1 Муқаддима
Дар айни замой ашьёи хоми асосй дар тайёр карданиэфири целлюлозапахта аст ва махсули он кам шуда, нархаш хам баланд мешавад;
Гузашта аз ин, агентҳои эфиркунандаи маъмулан истифодашаванда, аз қабили кислотаи хлорастикӣ (хеле заҳрнок) ва оксиди этилен (канцерогенӣ) низ ба бадани инсон ва муҳити зист бештар зарароваранд. Китоб
Дар ин боб ба сифати ашёи хом селлюлозаи санавбар, ки тозагии нисбии он бештар аз 90% дар боби дуюм истихроҷ шудааст, ва ҳамчун ивазкунандаи хлорацетат натрий ва 2-хлорэтанол истифода мешаванд.
Истифодаи кислотаи хеле заҳрноки хлорасетитӣ ҳамчун агенти эфиркунанда, анионцеллюлоза карбоксиметил (CMC), гидроксиэтил целлюлозаи гайриионй тайёр карда шуд.
Целлюлоза (HEC) ва омехтаи гидроксиэтил карбоксиметил селлюлоза (HECMC) се эфири селлюлоза. омили ягона
Усулҳои тайёр кардани се эфири селлюлоза тавассути таҷрибаҳо ва таҷрибаҳои ортогоналӣ оптимизатсия карда шуданд ва эфирҳои селлюлозаи синтезшуда бо FT-IR, XRD, H-NMR ва ғайра тавсиф карда шуданд.
Асосҳои эфиризатсияи селлюлоза
Принсипи эфиризатсияи селлюлозаро ба ду қисм тақсим кардан мумкин аст. Қисмати аввал раванди сілтизатсия, яъне ҳангоми реаксияи сілтизатсияи селлюлоза,
Целлюлозаи санавбар дар маҳлули NaOH яксон пароканда шуда, дар зери таъсири омехтаи механикӣ ва васеъшавии об шадидан варам мекунад.
Миқдори зиёди молекулаҳои хурди NaOH ба дохили селлюлозаи санавбар ворид шуда, бо гурӯҳҳои гидроксил дар ҳалқаи воҳиди сохтории глюкоза реаксия карданд.
Целлюлозаи сілтӣ, маркази фаъоли реаксияи этерификатсияро тавлид мекунад.
Қисми дуюм раванди этерификатсия, яъне реаксияи байни маркази фаъол ва хлороацетат натрий ё 2-хлорэтанол дар шароити сілтӣ мебошад, ки дар натиҷа
Дар айни замон, агенти этерификатор хлороацетат натрий ва 2-хлорэтанол низ дар шароити сілтӣ як дараҷаи муайяни обро ба вуҷуд меорад.
Реаксияҳои тарафӣ барои тавлиди гликолити натрий ва этиленгликол ҳал карда мешаванд.
2 Консентратсияи decrystallization alkali pretreatment селлюлозаи санавбар
Аввалан, консентратсияи муайяни маҳлули NaOH-ро бо оби деионизатсияшуда тайёр кунед. Сипас, дар ҳарорати муайян, 2g нахи санавбар
Витаминро дар хачми муайяни махлули NaOH гудохта, ба муддати муайян омехта мекунанд ва баъд барои истифода филтр мекунанд.
Истеҳсолкунандаи модели асбобҳо
Метрҳои дақиқи рН
Коллектори навъи гармидиҳандаи гармидиҳандаи магнитӣ
Танӯр хушккунии вакуумӣ
Тавозуни электронӣ
Насоси бисёрҳадафи вакуумии навъи об
Спектрометри инфрасурх Трансформатсияи Фурье
Дифрактометри рентгенӣ
Спектрометри резонанси магнитии ядроӣ
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.
Ширкати American Thermo Fisher Co., Ltd.
Ширкати American Thermoelectric Switzerland ARL
Ширкати Швейтсария BRUKER
35
Тайёр кардани CMCs
Истифодаи селлюлозаи сілтӣ аз дарахти санавбар, ки тавассути декристаллизатсияи консентратсионии сілтӣ ҳамчун ашёи хом коркард шудааст, этанол ҳамчун ҳалкунанда ва истифодаи хлороацетат натрий ҳамчун эфиризатсия
CMC бо DS баландтар бо ду маротиба илова кардани сілтӣ ва ду маротиба агенти эфиризатсия омода карда шуд. 2 г селлюлозаи ишқори ҳезуми санавбарро ба колбаи чоргардан илова кунед, сипас миқдори муайяни ҳалкунандаи этанолро илова кунед ва 30 дақиқа хуб омехта кунед.
