් එක් ඇන්හයිඩ්‍රොග්ලූකෝස් ඒකකයේ ඊතරීකරණ කණ්ඩායම් මගින් ප්‍රතිස්ථාපනය කරන ලද හයිඩ්‍රොක්සයිල් කාණ්ඩවල සාමාන්‍ය සංඛ්‍යාවට සමාන වේ.
හයිඩ්‍රොක්සයිල්කයිල් සෙලියුලෝස් ඊතර් සඳහා, ප්‍රතිස්ථාපන ප්රතික්රියාව නව නිදහස් හයිඩ්‍රොක්සයිල් කාණ්ඩ වලින් ඊතර්කරණය ආරම්භ කරනු ඇති අතර, ප්‍රතිස්ථාපන ප්‍රමාණය MS අගයෙන්, එනම් ආදේශකයේ මවුල උපාධියෙන් ප්‍රමාණ කළ හැක. එය එක් එක් ඇන්හයිඩ්‍රොග්ලූකෝස් ඒකකයට එකතු කරන ලද ඊතර්කරණ කාරක ප්‍රතික්‍රියාකාරකයේ සාමාන්‍ය මවුල සංඛ්‍යාව නියෝජනය කරයි. සාමාන්‍ය ප්‍රතික්‍රියාකාරකයක් එතිලීන් ඔක්සයිඩ් වන අතර නිෂ්පාදනයේ හයිඩ්‍රොක්සයිතයිල් ආදේශකයක් ඇත. රූප සටහන 1 හි, නිෂ්පාදනයේ MS අගය 3.0 වේ.
න්‍යායාත්මකව, MS අගය සඳහා ඉහළ සීමාවක් නොමැත. එක් එක් ග්ලූකෝස් වළලු කාණ්ඩයේ ආදේශන මට්ටමෙහි DS අගය දන්නේ නම්, ඊතර් පැති දාමයේ සාමාන්‍ය දාම දිග සමහර නිෂ්පාදකයින් බොහෝ විට විවිධ ඊතරීකරණ කණ්ඩායම්වල (-OCH3 හෝ -OC2H4OH වැනි) ස්කන්ධ භාගය (wt%) භාවිතා කරයි. DS සහ MS අගයන් වෙනුවට ආදේශන මට්ටම සහ උපාධිය නියෝජනය කිරීමට. එක් එක් කාණ්ඩයේ ස්කන්ධ භාගය සහ එහි DS හෝ MS අගය සරල ගණනය කිරීමකින් පරිවර්තනය කළ හැක.
බොහෝ සෙලියුලෝස් ඊතර් ජලයේ ද්‍රාව්‍ය බහු අවයවක වන අතර සමහර ඒවා කාබනික ද්‍රාවකවල අර්ධ වශයෙන් ද්‍රාව්‍ය වේ. සෙලියුලෝස් ඊතර්හි ඉහළ කාර්යක්ෂමතාව, අඩු මිල, පහසු සැකසුම්, අඩු විෂ සහිත සහ විවිධත්වය යන ලක්ෂණ ඇති අතර ඉල්ලුම සහ යෙදුම් ක්ෂේත්‍ර තවමත් පුළුල් වෙමින් පවතී. සහායක නියෝජිතයෙකු ලෙස, සෙලියුලෝස් ඊතර් කර්මාන්තයේ විවිධ ක්ෂේත්‍රවල විශාල යෙදුම් හැකියාවක් ඇත. MS/DS මගින් ලබා ගත හැක.
සෙලියුලෝස් ඊතර් ආදේශකවල රසායනික ව්‍යුහය අනුව ඇනොනික්, කැටානික් සහ අයෝනික් ඊතර් ලෙස වර්ග කෙරේ. Nonionic ඊතර් ජලයේ ද්‍රාව්‍ය සහ තෙල් ද්‍රාව්‍ය නිෂ්පාදන ලෙස බෙදිය හැකිය.
කාර්මීකරණය කරන ලද නිෂ්පාදන 1 වගුවේ ඉහළ කොටසේ ලැයිස්තුගත කර ඇත. 1 වගුවේ පහළ කොටස තවමත් වැදගත් වාණිජ නිෂ්පාදන බවට පත් නොවූ දන්නා ඊතර්කරණ කණ්ඩායම් කිහිපයක් ලැයිස්තුගත කරයි.
මිශ්‍ර ඊතර් ආදේශකවල සංක්ෂිප්ත අනුපිළිවෙල අකාරාදී අනුපිළිවෙලට හෝ අදාළ DS (MS) මට්ටමට අනුව නම් කළ හැකිය, උදාහරණයක් ලෙස, 2-hydroxyethyl methylcellulose සඳහා, කෙටි යෙදුම HEMC වන අතර, එය MHEC ලෙසද ලිවිය හැකිය. මෙතිල් ආදේශකය ඉස්මතු කරන්න.
