1 Uvod
Trenutno je glavna surovina, uporabljena pri pripraviEter celulozeje bombaž in njegova proizvodnja upada, cena pa narašča;
Poleg tega so pogosto uporabljena eterična sredstva, kot sta kloroocetna kislina (zelo strupena) in etilen oksid (karcinogeni), tudi bolj škodljiva za človeško telo in okolje. Knjiga
V tem poglavju se kot surovina uporablja bora celuloza z relativno čistostjo več kot 90%, ekstrahirane v drugem poglavju, natrijev kloroacetat in 2-kloroetanol pa se uporabljata kot nadomestke.
Uporaba zelo strupene kloroocetne kisline kot eteričnega sredstva, anionskekarboksimetil celuloza (CMC), pripravili smo neionsko hidroksietil celulozo.
Celuloza (HEC) in mešani hidroksietil karboksimetil celuloza (HECMC) tri celulozne etre. en faktor
Tehnike pripravljanja treh celuloznih etrov so bile optimizirane s poskusi in ortogonalnimi poskusi, za sintetizirane celuloze pa so bili značilni FT-IR, XRD, H-NMR, ETC.
Osnove eterifikacije celuloze
Načelo eterifikacije celuloze lahko razdelimo na dva dela. Prvi del je proces alkalizacije, torej med reakcijo alkalizacije celuloze,
Enakomerno razpršena v raztopini NaOH, bora celuloza silovito nabrekne pod mehanskim mešanjem in s širitvijo vode
Velika količina majhnih molekul NaOH je prodrla v notranjost borove celuloze in reagirala s hidroksilnimi skupinami na obroču strukturne enote glukoze,
Ustvari alkalno celulozo, aktivno središče reakcije eterifikacije.
Drugi del je postopek eterifikacije, to je reakcija med aktivnim centrom in natrijevim kloroacetatom ali 2-kloroetanolom v alkalnih pogojih
Hkrati bosta v alkalnih pogojih tudi eterični sredstva natrijev kloroacetat in 2-kloroetanol proizvedla tudi določeno stopnjo vode.
Stranske reakcije so razrešene tako, da ustvarijo natrijev glikolat in etilen glikol.
2 koncentrirana alkalna dešistalizacijska predhodna obdelava borove celuloze
Najprej pripravite določeno koncentracijo raztopine NaOH z deionizirano vodo. Nato pri določeni temperaturi 2 g borovih vlaken
Vitamin se raztopi v določeni prostornini raztopine NaOH, mešamo za nekaj časa in nato filtriran za uporabo.
Proizvajalec modelov instrumentov
Natančni pH meter
Zbiralnik tipa konstantno temperaturno ogrevanje magnetno mešalnik
Vakuumsko sušenje pečice
Elektronsko ravnovesje
Večnamensko vakuumsko črpalko z večnamensko vakuumsko črpalko
Infrardeči spektrometer Fourier Transform
Rentgenski difraktometer
Jedrski magnetni resonančni spektrometer
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.
Ameriško podjetje Thermoelectric Switzerland Arl
Švicarska družba Bruker
35
Priprava CMC -jev
Z uporabo borovega lesa alkalijske celuloze, predhodno obdelane s koncentrirano alkalno dešistalizacijo kot surovino, z uporabo etanola kot topila in uporabe natrijevega kloroacetata kot eterifikacije
CMC z višjim DS smo pripravili tako, da smo dvakrat dodajali alkalij in dvakrat eterifikacijsko sredstvo. V bučko s štirimi vranami dodajte 2 g borovega lesa alkalijske celuloze, nato dodajte določeno količino etanolnega topila in 30min dobro premešajte
približno, tako da je alkalna celuloza v celoti razpršena. Nato dodajte določeno količino alkalnega sredstva in natrijevega kloroacetata, da reagirate za nekaj časa pri določeni temperaturi eterifikacije
Čez čas je drugi dodatek alkalnega sredstva in natrijevega kloroacetata, ki mu sledi eterifikacija za nekaj časa. Ko je reakcija končana, se ohladi in ohladi, nato
Nevtralizirajte z ustrezno količino ledeniške ocetne kisline, nato sesanje filtra, prajte in posušite.
