1 Увод
Тренутно је главна сировина која се користи у припремицелулозни етарје памук, а његова производња опада, а цена такође расте;
Штавише, често коришћени агенси за етерификацију као што су хлоросирћетна киселина (високо токсични) и етилен оксид (канцерогени) такође су штетнији за људско тело и животну средину. Боок
У овом поглављу се као сировина користи борова целулоза релативне чистоће веће од 90% екстрахована у другом поглављу, а као замене се користе натријум хлорацетат и 2-хлороетанол.
Коришћење високо токсичне хлоросирћетне киселине као агенса за етерификацију, ањонскекарбоксиметил целулоза (ЦМЦ), припремљена је нејонска хидроксиетил целулоза.
Целулоза (ХЕЦ) и мешана хидроксиетил карбоксиметил целулоза (ХЕЦМЦ) три етра целулозе. појединачни фактор
Експериментима и ортогоналним експериментима оптимизоване су технике припреме три етра целулозе, а синтетизовани етри целулозе су окарактерисани ФТ-ИР, КСРД, Х-НМР итд.
Основи етерификације целулозе
Принцип етерификације целулозе може се поделити на два дела. Први део је процес алкализације, односно током реакције алкализације целулозе,
Равномерно диспергована у раствору НаОХ, борова целулоза под дејством механичког мешања и ширењем воде снажно бубри.
Велика количина малих молекула НаОХ продрла је у унутрашњост борове целулозе и реаговала са хидроксилним групама на прстену структурне јединице глукозе,
Ствара алкалну целулозу, активни центар реакције етерификације.
Други део је процес етерификације, односно реакција између активног центра и натријум хлороацетата или 2-хлороетанола у алкалним условима, што резултира
У исто време, агенс за етерификацију натријум хлороацетат и 2-хлороетанол ће такође произвести одређени степен воде у алкалним условима.
Споредне реакције се решавају да би се добио натријум гликолат и етилен гликол, респективно.
2 Предтретман борове целулозе концентрованом алкалном декристализацијом
Прво припремите одређену концентрацију раствора НаОХ са дејонизованом водом. Затим, на одређеној температури, 2г борових влакана
Витамин се раствори у одређеној запремини раствора НаОХ, меша неко време, а затим филтрира за употребу.
Произвођач модела инструмената
Прецизни пХ метар
Колекторска магнетна мешалица за загревање константне температуре
Вакум пећница за сушење
Електронска равнотежа
Вишенаменска вакуум пумпа типа циркулационе воде
Инфрацрвени спектрометар Фуријеове трансформације
Рентгенски дифрактометар
Спектрометар за нуклеарну магнетну резонанцу
Хангзхоу Аолилонг Инструмент Цо., Лтд.
Хангзхоу Хуицхуанг Инструмент Екуипмент Цо., Лтд.
Схангхаи Јингхонг Екпериментал Екуипмент Цо., Лтд.
МЕТТЛЕР ТОЛЕДО Инструментс (Схангхаи) Цо., Лтд.
Хангзхоу Давид Сциенце анд Едуцатион Инструмент Цо., Лтд.
Америцан Тхермо Фисхер Цо., Лтд.
Компанија Америцан Тхермоелецтриц Свитзерланд АРЛ
Швајцарска компанија БРУКЕР
35
Припрема ЦМЦ-а
Коришћење алкалне целулозе боровог дрвета претходно обрађене концентрованом алкалном декристализацијом као сировине, коришћењем етанола као растварача и коришћењем натријум хлорацетата као етерификације
ЦМЦ са вишим ДС је припремљен додатком лужине два пута и два пута етерификованог агенса. Додајте 2 г алкалне целулозе боровог дрвета у тиквицу са четири грла, затим додајте одређену запремину растварача етанола и добро мешајте 30 минута
око, тако да је алкална целулоза потпуно диспергована. Затим додајте одређену количину алкалног агенса и натријум хлорацетата да реагују неко време на одређеној температури етерификације
После времена, друго додавање алкалног средства и натријум хлорацетата, праћено етерификацијама током одређеног временског периода. Након што се реакција заврши, охладите и охладите, затим
Неутралисати одговарајућом количином глацијалне сирћетне киселине, затим усисним филтером, опрати и осушити.