සෙලියුලෝස් මත ඇති හයිඩ්‍රොක්සයිල් කාණ්ඩවලට ඊතරීකරණ කාරක මගින් පහසුවෙන් ප්‍රවේශ විය නොහැකි අතර සාමාන්යයෙන් ඊතරීකරණ ක්‍රියාවලිය සාමාන්යයෙන් ක්ෂාරීය තත්ව යටතේ සිදු කෙරේ, සාමාන්යයෙන් NaOH ජලීය ද්‍රාවණයේ යම් සාන්ද්‍රණයක් භාවිතා කරයි. සෙලියුලෝස් මුලින්ම NaOH ජලීය ද්‍රාවණයක් සමඟ ඉදිමුණු ක්ෂාර සෙලියුලෝස් බවට පත් වන අතර පසුව ඊතරීකරණ කාරකය සමඟ ඊතරීකරණ ප්‍රතික්‍රියාවකට භාජනය වේ. මිශ්‍ර ඊතර් නිෂ්පාදනය සහ සකස් කිරීමේදී, විවිධ වර්ගයේ ඊතරීකරණ කාරක එකවර භාවිතා කළ යුතුය, නැතහොත් වරින් වර පෝෂණය කිරීමෙන් (අවශ්‍ය නම්) පියවරෙන් පියවර ඊතර්කරණය සිදු කළ යුතුය. සෙලියුලෝස් වල ඊතරීකරණයේ ප්‍රතික්‍රියා වර්ග හතරක් ඇත, ඒවා ප්‍රතික්‍රියා සූත්‍රය මගින් සාරාංශ කර ඇත (සෙලියුලෝස් සෛල-OH මගින් ප්‍රතිස්ථාපනය වේ) පහත පරිදි වේ:
සමීකරණය (1) විලියම්සන් ඊතරීකරණ ප්රතික්රියාව විස්තර කරයි. RX යනු අකාබනික අම්ල එස්ටරයක් වන අතර X යනු හැලජන් Br, Cl හෝ සල්ෆියුරික් අම්ල එස්ටරය වේ. ක්ලෝරයිඩ් R-Cl සාමාන්යයෙන් කර්මාන්තයේ භාවිතා වේ, උදාහරණයක් ලෙස, මෙතිල් ක්ලෝරයිඩ්, එතිල් ක්ලෝරයිඩ් හෝ ක්ලෝරෝඇසිටික් අම්ලය. එවැනි ප්‍රතික්‍රියා වලදී පාදයේ ස්ටෝචියෝමිතික ප්‍රමාණයක් පරිභෝජනය කරයි. කාර්මිකකරණය වූ සෙලියුලෝස් ඊතර් නිෂ්පාදන මෙතිල් සෙලියුලෝස්, එතිල් සෙලියුලෝස් සහ කාබොක්සිමීතයිල් සෙලියුලෝස් විලියම්සන් ඊතරීකරණ ප්‍රතික්‍රියාවේ නිෂ්පාදන වේ.
ප්‍රතික්‍රියා සූත්‍රය (2) යනු භෂ්ම-උත්ප්‍රේරක ඉෙපොක්සයිඩ් (R=H, CH3, හෝ C2H5 වැනි) සහ හයිඩ්‍රොක්සයිල් කාණ්ඩවල සෙලියුලෝස් අණු මත පදනම් පරිභෝජනයකින් තොරව එකතු කරන ප්‍රතික්‍රියාවයි. ප්රතික්රියාව අතරතුර නව හයිඩ්‍රොක්සයිල් කාණ්ඩ උත්පාදනය වන බැවින් ඔලිගොඇල්කයිලෙතිලීන් ඔක්සයිඩ් පැති දාම සෑදීමට තුඩු දෙන බැවින් මෙම ප්රතික්රියාව දිගටම පැවතීමට ඉඩ ඇත: 1-ඇසිරිඩීන් (ඇසිරිඩීන්) සමඟ සමාන ප්‍රතික්‍රියාවක් ඇමයිනොඑතිල් ඊතර් සාදනු ඇත: Cell-O-CH2-CH2-NH2 . හයිඩ්‍රොක්සයිතයිල් සෙලියුලෝස්, හයිඩ්‍රොක්සිප්‍රොපයිල් සෙලියුලෝස් සහ හයිඩ්‍රොක්සිබියුටයිල් සෙලියුලෝස් වැනි නිෂ්පාදන සියල්ලම මූලික උත්ප්‍රේරක ඉපොක්සිඩීකරණයේ නිෂ්පාදන වේ.