дар бораи, то ки целлюлозаи ишголй пурра пароканда карда шавад. Сипас миқдори муайяни агенти сілтӣ ва хлороацетат натрийро илова кунед, то дар як муддати муайян дар ҳарорати муайяни эфиризатсия реаксия кунанд.
Пас аз вақт, иловаи дуюми агенти сілтӣ ва хлороацетат натрий ва пас аз эфиризатсия дар тӯли муддат. Пас аз анҷоми реаксия, хунук кунед ва хунук кунед, пас
Бо миқдори мувофиқи кислотаи сиркои пиряхӣ безарар кунед, сипас филтр кунед, шуста ва хушк кунед.
Тайёр кардани ХКИШ
Истифодаи селлюлозаи сілтӣ аз дарахти санавбар, ки бо декристаллизатсияи консентратсионии сілтӣ ҳамчун ашёи хом, этанол ҳамчун ҳалкунанда ва 2-хлорэтанол ҳамчун эфиризатсия коркард шудааст
HEC бо MS баландтар бо ду маротиба илова кардани сілтӣ ва ду маротиба агенти эфиризатсия омода карда шуд. 2 г селлюлозаи ишқори чӯби санавбарро ба колбаи чоргардан илова кунед ва ба миқдори муайяни этанол 90% (фраксияи ҳаҷм) илова кунед, омехта кунед.
Муддате омехта кунед, то пурра пароканда шавад, баъд миқдори муайяни сілтӣ илова кунед ва оҳиста гарм кунед, миқдори муайяни 2-ро илова кунед.
Хлорэтанол, ки дар ҳарорати доимӣ барои муддати муайян эфир карда мешавад ва сипас боқимондаи гидроксиди натрий ва 2-хлорэтанол илова карда мешавад, то этеризатсияро дар тӯли муддат идома диҳад. табобат кардан
Пас аз ба итмом расидани реаксия бо миқдори муайяни кислотаи сиркои пиряхӣ безарар гардонед ва дар охир бо филтри шишагин (G3) филтр кунед, бишӯед ва хушк кунед.
Тайёр кардани HEMCC
Истифодаи HEC, ки дар 3.2.3.4 ҳамчун ашёи хом омода шудааст, этанол ҳамчун муҳити реаксия ва хлороасетати натрий ҳамчун агенти эфиризатсия барои тайёр кардан
HECMC. Раванди мушаххас ин аст: миқдори муайяни HEC гиред, онро ба колбачаи чоргарданаш 100 мл гузоред ва сипас миқдори муайяни ҳаҷмро илова кунед.
90% этанол, ба таври механикӣ ба муддати муайян омехта кунед, то он пурра пароканда шавад, пас аз гармкунӣ миқдори муайяни ишқро илова кунед ва оҳиста илова кунед.
Хлороацетати натрий, эфиризатсия дар ҳарорати доимӣ пас аз муддате ба охир мерасад. Пас аз ба итмом расидани реаксия, онро бо кислотаи сиркои пиряхӣ безарар кунед, то онро безарар созед, сипас филтри шишагинро истифода баред (G3)
Пас аз филтратсия, шустан ва хушк кардан.
Тоза кардани эфирҳои селлюлоза
Ҳангоми тайёр кардани эфири селлюлоза аксар вақт баъзе маҳсулоти иловагӣ, асосан хлориди натрийи намак ва баъзе дигар маҳсулот истеҳсол карда мешаванд.
ифлосиҳо. Бо максади бехтар намудани сифати эфири целлюлоза дар эфири целлюлоза ба даст овардашуда тозакунии оддй гузаронда шуд. зеро онхо дар обанд
Ҳалшавандагии гуногун мавҷуданд, аз ин рӯ таҷриба фраксияи муайяни этаноли гидратшударо барои тоза кардани се эфири селлюлоза истифода мебарад.
тағир додан.