Припрема ХЕЦ-а
Коришћење алкалне целулозе боровог дрвета претходно третиране концентрованом алкалном декристализацијом као сировине, етанола као растварача и 2-хлороетанола као етерификације
ХЕЦ са вишим МС је припремљен додатком алкалије два пута и два пута етерификованог агенса. Додајте 2 г алкалне целулозе боровог дрвета у тиквицу са четири грла и додајте одређену запремину 90% (запремински удио) етанола, промешајте
Мешајте неко време да се потпуно распрши, затим додајте одређену количину алкалија, и полако загрејте, додајте одређену запремину од 2-
Хлороетанол, етерификован на константној температури током одређеног временског периода, а затим додат преостали натријум хидроксид и 2-хлороетанол да би се наставила етерификација током одређеног временског периода. третирати
Након што се реакција заврши, неутралисати са одређеном количином глацијалне сирћетне киселине и на крају филтрирати стакленим филтером (Г3), опрати и осушити.
Припрема ХЕМЦЦ
Коришћење ХЕЦ припремљеног у 3.2.3.4 као сировог материјала, етанола као реакционог медијума и натријум хлорацетата као агенса за етерификацију за припрему
ХЕЦМЦ. Специфичан процес је: узмите одређену количину ХЕЦ-а, ставите је у боцу са четири врата од 100 мЛ, а затим додајте одређену количину запремине
90% етанол, механички мешати неко време да се потпуно распрши, додати одређену количину алкалија након загревања и полако додавати
Натријум хлорацетат, етерификација на константној температури се завршава након одређеног временског периода. Након што се реакција заврши, неутралишите је глацијалном сирћетном киселином да бисте је неутралисали, а затим користите стаклени филтер (Г3)
После усисне филтрације, прања и сушења.
Пречишћавање етра целулозе
У процесу припреме целулозног етра често се производе неки нуспроизводи, углавном неорганска со натријум хлорид и неки други
нечистоће. У циљу побољшања квалитета целулозног етра, извршено је једноставно пречишћавање добијеног етра целулозе. јер су у води
Постоје различите растворљивости, тако да се у експерименту користи одређени запремински удео хидратисаног етанола за пречишћавање припремљена три етра целулозе.
променити.
Ставите узорак целулозног етра припремљеног одређеног квалитета у чашу, додајте одређену количину 80% етанола који је претходно загрејан на 60 ℃ ~ 65 ℃ и одржавајте механичко мешање на 60 ℃ ~ 65 ℃ на магнетној мешалици са константном температуром. за 10 ℃. мин. Узмите супернатант да се осуши
У чистој чаши користите сребрни нитрат да проверите да ли има хлоридних јона. Ако постоји бели талог, филтрирајте га кроз стаклени филтер и узмите чврсту супстанцу
Поновите претходне кораке за део тела, све док филтрат након додавања 1 капи раствора АгНО3 не буде имао бели талог, односно док се пречишћавање и прање не заврши.
36
у (углавном за уклањање нуспроизвода реакције НаЦл). Након усисне филтрације, сушења, хлађења на собну температуру и вагања.
маса, г.
Методе испитивања и карактеризације етра целулозе
Одређивање степена супституције (ДС) и моларног степена супституције (МС)
Одређивање ДС: Прво измерити 0,2 г (са тачношћу од 0,1 мг) пречишћеног и осушеног узорка целулозног етра, растворити га у
80мЛ дестиловане воде, мешано у воденом купатилу константне температуре на 30℃~40℃ 10мин. Затим подесити раствором сумпорне киселине или раствором НаОХ
пХ раствора док пХ раствора не буде 8. Затим у чаши опремљеној електродом пХ метра употребите стандардни раствор сумпорне киселине
За титрирање, под условима мешања, посматрајте очитавање пХ метра током титрирања, када је пХ вредност раствора подешена на 3,74,
Титрација се завршава. Обратите пажњу на запремину стандардног раствора сумпорне киселине који се користи у овом тренутку.
Генерација:
Збир горњих бројева протона и хидроксиетил групе
Однос броја горњих протона; И7 је маса метиленске групе на хидроксиетил групи
Интензитет пика протонске резонанције; је интензитет пика протонске резонанције 5 метинских група и једне метиленске групе на јединици глукозе целулозе
Сум.