Priprava HEC
Z uporabo borovega lesa alkalijske celuloze, predhodno obdelane s koncentrirano alkalno dešistalizacijo kot surovino, etanol kot topilo in 2-kloroetanol kot eterifikacijo
HEC z višjim MS smo pripravili tako, da smo dvakrat dodali alkalij in dvakrat eterifikacijsko sredstvo. Dodajte 2G celuloze iz borovega lesa alkalijske bučke in dodajte določeno prostornino 90% (volumna frakcija), mešajte
Za nekaj časa premešajte, da se popolnoma razpršimo, nato dodajte določeno količino alkalij in počasi segrejte, dodajte določeno prostornino 2-
Kloroetanol, eteričen pri konstantni temperaturi za nekaj časa, nato pa dodal preostali natrijev hidroksid in 2-kloroetanol, da se za nekaj časa nadaljuje z eterifikacijo. zdraviti
Po zaključku reakcije nevtralizirajte z določeno količino ledeniške ocetne kisline in na koncu filtrirajte s steklenim filtrom (G3), operete in posušite.
Priprava hemcc
Uporaba HEC, pripravljenega v 3.2.3.4 kot surovini, etanol kot reakcijski medij in natrijevega kloroacetata kot eteričnega sredstva za pripravo
HECMC. Specifični postopek je: vzemite določeno količino HEC, ga dajte v 100 ml štirinožne bučke in dodajte določeno količino volumna
90% etanol, mehanično mešajte za nekaj časa, da ga v celoti razpršijo, dodajo določeno količino alkalij po segrevanju in počasi dodajte
Natrijev kloroacetat, eterifikacija pri konstantni temperaturi se konča po obdobju. Po zaključku reakcije ga nevtralizirajte z ledeniško ocetno kislino, da jo nevtralizira, nato uporabite stekleni filter (G3)
Po sesalni filtraciji, pranju in sušenju.
Čiščenje celuloznih etrov
V procesu pripravljanja celuloznega etra se pogosto proizvajajo nekateri stranski proizvodi, predvsem anorganski solni natrijev klorid in nekateri drugi
nečistoče. Za izboljšanje kakovosti celuloznega etra je bilo izvedeno preprosto čiščenje na dobljenem etru celuloze. Ker so v vodi
Obstajajo različna topnost, zato eksperiment uporablja določen volumen frakcije hidriranega etanola za čiščenje pripravljenih treh celuloznih etrov.
menjava.
Vzorec celuloznega etra, pripravljen z določeno kakovostjo v čaši, dodajte določeno količino 80% etanola, ki je bil predhodno ogret na 60 ℃ ~ 65 ℃ za 10 ℃. min. Vzemite supernatant, da se posuši
V čisti čaši uporabite srebrni nitrat za preverjanje kloridnih ionov. Če obstaja bela oborina, jo filtrirajte skozi stekleni filter in vzemite trdno snov
Ponovite prejšnje korake za del telesa, dokler filtrat po dodajanju 1 kapljice raztopine Agno3 nima bele oborine, to je, da se čiščenje in pranje zaključita.
36
v (predvsem za odstranitev reakcijskega stranskega proizvoda NaCl). Po sesalni filtraciji, sušenju, hlajenju do sobne temperature in tehtanju.
Masa, g.
Metode testiranja in karakterizacije za celulozne etre
Določitev stopnje substitucije (DS) in molarne stopnje zamenjave (MS)
Določitev DS: Najprej tehtamo 0,2 g (natančno do 0,1 mg) očiščenega in posušenega celuloznega etra vzorca
80 ml destilirane vode, mešan v vodni kopeli s konstantno temperaturo pri 30 ℃ ~ 40 ℃ za 10min. Nato prilagodite z raztopino žveplove kisline ali raztopino NaOH
pH raztopine, dokler pH raztopine ni 8. Nato v čaši, opremljeni s pH meter elektrodo, uporabite standardno raztopino žveplove kisline
Če želite titrirati, pod mešalnimi pogoji opazujte odčitek pH merilnika med titriranjem, ko se pH vrednost raztopine prilagodi na 3,74,
Titracija se konča. Upoštevajte prostornino standardne raztopine žveplove kisline, ki se uporablja v tem času.
Generacija:
Vsota zgornjih protonskih števil in hidroksietilne skupine
Razmerje med številom zgornjih protonov; I7 je masa metilenske skupine na hidroksietilni skupini
Intenzivnost protonskega resonančnega vrha; je intenzivnost protonskega resonančnega vrha 5 metinskih skupin in ena metilenska skupina na celulozni glukozni enoti
Vsota.
Preskusne metode, opisane za infrardečo karakterizacijsko testiranje treh celuloznih etrov CMC, HEC in HeecMC
Zakon
3.2.4.3 XRD test
Karakterizacija rentgenske difrakcijske analize treh celuloznih etrov CMC, HEC in HeecMC
opisana preskusna metoda.
