1 Utangulizi
Kwa sasa, malighafi kuu kutumika katika maandalizi yaetha ya selulosini pamba, na pato lake linapungua, na bei pia inapanda;
Zaidi ya hayo, viuatilifu vinavyotumika kwa kawaida kama vile asidi ya kloroasetiki (sumu kali) na oksidi ya ethilini (kansa) pia ni hatari zaidi kwa mwili wa binadamu na mazingira. Kitabu
Katika sura hii, selulosi ya pine yenye usafi wa jamaa wa zaidi ya 90% iliyotolewa katika sura ya pili inatumika kama malighafi, na kloroacetate ya sodiamu na 2-chloroethanol hutumiwa kama mbadala.
Kutumia asidi ya kloroasetiki yenye sumu kali kama wakala wa kununa, anionicselulosi ya carboxymethyl (CMC), selulosi isiyo ya ionic ya hydroxyethyl ilitayarishwa.
Selulosi (HEC) na selulosi ya hydroxyethyl carboxymethyl cellulose (HECMC) etha tatu za selulosi. kipengele kimoja
Mbinu za maandalizi ya etha tatu za selulosi ziliboreshwa kwa njia ya majaribio na majaribio ya orthogonal, na etha za selulosi zilizounganishwa zilijulikana na FT-IR, XRD, H-NMR, nk.
Misingi ya etherification ya selulosi
Kanuni ya etherification ya selulosi inaweza kugawanywa katika sehemu mbili. Sehemu ya kwanza ni mchakato wa alkalization, ambayo ni, wakati wa mmenyuko wa alkalization ya selulosi.
Imetawanywa sawasawa katika myeyusho wa NaOH, selulosi ya pine huvimba kwa nguvu chini ya hatua ya msukumo wa mitambo, na kwa upanuzi wa maji.
Kiasi kikubwa cha molekuli ndogo za NaOH ziliingia ndani ya selulosi ya pine, na kuguswa na vikundi vya haidroksili kwenye pete ya kitengo cha muundo wa glukosi,
Huzalisha selulosi ya alkali, kitovu amilifu cha mmenyuko wa etherification.
Sehemu ya pili ni mchakato wa etherification, yaani, mmenyuko kati ya kituo cha kazi na kloroacetate ya sodiamu au 2-chloroethanol chini ya hali ya alkali, na kusababisha
Wakati huo huo, wakala wa etherifying sodium chloroacetate na 2-chloroethanol pia itazalisha kiwango fulani cha maji chini ya hali ya alkali.
Athari za upande hutatuliwa ili kuzalisha glycolate ya sodiamu na ethilini glikoli, kwa mtiririko huo.
2 Matayarisho ya uondoaji fuwele ya alkali yaliyokolea ya selulosi ya pine
Kwanza, jitayarisha mkusanyiko fulani wa suluhisho la NaOH na maji yaliyotengwa. Kisha, kwa joto fulani, 2g ya nyuzi za pine
Vitamini hupasuka kwa kiasi fulani cha suluhisho la NaOH, kuchochewa kwa muda, na kisha kuchujwa kwa matumizi.
Mtengenezaji wa Mfano wa Ala
Usahihi wa mita ya pH
Mtoza aina ya joto mara kwa mara inapokanzwa magnetic stirrer
Tanuri ya kukausha utupu
Usawa wa kielektroniki
Pampu ya utupu ya aina mbalimbali ya maji inayozunguka
Fourier Transform Infrared Spectrometer
Diffractometer ya X-ray
Kipimo cha Nuclear Magnetic Resonance
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 Sayansi na Elimu Ala Co., Ltd.
American Thermo Fisher Co., Ltd.
American Thermoelectric Uswisi ARL Kampuni
Kampuni ya Uswizi BRUKER
35
Maandalizi ya CMCs
Kutumia mbao za msonobari selulosi ya alkali iliyotunzwa kabla na uondoaji fuwele wa alkali kama malighafi, kwa kutumia ethanoli kama kiyeyusho na kutumia kloroacetate ya sodiamu kama etherification.