Методе испитивања описане за испитивање инфрацрвене карактеризације три етра целулозе ЦМЦ, ХЕЦ и ХЕЕЦМЦ
Закон
3.2.4.3 КСРД тест
Анализа рендгенске дифракције Тест карактеризације три етра целулозе ЦМЦ, ХЕЦ и ХЕЕЦМЦ
описана метода испитивања.
3.2.4.4 Испитивање Х-НМР
Х НМР спектрометар ХЕЦ је мерен Аванце400 Х НМР спектрометром који производи БРУКЕР.
Коришћењем деутерованог диметил сулфоксида као растварача, раствор је тестиран НМР спектроскопијом течног водоника. Тестна фреквенција је била 75,5МХз.
Топло, раствор је 0,5 мл.
3.3 Резултати и анализа
3.3.1 Оптимизација процеса припреме ЦМЦ-а
Користећи борову целулозу екстраховану у другом поглављу као сировину, а натријум хлорацетат као средство за етерификацију, усвојена је метода експеримента са једним фактором,
Процес припреме ЦМЦ је оптимизован, а почетне варијабле експеримента су постављене као што је приказано у табели 3.3. Следи процес припреме ХЕЦ-а
У уметности, анализа различитих фактора.
Табела 3.3 Почетне вредности фактора
Фактор Почетна вредност
Температура алкализације претходног третмана/℃ 40
Време алкализације претходног третмана/х 1
Однос чврсте материје и течности претходног третмана/(г/мЛ) 1:25
Концентрација лужине за предтретман/% 40
38
Температура прве фазе етерификације/℃ 45
Време етерификације прве фазе/х 1
Температура друге фазе етерификације/℃ 70
Време етерификације друге фазе/х 1
Основна доза у фази етерификације/г 2
Количина агенса за етерификацију у фази етерификације/г 4.3
Етерификовани однос чврста и течност/(г/мЛ) 1:15
3.3.1.1 Утицај различитих фактора на степен замене ЦМЦ у фази алкализације пре третмана
1. Утицај температуре алкализације пре третмана на степен супституције ЦМЦ
Да би се размотрио утицај температуре алкализације предтретмана на степен супституције у добијеном ЦМЦ, у случају фиксирања других фактора као почетних вредности,
У овим условима, разматран је утицај температуре алкализације пре третмана на степен супституције ЦМЦ, а резултати су приказани на Сл.
Температура алкализације претходног третмана/℃
Утицај температуре алкализације пре третмана на степен супституције ЦМЦ
Види се да се степен супституције ЦМЦ повећава са повећањем температуре алкализације предтретмана, а температура алкализације је 30 °Ц.
Горе наведени степени супституције опадају са повећањем температуре. То је зато што је температура алкализације прениска, а молекули су мање активни и неспособни за то
Ефикасно уништавају кристалну површину целулозе, што отежава етерификационом агенсу да уђе у унутрашњост целулозе у фази етерификације, а степен реакције је релативно висок.
низак, што резултира нижим степеном замене производа. Међутим, температура алкализације не би требало да буде превисока. Како температура расте, под дејством високе температуре и јаке алкалије,
Целулоза је склона оксидативној деградацији, а степен супституције производа ЦМЦ се смањује.
2. Утицај времена алкализације пре третмана на степен супституције ЦМЦ
Под условом да је температура алкализације предтретмана 30 °Ц и да су други фактори почетне вредности, разматра се утицај времена алкализације предтретмана на ЦМЦ.
Ефекат замене. Степен замене
Време алкализације претходног третмана/х
Утицај времена алкализације пре третмана наЦМЦстепен замене
Сам процес пуњења је релативно брз, али алкалном раствору је потребно одређено време дифузије у влакну.
Може се видети да када је време алкализације 0,5-1,5х, степен супституције производа расте са повећањем времена алкализације.
Степен супституције добијеног производа био је највећи када је време било 1,5 х, а степен супституције се смањивао са повећањем времена након 1,5 х. Ово може
Можда зато што је на почетку алкализације, са продужењем времена алкализације, инфилтрација алкалија у целулозу довољнија, тако да влакно
Основна структура је опуштенија, повећавајући агенс за етерификацију и активни медијум
Време поста: 26.04.2024