Sellýuloza efirlerini taýýarlamak

1 Giriş

Häzirki wagtda taýýarlanylanda ulanylýan esasy çig malsellýuloza efirpagta, önümi peselýär, bahasy hem ýokarlanýar;

Mundan başga-da, hloroasetik kislota (ýokary zäherli) we etilen oksidi (kanserogen) ýaly köp ulanylýan efirleýji serişdeler adam bedenine we daşky gurşawa has zyýanlydyr. Kitap

Bu bapda, ikinji bapda çykarylan 90% -den gowrak arassalygy bolan sosna sellýulozasy çig mal hökmünde, natriý hloroasetat we 2-hloroetanol ulanylýar.

Örän zäherli hloroasetik kislotany efirleýji serişde, anion hökmünde ulanmakkarboksimetil sellýuloza (CMC), ion däl gidroksietil sellýuloza taýýarlandy.

Sellýuloza (HEC) we garyşyk gidroksietil karboksimetil sellýuloza (HECMC) üç sany sellýuloza efir. ýeke faktor

Üç sellýuloza efirini taýýarlamak usullary synaglar we ortogonal synaglar arkaly optimallaşdyryldy we sintez edilen sellýuloza efirleri FT-IR, XRD, H-NMR we ş.m. bilen häsiýetlendirildi.

Sellýuloza eterifikasiýasynyň esaslary

Sellýuloza eterifikasiýasy prinsipini iki bölege bölmek mümkin. Birinji bölüm aşgarlaşma prosesi, ýagny sellýulozanyň aşgarlaşma reaksiýasy wagtynda,

NaOH ergininde deň derejede ýaýradylan sosna sellýuloza mehaniki garyşmagyň we suwuň giňelmegi bilen güýçli çişýär.

Köp mukdarda NaOH ownuk molekulalar sosna sellýulozasynyň içki bölegine aralaşdy we glýukoza gurluş bölüminiň halkasyndaky gidroksil toparlary bilen reaksiýa berdi,

Efirleşme reaksiýasynyň işjeň merkezi bolan aşgar sellýuloza döredýär.

Ikinji bölüm, efirleşme prosesi, ýagny işjeň merkez bilen natriý hloroasetat ýa-da aşgazan şertlerinde 2-hloroetanol arasyndaky reaksiýa, netijede

Şol bir wagtyň özünde, efirleýji serişde natriý hloroasetat we 2-hloroetanol hem aşgar şertlerinde belli bir derejede suw öndürer.

Gapdal reaksiýalar degişlilikde natriý glikolat we etilen glikol öndürmek üçin çözülýär.

2 Sosna sellýulozasynyň konsentrirlenen aşgar dekrystallizasiýasy

Ilki bilen, deionlaşdyrylan suw bilen NaOH ergininiň belli bir konsentrasiýasyny taýýarlaň. Soň belli bir temperaturada 2g sosna süýümi

Witamin belli bir mukdarda NaOH ergininde eräp, belli bir wagtlap garylýar we ulanmak üçin süzülýär.

Gural nusgasy öndüriji

Takyk pH metr

Kollektor görnüşi hemişelik ýyladyş magnit garyjy

Wakuum guradyjy peç

Elektron balans

Aýlanylýan suw görnüşi köp maksatly vakuum nasosy

Fýurionyň üýtgemegi infragyzyl spektrometr

Rentgen diffraktometri

.Adro magnit rezonans spektrometri

Hangzhou Aolilong Instrument Co., Ltd.

Hangzhou Huichuang Instrument Equipment Co., Ltd.

Şanhaý Jinghong tejribe enjamlary kärhanasy

METTLER TOLEDO Gurallary (Şanhaý) Co.

Hangzhou David Science and Education Instrument Co., Ltd.

Amerikan Termo Fisher Co., Ltd.