CMC yenye DS ya juu ilitayarishwa kwa kuongeza alkali mara mbili na wakala wa etherifying mara mbili. Ongeza 2g ya selulosi ya alkali ya mbao ya pine kwenye chupa yenye shingo nne, kisha ongeza kiasi fulani cha kutengenezea ethanoli, na koroga vizuri kwa dakika 30.
kuhusu, ili selulosi ya alkali itawanywe kikamilifu. Kisha ongeza kiasi fulani cha wakala wa alkali na kloroacetate ya sodiamu ili kuitikia kwa muda fulani katika halijoto fulani ya etherification.
Baada ya muda, nyongeza ya pili ya wakala wa alkali na kloroacetate ya sodiamu ikifuatiwa na etherification kwa kipindi cha muda. Baada ya majibu kumalizika, baridi chini na baridi chini, basi
Neutralized kwa kiasi sahihi cha glacial asetiki, kisha suction chujio, osha na kavu.
Maandalizi ya HECs
Kutumia mbao za msonobari selulosi ya alkali iliyosafishwa mapema na uondoaji fuwele wa alkali kama malighafi, ethanoli kama kiyeyusho na 2-chloroethanol kama etherification.
HEC yenye MS ya juu ilitayarishwa kwa kuongeza alkali mara mbili na wakala wa etherifying mara mbili. Ongeza 2g ya selulosi ya alkali ya mbao ya msonobari kwenye chupa yenye shingo nne, na ongeza kiasi fulani cha 90% (sehemu ya ujazo) ethanoli, koroga.
Koroga kwa muda ili kutawanyika kikamilifu, kisha ongeza kiasi fulani cha alkali, na joto polepole, ongeza kiasi fulani cha 2-
Chloroethanol, iliyoimarishwa kwa halijoto isiyobadilika kwa muda fulani, na kisha kuongezwa hidroksidi ya sodiamu iliyobaki na 2-kloroethanoli ili kuendelea na etherification kwa kipindi cha muda. kutibu
Baada ya majibu kukamilika, punguza kwa kiasi fulani cha asidi ya glacial asetiki, na hatimaye chuja na chujio cha kioo (G3), osha, na kavu.
Maandalizi ya HEMCC
Kwa kutumia HEC iliyotayarishwa katika 3.2.3.4 kama malighafi, ethanoli kama nyenzo ya kujibu, na kloroacetate ya sodiamu kama wakala wa etherifying kuandaa.
HECMC. Mchakato maalum ni: kuchukua kiasi fulani cha HEC, kuiweka kwenye chupa ya 100 ml ya shingo nne, na kisha kuongeza kiasi fulani cha kiasi.
90% ya ethanoli, koroga kimitambo kwa muda ili iweze kutawanywa kikamilifu, ongeza kiasi fulani cha alkali baada ya kupasha joto na ongeza polepole.
Kloroacetate ya sodiamu, etherification kwa joto la mara kwa mara huisha baada ya muda fulani. Baada ya majibu kukamilika, itengeneze kwa asidi ya glacial ya asetiki ili kuipunguza, kisha tumia kichujio cha glasi (G3)
Baada ya kuchujwa kwa kunyonya, kuosha na kukausha.
Utakaso wa ether za selulosi
Katika mchakato wa utayarishaji wa etha ya selulosi, bidhaa zingine hutolewa mara nyingi, haswa kloridi ya sodiamu ya chumvi isokaboni na zingine.
uchafu. Ili kuboresha ubora wa ether ya selulosi, utakaso rahisi ulifanyika kwenye ether ya cellulose iliyopatikana. kwa sababu wako majini
Kuna umumunyifu tofauti, kwa hivyo jaribio hutumia sehemu fulani ya ujazo wa ethanoli iliyotiwa maji kusafisha etha tatu za selulosi zilizotayarishwa.
mabadiliko.