Намунаи эфири селлюлозаро, ки бо сифати муайян омода карда шудааст, дар як стакан ҷойгир кунед, миқдори муайяни этаноли 80% -ро, ки то 60 ℃ ~ 65 ℃ пешакӣ гарм карда шудааст, илова кунед ва омехтаи механикиро дар 60 ℃ ~ 65 ℃ дар як омехтаи магнитии гармидиҳии доимӣ нигоҳ доред. барои 10 ℃. дақ. Гирифтани супернатант барои хушк
Барои санҷидани мавҷудияти ионҳои хлорид дар як шишаи тоза нитрати нуқраро истифода баред. Агар боришоти сафед пайдо шавад, онро тавассути филтри шишагин филтр кунед ва сахтро гиред
Амалҳои қаблиро барои қисми бадан такрор кунед, то он даме, ки филтр пас аз илова кардани 1 қатраи маҳлули AgNO3 боришоти сафед надошта бошад, яъне тозакунӣ ва шустан ба анҷом расад.
36
ба (асосан барои хориҷ кардани реаксияи иловагии NaCl). Пас аз филтратсия, хушк кардан, то ҳарорати хонагӣ хунук кардан ва вазн кардан.
масса, г.
Усулҳои санҷиш ва тавсиф барои эфирҳои селлюлоза
Муайян кардани дараҷаи ивазкунӣ (DS) ва дараҷаи молярии ивазкунӣ (MS)
Муайян кардани DS: Аввалан, 0,2 г (то 0,1 мг дақиқ) намунаи эфири селлюлозаи тозашуда ва хушкро баркашида, дар он маҳлул кунед.
80 мл оби тозашуда, дар ваннаи обии ҳарорати доимӣ дар 30 ℃ ~ 40 ℃ барои 10 дақиқа омехта кунед. Сипас бо маҳлули кислотаи сулфат ё маҳлули NaOH танзим кунед
РН маҳлул то 8-и рН маҳлул. Сипас дар стакане, ки бо электроди рНметр муҷаҳҳаз шудааст, маҳлули стандартии кислотаи сулфатро истифода мебаранд.
Барои титр кардан, дар шароити омехта, ҳангоми титр кардан, ҳангоми титр кардан, ҳангоми ба 3,74 тасҳеҳ кардани арзиши рН-и маҳлул нишондиҳандаи рН-метрро риоя кунед,
Титратсия ба охир мерасад. Ҳаҷми маҳлули стандартии кислотаи сулфатро, ки дар ин вақт истифода мешавад, қайд кунед.
Насл:
Ҷамъи ададҳои болоии протон ва гурӯҳи гидроксиэтил
Таносуби шумораи протонҳои болоӣ; I7 массаи гурӯҳи метилен дар гурӯҳи гидроксиэтил аст
Шиддати қуллаи резонанси протон; шиддатнокии қуллаи резонанси протонии 5 гурӯҳи метин ва як гурӯҳи метилен дар воҳиди глюкозаи селлюлоза мебошад
сум.
Усулҳои санҷиш барои санҷиши тавсифи инфрасурх аз се эфирҳои селлюлоза CMC, HEC ва HEECMC тавсиф шудаанд
Қонун
3.2.4.3 Санҷиши XRD
Санҷиши тавсифи таҳлили дифраксияи рентгении се эфири селлюлоза CMC, HEC ва HEECMC
усули санҷиш тавсиф карда шудааст.
3.2.4.4 Санҷиши H-NMR
Спектрометри H NMR-и HEC тавассути спектрометри Avance400 H NMR, ки аз ҷониби BRUKER истеҳсол шудааст, чен карда шуд.
Бо истифода аз диметилсулфоксиди диметилӣ ҳамчун ҳалкунанда, маҳлул тавассути спектроскопияи моеъи гидрогени NMR санҷида шуд. Басомади санҷиш 75,5 МГс буд.
Гарм, маҳлул 0,5 мл аст.
3.3 Натиҷаҳо ва таҳлил
3.3.1 Оптимизатсияи раванди омодасозии CMC
Бо истифода аз целлюлозаи санавбар, ки дар боби дуюм истихроҷ карда шудааст, ҳамчун ашёи хом ва бо истифода аз хлорацетат натрий ҳамчун агенти эфиризатсия усули озмоиши як омил қабул карда шуд,
Раванди омодасозии CMC оптимизатсия карда шуд ва тағирёбандаҳои ибтидоии таҷриба тавре ки дар ҷадвали 3.3 нишон дода шудаанд, муқаррар карда шуданд. Раванди омодасозии HEC дар зер аст
Дар санъат, тахлили омилхои гуногун.