Amerikan termoelektrik Şweýsariýa ARL kompaniýasy

Şweýsariýanyň BRUKER kompaniýasy

35

CMC-leri taýýarlamak

Çig mal hökmünde konsentrirlenen aşgar dekrystallizasiýasy bilen öňünden taýýarlanan sosna agajy aşgar sellýulozasyny ulanmak, etany erginli hökmünde ulanmak we natriý hloroasetaty eterifikasiýa hökmünde ulanmak

Has ýokary DS bolan CMC iki gezek aşgar we iki gezek efirleýji serişdäni goşmak bilen taýýarlandy. Dört boýnuna 2g sosna agajy aşgar sellýulozasyny goşuň, soňra belli bir mukdarda etanol erginini goşuň we 30 minut gowy garmaly;

aşgar sellýuloza doly dargaýar ýaly. Soňra belli bir eterifikasiýa temperaturasynda belli bir wagtlap reaksiýa bermek üçin belli bir mukdarda aşgar serişdesi we natriý hloroasetat goşuň

Wagtyň geçmegi bilen, gidroksidi serişdäniň we natriý hloroasetatyň ikinji goşundysy, soň bolsa belli bir wagtlap eterifikasiýa edilýär. Reaksiýa gutaransoň, sowadyň we sowadyň

Degişli mukdarda buzly sirke kislotasy bilen bitaraplaşdyryň, soňra süzgüç süzgüji, ýuwuň we guradyň.

ECokary okuw jaýlaryny taýýarlamak

Çig mal hökmünde konsentrirlenen aşgar dekrystallizasiýasy bilen taýýarlanan sosna agajy aşgar sellýulozasyny, efir ergini hökmünde etanol we eterifikasiýa hökmünde 2-hloroetanol ulanmak;

Has ýokary MS bolan HEC iki gezek aşgar we iki gezek efirleýji serişdäni goşmak bilen taýýarlandy. Dört boýly çüýşe 2g sosna agajy aşgar sellýulozany goşuň we belli bir mukdarda 90% (göwrüm bölegi) etanol goşuň, garmaly

Doly dargatmak üçin belli bir wagt garmaly, soňra belli bir mukdarda aşgar goşuň we ýuwaş-ýuwaşdan gyzdyryň, belli bir mukdarda 2-nji goşuň!

Birneme wagtlap hemişelik temperaturada efirlenen hloroetanol, soňra belli bir wagtlap efirlemegi dowam etdirmek üçin galan natriý gidroksidi we 2-hloroetanol goşdy. bejermek

Reaksiýa gutarandan soň, belli bir mukdarda buzly sirke kislotasy bilen zyýansyzlandyryň we ahyrynda aýna süzgüç (G3) bilen süzüň, ýuwuň we guradyň.

HEMCC taýýarlamak

3.2.3.4-de taýýarlanan HEC-ni çig mal, etanol reaksiýa serişdesi we natriý hloroasetat taýýarlamak üçin efirleýji serişde hökmünde ulanmak

HECMC. Specificörite amal: belli bir mukdarda HEC alyň, 100 ml dört boýunly çüýşe salyň we belli bir mukdarda ses goşuň

90% etanol, doly dargamak üçin belli bir wagtlap mehaniki taýdan garmaly, gyzdyrandan soň belli bir mukdarda aşgar goşuň we ýuwaş-ýuwaşdan goşuň

Natriý hloroasetat, hemişelik temperaturada eterifikasiýa belli bir wagtdan soň gutarýar. Reaksiýa gutarandan soň, ony zyýansyzlandyrmak üçin buzly sirke kislotasy bilen zyýansyzlandyryň, soňra aýna süzgüçini ulanyň (G3)

Sorulandan soň süzgüç, ýuwmak we guratmak.

Sellýuloza efirlerini arassalamak

Sellýuloza efirini taýýarlamak işinde köplenç goşmaça önümler öndürilýär, esasan organiki däl duz natriý hlorid we käbirleri

hapalar. Sellýuloza efiriniň hilini ýokarlandyrmak üçin alnan sellýuloza efirinde ýönekeý arassalama geçirildi. sebäbi olar suwda

Dürli çözüliş bar, şonuň üçin synag taýýarlanan üç sellýuloza efirini arassalamak üçin gidratly etanolyň belli bir bölegini ulanýar.

üýtgetmek.