Weka sampuli ya etha ya selulosi iliyotayarishwa kwa ubora fulani kwenye kopo, ongeza kiasi fulani cha 80% ya ethanoli ambayo imepashwa joto hadi 60 ℃ ~ 65 ℃, na udumishe msukumo wa mitambo ifikapo 60 ℃ ~ 65 ℃ kwenye kichocheo cha joto kisichobadilika cha sumaku kwa 10 ℃. min. Kuchukua supernatant kukauka
Katika kopo safi, tumia nitrati ya fedha ili kuangalia ioni za kloridi. Ikiwa kuna mvua nyeupe, ichuje kupitia kichungi cha glasi na uchukue kigumu
Kurudia hatua za awali kwa sehemu ya mwili, mpaka filtrate baada ya kuongeza tone 1 la ufumbuzi wa AgNO3 haina precipitate nyeupe, yaani, utakaso na kuosha kukamilika.
36
ndani (haswa kuondoa majibu kwa bidhaa NaCl). Baada ya kuchujwa kwa kunyonya, kukausha, kupoa hadi joto la kawaida na uzani.
wingi, g.
Mbinu za Mtihani na Tabia za Etha za Selulosi
Uamuzi wa Shahada ya Ubadilishaji (DS) na Shahada ya Mola ya Ubadilishaji (MS)
Uamuzi wa DS: Kwanza, pima 0.2 g (sahihi hadi 0.1 mg) ya sampuli ya etha ya selulosi iliyosafishwa na kavu, ifuta ndani
80mL ya maji yaliyochemshwa, yaliyochochewa katika umwagaji wa maji wa joto usiobadilika kwa 30 ℃ ~ 40 ℃ kwa 10min. Kisha urekebishe kwa ufumbuzi wa asidi ya sulfuriki au suluhisho la NaOH
pH ya suluhisho hadi pH ya suluhisho ni 8. Kisha katika glasi iliyo na electrode ya mita ya pH, tumia suluhisho la kawaida la asidi ya sulfuriki.
Ili kuteleza, chini ya hali ya msukumo, angalia usomaji wa mita ya pH wakati unapunguza, wakati thamani ya pH ya suluhisho imerekebishwa hadi 3.74;
Titration inaisha. Kumbuka kiasi cha suluhisho la kawaida la asidi ya sulfuri inayotumiwa wakati huu.
Kizazi:
Jumla ya nambari za protoni za juu na kikundi cha hydroxyethyl
Uwiano wa idadi ya protoni za juu; I7 ni wingi wa kundi la methylene kwenye kundi la hydroxyethyl
Nguvu ya kilele cha resonance ya protoni; ni ukubwa wa kilele cha mwangwi wa protoni cha vikundi 5 vya methine na kikundi kimoja cha methylene kwenye kitengo cha sukari ya selulosi.
Jumla.
Mbinu za majaribio zilizoelezewa kwa ajili ya majaribio ya sifa ya infrared ya etha tatu za selulosi CMC, HEC na HEECMC
Sheria
3.2.4.3 mtihani wa XRD
Mtihani wa Tabia ya Uchanganuzi wa X-ray wa Etha Tatu za Selulosi CMC, HEC na HEECMC
njia ya mtihani ilivyoelezwa.
3.2.4.4 Upimaji wa H-NMR
Kipimo cha H NMR cha HEC kilipimwa kwa spectrometa ya Avance400 H NMR iliyotolewa na BRUKER.
Kwa kutumia deuterated dimethyl sulfoxide kama kutengenezea, ufumbuzi ulijaribiwa na spectroscopy ya hidrojeni ya NMR ya kioevu. Masafa ya majaribio yalikuwa 75.5MHz.
Joto, suluhisho ni 0.5mL.
3.3 Matokeo na Uchambuzi
3.3.1 Uboreshaji wa mchakato wa maandalizi ya CMC
Kwa kutumia selulosi ya pine iliyotolewa katika sura ya pili kama malighafi, na kutumia kloroacetate ya sodiamu kama wakala wa kuongeza nguvu, mbinu ya majaribio ya kipengele kimoja ilikubaliwa.
Mchakato wa utayarishaji wa CMC uliboreshwa, na vigeu vya awali vya jaribio viliwekwa kama inavyoonyeshwa kwenye Jedwali 3.3. Ifuatayo ni mchakato wa maandalizi ya HEC
Katika sanaa, uchambuzi wa mambo mbalimbali.