Ҷадвали 3.3 Арзишҳои омилҳои ибтидоӣ
Омили арзиши ибтидоӣ
Ҳарорати алкализатсияи пеш аз табобат / ℃ 40
Вақти коркарди пешакии алкализатсия 1
Пеш аз табобат таносуби сахт-моеъ/(г/мл) 1:25
Консентратсияи lye пеш аз табобат /% 40
38
Ҳарорати этерификатсияи марҳилаи якум/℃ 45
Вақти этерификатсияи марҳилаи аввал/соат 1
Ҳарорати этеризатсияи марҳилаи дуюм / ℃ 70
Давраи дуюми этерификатсия / соат 1
Микдори асосӣ дар марҳилаи этерификатсия/г 2
Миқдори агенти эфиркунанда дар марҳилаи эфиризатсия/г 4.3
Таносуби сахт-моеъи эфирӣ/(г/мл) 1:15
3.3.1.1 Таъсири омилҳои гуногун ба дараҷаи ивазкунии CMC дар марҳилаи алкализатсияи пеш аз табобат
1. Таъсири ҳарорати alkalization pretreatment оид ба дараҷаи иваз CMC
Барои ба назар гирифтани таъсири ҳарорати алкализатсияи пеш аз муомилот ба дараҷаи ивазкунӣ дар CMC ба даст овардашуда, дар сурати ҳамчун арзишҳои ибтидоӣ муайян кардани омилҳои дигар,
Дар шароит, таъсири ҳарорати алкализатсияи пеш аз коркард ба дараҷаи ивазкунии CMC муҳокима карда мешавад ва натиҷаҳо дар расми 1 нишон дода шудаанд.
Ҳарорати алкализатсияи пеш аз табобат / ℃
Таъсири ҳарорати алкализатсияи пеш аз коркард ба дараҷаи ивазкунии CMC
Мумкин аст, ки дараҷаи ивазшавии CMC бо баланд шудани ҳарорати алкализатсияи пеш аз коркард меафзояд ва ҳарорати сілтизатсия 30 ° C аст.
Дараҷаҳои ҷойгузинӣ бо афзоиши ҳарорат коҳиш меёбанд. Сабаб дар он аст, ки ҳарорати алкализатсия хеле паст аст ва молекулаҳо камтар фаъоланд ва наметавонанд
Майдони кристаллии селлюлозаро ба таври муассир нест кунед, ки воридшавии агенти этерификатсияро ба дохили селлюлоза дар марҳилаи эфиризатсия мушкил мекунад ва дараҷаи реаксия нисбатан баланд аст.
паст буда, боиси паст шудани дарачаи ивазкунии махсулот мегардад. Бо вуҷуди ин, ҳарорати алкализатсия набояд аз ҳад зиёд бошад. Дар баробари баланд шудани ҳарорат дар зери таъсири ҳарорати баланд ва сілтҳои қавӣ
Целлюлоза ба таназзули оксидшавӣ майл дорад ва дараҷаи ивазшавии маҳсулот CMC паст мешавад.
2. Таъсири вақти алкалинизатсияи пеш аз табобат ба дараҷаи ивазкунии CMC
Дар шароите, ки ҳарорати алкализатсияи пеш аз коркард 30 °C ва дигар омилҳо арзишҳои ибтидоӣ мебошанд, таъсири вақти алкализатсияи пеш аз коркард ба CMC баррасӣ карда мешавад.
Таъсири ивазкунӣ. Дараҷаи ивазкунӣ
Вақти коркарди пешакии алкализатсия / соат
Таъсири вақти алкалинизатсияи пеш аз табобатCMCдараҷаи ивазкунанда
Худи раванди калонкунӣ нисбатан зуд аст, аммо маҳлули сілтӣ ба вақти муайяни паҳншавӣ дар нах ниёз дорад.
Мумкин аст, ки ҳангоми 0,5-1,5 соат вақти ишкоркунӣ дараҷаи ивазшавии маҳсулот бо зиёд шудани вақти ишкоршавӣ меафзояд.
Дараҷаи ивазкунии маҳсулоти ба даст овардашуда ҳангоми 1,5 соат будани вақт баландтарин буд ва дараҷаи ивазкунӣ бо афзоиши вақт пас аз 1,5 соат коҳиш ёфт. Ин метавонад
Шояд аз он сабаб бошад, ки дар ибтидои алкализатсия бо дароз шудани вақти ишкоршавӣ воридшавии сілтӣ ба селлюлоза кофист, то нах
Сохтори ибтидоӣ осудатар аст, агенти эфиркунанда ва муҳити фаъолро зиёд мекунад
Вақти фиристодан: апрел-26-2024