Belli bir hil bilen taýýarlanan sellýuloza efir nusgasyny çeňňege goýuň, 60 ℃ ~ 65 to çenli gyzdyrylan belli bir mukdarda 80% etanol goşuň we yzygiderli temperatura gyzdyryjy magnit garyjyda 60 ℃ ~ 65 at mehaniki garyşmagy saklaň. min. Guramak üçin adatdan daşary tebigaty alyň

Arassa çeňňekde, hlorid ionlaryny barlamak üçin kümüş nitrat ulanyň. Ak çökgünlik bar bolsa, ony aýna süzgüçden süzüň we gatyny alyň

AgNO3 ergininiň 1 damjasyny goşandan soň süzgüçde ak çökgünlik ýok bolýança, arassalamak we ýuwmak gutarýança, beden bölegi üçin öňki ädimleri gaýtalaň.

36

(esasan NaCl önümi bilen reaksiýany aýyrmak üçin). Sorulandan soň süzgüç, guradyş, otag temperaturasyna sowatmak we agram salmak.

massa, g.

Sellýuloza efirleri üçin synag we häsiýetnama usullary

Çalyşma derejesini (DS) we çalyşmagyň Molar derejesini kesgitlemek (MS)

DS-ni kesgitlemek: Ilki bilen, arassalanan we guradylan sellýuloza efir nusgasyndan 0,2 g (takyk 0,1 mg) agramda, ony eritiň.

30m ~ 40 at hemişelik temperatura suw wannasynda 10 minut üçin garylan 80ml distillendirilen suw. Soňra kükürt kislotasynyň ergini ýa-da NaOH ergini bilen sazlaň

erginiň pH 8 bolýança pH. Soňra pH metr elektrod bilen enjamlaşdyrylan çeňňekde kükürt kislotasynyň adaty erginini ulanyň.

Titrlemek üçin, garyjy şertlerde, erginiň pH bahasy 3,74-e gabat gelende titrlenende pH metriniň okalmagyna syn ediň,

Titrlemek gutarýar. Bu wagt ulanylýan kükürt kislotasynyň standart ergininiň mukdaryna üns beriň.

Nesil:

Protokarky proton sanlarynyň we gidroksietil toparynyň jemi

Upperokarky protonlaryň sany; I7 gidroksietil toparyndaky metilen toparynyň massasydyr

Protonyň rezonans derejesiniň intensiwligi; sellýuloza glýukoza bölüminde 5 metin toparynyň we bir metilen toparynyň proton rezonans derejesiniň intensiwligi

Jemi

Üç sellýuloza efiriniň CMC, HEC we HEECMC infragyzyl häsiýetnama synagy üçin beýan edilen synag usullary

Kanun

3.2.4.3 XRD synagy

Üç sany sellýuloza efiriniň rentgen şöhlelendiriş derňewiniň häsiýetnamasy synagy CMC, HEC we HEECMC

synag usuly beýan edildi.

3.2.4.4 H-NMR synagy

HEC-iň H ​​NMR spektrometri, BRUKER tarapyndan öndürilen Avance400 H NMR spektrometri bilen ölçeldi.

Çekilen dimetil sulfoksidi ergin hökmünde ulanyp, ergin suwuk wodorod NMR spektroskopiýasy bilen synag edildi. Synag ýygylygy 75.5MHz.

Armyly, çözgüdi 0,5mL.

3.3 Netijeler we derňew

3.3.1 CMC taýýarlamak amalyny optimizasiýa

Ikinji bapda alnan sosna sellýulozasyny çig mal hökmünde ulanmak we natriý hloroasetaty efirleýji serişde hökmünde ulanmak, ýeke faktorly synag usuly kabul edildi,

CMC-ni taýýarlamak prosesi optimallaşdyryldy we synagyň başlangyç üýtgeýjileri 3.3-nji tablisada görkezilişi ýaly kesgitlenildi. Aşakda HEC-ni taýýarlamak prosesi bar

Sungatda dürli faktorlaryň derňewi.