ප්‍රතික්‍රියා සූත්‍රය (3) යනු සෛල-OH සහ ක්ෂාරීය මාධ්‍යයේ ක්‍රියාකාරී ද්විත්ව බන්ධන අඩංගු කාබනික සංයෝග අතර ප්‍රතික්‍රියාවයි, Y යනු CN, CONH2, හෝ SO3-Na+ වැනි ඉලෙක්ට්‍රෝන ඉවත් කිරීමේ කණ්ඩායමකි. වර්තමානයේ මෙම ආකාරයේ ප්රතික්රියාව කාර්මික වශයෙන් කලාතුරකින් භාවිතා වේ.
ප්‍රතික්‍රියා සූත්‍රය (4), ඩයසොල්කේන් සමඟ ඊතරීකරණය තවමත් කාර්මිකකරණය කර නොමැත.
- සෙලියුලෝස් ඊතර් වර්ග
සෙලියුලෝස් ඊතර් මොනෝතර් හෝ මිශ්‍ර ඊතර් විය හැකි අතර එහි ගුණ වෙනස් වේ. නිෂ්පාදනයට යම් ප්‍රමාණයක ජල ද්‍රාව්‍යතාවයක් ලබා දිය හැකි හයිඩ්‍රොක්සයිතයිල් කාණ්ඩ වැනි සෙලියුලෝස් සාර්ව අණුවෙහි අඩු ආදේශක හයිඩ්‍රොෆිලික් කාණ්ඩ ඇති අතර මෙතිල්, එතිල් වැනි හයිඩ්‍රොෆෝබික් කාණ්ඩ සඳහා මධ්‍යස්ථ ආදේශක ඉහළ උපාධියක් පමණක් කළ හැකිය. නිෂ්පාදනයට නිශ්චිත ජල ද්‍රාව්‍යතාවක් ලබා දෙන අතර, අඩු ආදේශක නිෂ්පාදනයක් ජලයේ ඉදිමී හෝ දිය කළ හැක තනුක ක්ෂාර ද්රාවණය. සෙලියුලෝස් ඊතර් වල ගුණාංග පිළිබඳ ගැඹුරු පර්යේෂණ සමඟින්, නව සෙලියුලෝස් ඊතර් සහ ඒවායේ යෙදුම් ක්ෂේත්‍ර අඛණ්ඩව සංවර්ධනය කර නිෂ්පාදනය කරනු ලබන අතර විශාලතම ගාමක බලවේගය වන්නේ පුළුල් සහ අඛණ්ඩව පිරිපහදු කළ යෙදුම් වෙළඳපොලයි.
ද්‍රාව්‍යතා ගුණාංග මත මිශ්‍ර ඊතර් වල කණ්ඩායම්වල බලපෑමේ සාමාන්‍ය නීතිය වන්නේ:
1) ඊතර්හි ජලභීතිකතාව වැඩි කිරීම සහ ජෙල් ලක්ෂ්යය අඩු කිරීම සඳහා නිෂ්පාදනයේ හයිඩ්රොෆොබික් කාණ්ඩවල අන්තර්ගතය වැඩි කිරීම;
2) එහි ජෙල් ලක්ෂ්යය වැඩි කිරීම සඳහා හයිඩ්‍රොෆිලික් කාණ්ඩවල (හයිඩ්‍රොක්සයිතයිල් කාණ්ඩ වැනි) අන්තර්ගතය වැඩි කරන්න;
3) හයිඩ්‍රොක්සිප්‍රොපයිල් කාණ්ඩය විශේෂ වන අතර නිසි හයිඩ්‍රොක්සිප්‍රොපිලීකරණය මඟින් නිෂ්පාදනයේ ජෙල් උෂ්ණත්වය අඩු කළ හැකි අතර මධ්‍යම හයිඩ්‍රොක්සිප්‍රොපිලේටඩ් නිෂ්පාදනයේ ජෙල් උෂ්ණත්වය නැවත ඉහළ යනු ඇත, නමුත් ඉහළ මට්ටමේ ආදේශකයක් එහි ජෙල් ලක්ෂ්යය අඩු කරයි; හේතුව හයිඩ්‍රොක්සිප්‍රොපයිල් කාණ්ඩයේ විශේෂ කාබන් දාම දිග ව්‍යුහය, පහත් මට්ටමේ හයිඩ්‍රොක්සිප්‍රොපිලේෂන්, සෙලියුලෝස් සාර්ව අණුවේ අණු තුළ සහ අතර හයිඩ්‍රජන් බන්ධන දුර්වල වීම සහ ශාඛා දාමවල ඇති හයිඩ්‍රොෆිලික් හයිඩ්‍රොක්සයිල් කාණ්ඩ නිසාය. ජලය ප්රමුඛ වේ. අනෙක් අතට, ආදේශනය ඉහළ නම්, පැති කාණ්ඩයේ බහුඅවයවීකරණය සිදුවනු ඇත, හයිඩ්‍රොක්සයිල් කාණ්ඩයේ සාපේක්ෂ අන්තර්ගතය අඩු වනු ඇත, ජලභීතිකාව වැඩි වනු ඇත, ඒ වෙනුවට ද්‍රාව්‍යතාව අඩු වේ.