Jedwali 3.3 Thamani za Sababu za Awali
Factor Thamani ya awali
Matayarisho ya awali halijoto ya alkali/℃ 40
Matayarisho ya awali wakati wa alkali/h 1
Matayarisho uwiano wa kioevu-kioevu/(g/mL) 1:25
Mkusanyiko wa lye ya matibabu/% 40
38
Hatua ya kwanza ya halijoto ya etherification/℃ 45
Wakati wa hatua ya kwanza ya etherification/h 1
Hatua ya pili ya halijoto ya etherification/℃ 70
Hatua ya pili wakati wa etherification/h 1
Kipimo cha msingi katika hatua ya etherification/g 2
Kiasi cha wakala wa etherifying katika hatua ya etherification/g 4.3
Uwiano wa kioevu-kioevu ulioimarishwa/(g/mL) 1:15
3.3.1.1 Ushawishi wa mambo mbalimbali juu ya shahada ya uingizwaji ya CMC katika hatua ya urekebishaji wa kabla ya matibabu.
1. Athari za halijoto ya alkalisasi ya matibabu kwenye kiwango cha ubadilishaji cha CMC
Ili kuzingatia athari za joto la alkalization ya matibabu juu ya kiwango cha uingizwaji katika CMC iliyopatikana, katika kesi ya kurekebisha mambo mengine kama maadili ya awali,
Chini ya masharti, athari ya halijoto ya alkalization ya matibabu kwenye digrii ya uingizwaji ya CMC inajadiliwa, na matokeo yanaonyeshwa kwenye Mtini.
Matayarisho ya awali halijoto ya alkali/℃
Madhara ya matayarisho ya halijoto ya alkali kwenye shahada ya uingizwaji ya CMC
Inaweza kuonekana kuwa kiwango cha uingizwaji wa CMC huongezeka na ongezeko la joto la alkalization ya matibabu, na joto la alkalization ni 30 °C.
Viwango vya juu vya uingizwaji hupungua kwa kuongezeka kwa joto. Hii ni kwa sababu halijoto ya alkali ni ya chini sana, na molekuli hazifanyi kazi na haziwezi kufanya hivyo
Kuharibu kwa ufanisi eneo la fuwele la selulosi, ambayo inafanya kuwa vigumu kwa wakala wa etherifying kuingia ndani ya selulosi katika hatua ya etherification, na kiwango cha athari ni cha juu kiasi.
chini, na kusababisha kiwango cha chini cha uingizwaji wa bidhaa. Hata hivyo, joto la alkalization haipaswi kuwa juu sana. Joto linapoongezeka, chini ya hatua ya joto la juu na alkali kali,
Cellulose inakabiliwa na uharibifu wa oksidi, na kiwango cha uingizwaji wa bidhaa CMC hupungua.
2. Ushawishi wa muda wa uwekaji alkalinishi wa matayarisho kwenye shahada ya uingizwaji ya CMC
Chini ya hali ya kuwa halijoto ya alkalisation kabla ya matibabu ni 30 °C na mambo mengine ni maadili ya awali, athari za muda wa alkalization kabla ya matibabu kwenye CMC hujadiliwa.
Athari ya uingizwaji. Kiwango cha uingizwaji
Muda wa kutibu alkali/h
Athari ya muda wa uwekaji alkali ya matibabu imewashwaCMCshahada ya uingizwaji
Mchakato wa bulking yenyewe ni wa haraka, lakini suluhisho la alkali linahitaji wakati fulani wa kueneza katika nyuzi.
Inaweza kuonekana kuwa wakati wa alkalization ni 0.5-1.5h, kiwango cha ubadilishaji wa bidhaa huongezeka na ongezeko la muda wa alkalization.
Kiwango cha ubadilishaji wa bidhaa iliyopatikana kilikuwa cha juu zaidi wakati muda ulikuwa 1.5h, na kiwango cha uingizwaji kilipungua kwa ongezeko la muda baada ya 1.5h. Hii inaweza
Inaweza kuwa kwa sababu mwanzoni mwa alkalization, pamoja na kuongeza muda wa muda wa alkalization, kupenya kwa alkali kwa selulosi ni ya kutosha zaidi, ili fiber.
Muundo mkuu umetulia zaidi, na kuongeza wakala wa etherifying na kati ya kazi
Muda wa kutuma: Apr-26-2024