Tablisa 3.3 Başlangyç faktor bahalary

Faktor Başlangyç bahasy

Öňünden aşgarlaýjy temperatura / ℃ 40

Öňüni alma wagty / sag 1

Öňünden taýýar gaty suwuk gatnaşygy / (g / mL) 1:25

Öňünden boýag konsentrasiýasy /% 40

38

Birinji etapda eterifikasiýa temperaturasy / ℃ 45

Birinji etap etifikasiýa wagty / sag 1

Ikinji etap eterifikasiýa temperaturasy / ℃ 70

Ikinji tapgyra eterifikasiýa wagty / sag 1

Eterifikasiýa tapgyrynda esasy doza / g 2

Eterizasiýa etabynda efirleýji serişdäniň mukdary / g 4.3

Eterirlenen gaty-suwuk gatnaşygy / (g / mL) 1:15

3.3.1.1 Dürli faktorlaryň CMC çalyşma derejesine deslapky alkalizasiýa tapgyrynda täsiri

1. Öňünden alkalizasiýa temperaturasynyň CMC çalyşma derejesine täsiri

Öňünden alkalizasiýa temperaturasynyň alnan CMC-de çalyşmagyň derejesine täsirini göz öňünde tutmak üçin, beýleki faktorlary başlangyç baha hökmünde kesgitlän ýagdaýynda,

Şertlerde, öňünden alkalizasiýa temperaturasynyň CMC çalyşmak derejesine täsiri ara alnyp maslahatlaşylýar we netijeler suratda görkezilýär.

Öňünden aşgarlaýjy temperatura / ℃

Öňünden taýýarlaýjy aşgarlaýjy temperaturanyň CMC çalyşma derejesine täsiri

CMC-ni çalyşmagyň derejesiniň öňünden alkalizasiýa temperaturasynyň ýokarlanmagy bilen ýokarlanýandygyny we aşgarlaşma temperaturasynyň 30 ° C bolandygyny görmek bolýar.

Aboveokardaky çalyşma derejeleri temperaturanyň ýokarlanmagy bilen azalýar. Sebäbi aşgarlaýjy temperatura gaty pes we molekulalar az işjeň we başarmaýarlar

Sellýulozanyň kristal meýdanyny netijeli ýok ediň, bu efirleýji serişdäniň efirleşme tapgyrynda sellýulozanyň içki bölegine girmegini kynlaşdyrýar we reaksiýa derejesi birneme ýokary.

pes, netijede önümiň ornuny tutmagyň pes derejesi ýüze çykýar. Şeýle-de bolsa, aşgarlaşma temperaturasy gaty ýokary bolmaly däldir. Temperaturanyň ýokarlanmagy bilen, ýokary temperaturanyň we güýçli aşgarlaryň täsiri astynda,

Sellýuloza oksidleýji zaýalanmaga ýykgyn edýär we önümiň CMC çalyşmagy derejesi peselýär.

2. Öňünden alkalinizasiýa wagtynyň CMC çalyşma derejesine täsiri

Öňünden alkalizasiýa temperaturasy 30 ° C we beýleki faktorlar başlangyç bahalar bolan ýagdaýynda, deslapky alkalizasiýa wagtynyň CMC-e täsiri ara alnyp maslahatlaşylýar.

Çalyşmagyň täsiri. Çalyşmak derejesi

Öňüni alma wagty / sag

Öňünden alkalinizasiýa wagtynyň täsiriCMCçalyşmak derejesi

Köplenç prosesiň özi birneme çalt, ýöne aşgar ergini süýümde belli bir diffuziýa wagtyna mätäç.

Alkalizasiýa wagty 0,5-1,5 sagat bolanda, aşgarlaşma wagtynyň köpelmegi bilen önümiň çalyşma derejesi ýokarlanýar.

Alnan önümiň ornuny tutmak derejesi 1,5 sagat bolanda iň ýokary boldy we 1,5h-den soň wagtyň köpelmegi bilen çalyşmak derejesi peseldi. Bu edip biler

Belki, aşgarlaşma başynda, aşgarlaşma wagtynyň uzalmagy bilen, aşgazanyň sellýuloza aralaşmagy has ýeterlikdir, süýüm

Esasy gurluş has rahatlanýar, efirleýji serişdäni we işjeň gurşawy köpeldýär


Iş wagty: Apr-26-2024