3.2.4.4 Testiranje H-NMR
H NMR spektrometer HEC smo merili s spektrometrom Avance400 H NMR, ki ga je proizvedel Bruker.
Z uporabo devteriranega dimetil sulfoksida kot topila smo raztopino testirali s tekočimi vodikovim NMR spektroskopijo. Preskusna frekvenca je bila 75,5MHz.
Toplo, raztopina je 0,5 ml.
3.3 Rezultati in analiza
3.3.1 Optimizacija procesa priprave CMC
Uporaba borove celuloze, pridobljene v drugem poglavju kot surovina, in z uporabo natrijevega kloroacetata kot eteričnega sredstva je bila sprejeta metoda enega faktorja,
Postopek priprave CMC je bil optimiziran, začetne spremenljivke poskusa pa so bile nastavljene, kot je prikazano v tabeli 3.3. Sledi postopek priprave HEC
V umetnosti analiza različnih dejavnikov.
Tabela 3.3 Vrednosti začetnih faktorjev
Faktor začetna vrednost
Predobdelava Alkalizirajoča temperatura/℃ 40
Predobdelava alkaliziranja časa/h 1
Predobdelava trdno-tekoče razmerje/(g/ml) 1:25
Koncentracija luči pred zdravljenjem/% 40
38
Temperatura eterifikacije prve stopnje/℃ 45
Čas eterifikacije v prvi stopnji/h 1
Temperatura eterifikacije druge stopnje/℃ 70
Čas eterifikacije druge stopnje/h 1
Osnovni odmerek v fazi eterifikacije/g 2
Količina eteričnega sredstva v fazi eterifikacije/g 4.3
Eterificirano razmerje med trdno-tekočino/(g/ml) 1:15
3.3.1.1 Vpliv različnih dejavnikov na stopnjo substitucije CMC v fazi alkalizacije predhodne obdelave
1. Vpliv temperature alkalizacije predhodne obdelave na stopnjo substitucije CMC
Da bi preučili učinek temperature alkalizacije pred obdelavo na stopnjo zamenjave v dobljenem CMC, v primeru določitve drugih dejavnikov kot začetnih vrednosti,
Pod pogoji je obravnavan učinek alkalizacije predhodne obdelave na stopnjo substitucije CMC, rezultati pa so prikazani na sliki.
Predobdelava Alkalizirajoča temperatura/℃
Vpliv temperature alkaliziranja predhodne obdelave na stopnjo nadomestitve CMC
Vidimo, da se stopnja zamenjave CMC poveča s povečanjem temperature alkalizacije predhodne obdelave, temperatura alkalizacije pa 30 ° C.
Zgornje stopnje substitucije se z naraščajočo temperaturo zmanjšajo. To je zato, ker je temperatura alkaliranja prenizka, molekule pa manj aktivne in ne morejo
Učinkovito uničite kristalno območje celuloze, kar eterirajočega sredstva otežuje vstop v notranjost celuloze v fazi eterifikacije, stopnja reakcije pa je relativno visoka.
nizka, kar ima za posledico nižjo stopnjo nadomestitve izdelka. Vendar temperatura alkalizacije ne sme biti previsoka. Ko se temperatura povečuje, pod delovanjem visoke temperature in močnih alkalij,
Celuloza je nagnjena k oksidativni razgradnji, stopnja nadomestitve proizvoda CMC pa se zmanjša.
2. Vpliv časa alkalinizacije predhodne obdelave na stopnjo substitucije CMC
Pod pogojem, da je temperatura alkalizacije predhodne obdelave 30 ° C, drugi dejavniki pa so začetne vrednosti, razpravljamo o učinku alkalizacije predhodne obdelave na CMC.
Učinek zamenjave. Stopnja nadomestitve
Predobdelava Alkalizirajoča čas/h
Vpliv časa alkalinizacije predhodne obdelave naCMCnadomestitvena stopnja
Sam proces razmaza je razmeroma hiter, vendar alkalna rešitev potrebuje določen čas difuzije v vlakninah.
Vidimo, da se, ko je čas alkalizacije 0,5-1,5h, stopnja nadomestitve izdelka poveča s povečanjem časa alkalizacije.
Stopnja nadomestitve proizvoda je bila najvišja, ko je bil čas 1,5h, stopnja zamenjave pa se je zmanjšala s povečanjem časa po 1,5h. To lahko
Mogoče je, da je na začetku alkalizacije s podaljšanjem časa alkalizacije zadostna infiltracija alkalije v celulozo, tako da vlakna
Glavna struktura je bolj sproščena, povečuje eterično sredstvo in aktivni medij
Čas objave: APR-26-2024