නිෂ්පාදනය සහ පර්යේෂණසෙලියුලෝස් ඊතර්දිගු ඉතිහාසයක් ඇත. 1905 දී, සූයිඩා ප්‍රථම වරට ඩයිමෙතිල් සල්ෆේට් සමඟ මෙතිල් කරන ලද සෙලියුලෝස් ඊතර්කරණය වාර්තා කළේය. Nonionic ඇල්කයිල් ඊතර් පිළිවෙලින් ජලයේ ද්‍රාව්‍ය හෝ තෙල් ද්‍රාව්‍ය සෙලියුලෝස් ඊතර් සඳහා Lilienfeld (1912), Dreyfus (1914) සහ Leuchs (1920) විසින් පේටන්ට් බලපත්‍ර ලබා ගන්නා ලදී. බුච්ලර් සහ ගොම්බර්ග් විසින් 1921 දී බෙන්සයිල් සෙලියුලෝස් නිෂ්පාදනය කරන ලදී, කාබොක්සිමීතයිල් සෙලියුලෝස් ප්‍රථමයෙන් 1918 දී ජැන්සන් විසින් නිෂ්පාදනය කරන ලද අතර, හූබට් 1920 දී හයිඩ්‍රොක්සයිතයිල් සෙලියුලෝස් නිෂ්පාදනය කරන ලදී. 1937 සිට 1938 දක්වා MC සහ HEC හි කාර්මික නිෂ්පාදනය එක්සත් ජනපදයේ සාක්ෂාත් විය. ස්වීඩනය 1945 දී ජල-ද්‍රාව්‍ය EHEC නිෂ්පාදනය ආරම්භ කළේය. 1945 න් පසු, බටහිර යුරෝපයේ, එක්සත් ජනපදයේ සහ ජපානයේ සෙලියුලෝස් ඊතර් නිෂ්පාදනය වේගයෙන් ව්‍යාප්ත විය. 1957 අවසානයේ, චයිනා සීඑම්සී ප්‍රථම වරට ෂැංහයි සෙලියුලොයිඩ් කම්හලෙහි නිෂ්පාදනය කරන ලදී. 2004 වන විට මගේ රටේ නිෂ්පාදන ධාරිතාව අයනික ඊතර් ටොන් 30,000 ක් සහ අයනික නොවන ඊතර් ටොන් 10,000 ක් වනු ඇත. 2007 වන විට එය අයනික ඊතර් ටොන් 100,000 ක් සහ Nonionic ඊතර් ටොන් 40,000 ක් කරා ළඟා වනු ඇත. දේශීය හා විදේශීය ඒකාබද්ධ තාක්ෂණ සමාගම් ද නිරන්තරයෙන් මතුවෙමින් පවතින අතර චීනයේ සෙලියුලෝස් ඊතර් නිෂ්පාදන ධාරිතාව සහ තාක්ෂණික මට්ටම නිරන්තරයෙන් වැඩිදියුණු වේ.
මෑත වසරවලදී, විවිධ ඩීඑස් අගයන්, දුස්ස්රාවීතාව, සංශුද්ධතාවය සහ භූ විද්‍යාත්මක ගුණාංග සහිත බොහෝ සෙලියුලෝස් මොනෝතර් සහ මිශ්‍ර ඊතර් අඛණ්ඩව වර්ධනය වී ඇත. වර්තමානයේ, සෙලියුලෝස් ඊතර් ක්ෂේත්රයේ සංවර්ධනයේ අවධානය යොමු වන්නේ උසස් නිෂ්පාදන තාක්ෂණය, නව සකස් කිරීමේ තාක්ෂණය, නව උපකරණ, නව නිෂ්පාදන, උසස් තත්ත්වයේ නිෂ්පාදන සහ ක්රමානුකූල නිෂ්පාදන තාක්ෂණිකව පර්යේෂණ කළ යුතුය.
පසු කාලය: අප්රේල්-28-2024