1 Giriş
Şu anda, hazırlanmada kullanılan ana hammaddeselüloz eterpamuk ve çıkışı azalıyor ve fiyat da artıyor;
Ayrıca, kloroasetik asit (yüksek derecede toksik) ve etilen oksit (kanserojen) gibi yaygın olarak kullanılan eterleştirici ajanlar da insan vücudu ve çevre için daha zararlıdır. Kitap
Bu bölümde, ikinci bölümde% 90'dan fazla ekstrakte edilen nispi saflığa sahip çam selülozu hammadde olarak kullanılır ve sodyum kloroasetat ve 2-kloroetanol ikame olarak kullanılır.
Etherleştirici ajan olarak yüksek toksik kloroasetik asit kullanarak anyonikKarboksimetil selüloz (CMC), iyonik olmayan hidroksietil selüloz hazırlandı.
Selüloz (HEC) ve karışık hidroksietil karboksimetil selüloz (HECMC) üç selüloz eter. tek faktör
Üç selüloz eterinin hazırlama teknikleri, deneyler ve dikey deneyler ile optimize edildi ve sentezlenmiş selüloz eterler FT-IR, XRD, H-NMR, vb. İle karakterize edildi.
Selüloz eterleştirmenin temelleri
Selüloz eterleştirme prensibi iki bölüme ayrılabilir. İlk bölüm alkalizasyon sürecidir, yani selülozun alkalizasyon reaksiyonu sırasında,
NaOH çözeltisinde eşit olarak dağılmış olan çam selülozu, mekanik karıştırma etkisi altında ve suyun genişletilmesi ile şiddetli bir şekilde şişer
Çam selülozunun iç kısmına nüfuz etti ve glikoz yapısal biriminin halkası üzerindeki hidroksil grupları ile reaksiyona girdi, büyük miktarda NaOH küçük molekül,
Eterleştirme reaksiyonunun aktif merkezi olan alkali selüloz üretir.
İkinci kısım eterleştirme işlemidir, yani alkalin koşulları altında aktif merkez ve sodyum kloroasetat veya 2-kloroetanol arasındaki reaksiyondur, bu da neden olur
Aynı zamanda, eterleştirici ajan sodyum kloroasetat ve 2-kloroetanol de alkalin koşulları altında belirli bir su üretecektir.
Yan reaksiyonlar sırasıyla sodyum glikolat ve etilen glikol üretmeye kararlıdır.
2 Konsantre Alkali Çam Selülozunun Ön Tedavisi Ön Tedavisi
İlk olarak, belirli bir NaOH çözeltisi konsantrasyonu deiyonize su ile hazırlayın. Sonra, belirli bir sıcaklıkta, 2g çam elyafı
Vitamin, belirli bir hacimde NaOH çözeltisi içinde çözülür, bir süre karıştırılır ve daha sonra kullanım için filtrelenir.
Enstrüman Model Üreticisi
Hassas pH metre
Toplayıcı tipi sabit sıcaklıkta ısıtma manyetik karıştırıcı
Vakum kurutma fırını
Elektronik denge
Dolaşımlı su tipi çok amaçlı vakum pompası
Fourier dönüşüm kızılötesi spektrometre
X-ışını difraktometresi
Nükleer manyetik rezonans spektrometresi
Hangzhou Aolilong Instrument Co., Ltd.
Hangzhou Huichuang Enstrüman Ekipmanları Co., Ltd.
Shanghai Jinghong Deney Equipment Co., Ltd.
Mettler Toledo Instruments (Shanghai) Co., Ltd.
Hangzhou David Bilim ve Eğitim Enstrüman Co., Ltd.
American Thermo Fisher Co., Ltd.
Amerikan Termoelektrik İsviçre ARL Şirketi
İsviçre Şirketi Bruker
35
CMC'lerin hazırlanması
Çam Ahşabı Alkali Selülozu Konsantre Alkali Kenarlıklandırma ile Hammadde olarak ön işleme tabi tutuldu, etanolü çözücü olarak kullanma ve eterleştirme olarak sodyum kloroasetat kullanılarak
Daha yüksek DS'li CMC, iki kez alkali ve iki kez eterleştirme ajanı eklenerek hazırlandı. Dört boyunlu şişeye 2g çam ahşap alkali selüloz ekleyin, ardından belirli bir hacim etanol çözücü ekleyin ve 30 dakika boyunca iyice karıştırın
Hakkında, böylece alkali selüloz tamamen dağılmıştır. Ardından, belirli bir süre için belirli bir süre reaksiyona girmesi için belirli miktarda alkali ajan ve sodyum kloroasetat ekleyin
Zamandan sonra, ikinci bir alkalin ajanı ve sodyum kloroasetat ilavesi ve ardından bir süre için eterleştirme. Reaksiyon bittikten sonra soğutun ve soğutun
Uygun miktarda buzul asetik asit ile nötralize edin, ardından emme filtresi, yıkayın ve kuru.
HEC'lerin hazırlanması
Çam Ahşabı Alkali Selülozu Hammadde olarak konsantre alkali şifreleme, çözücü olarak etanol ve eterleştirme olarak 2-kloroetanol ile ön işleme tabi tutulmuş
Daha yüksek MS'ye sahip HEC, iki kez alkali ve eterleştirme ajanı ilave edilerek hazırlandı. Dört boyunlu bir şişeye 2g çam ahşap alkali selüloz ekleyin ve belirli bir hacim% 90 (hacim fraksiyonu) etanol ekleyin, karıştırın
Tamamen dağılmak için bir süre karıştırın, sonra belirli bir miktarda alkali ekleyin ve yavaşça ısının, belirli bir hacim 2 ekleyin.
Kloroetanol, bir süre sabit sıcaklıkta eterleştirilmiş ve daha sonra bir süre eterleştirmeye devam etmek için kalan sodyum hidroksit ve 2-kloroetanol ekledi. davranmak
Reaksiyon tamamlandıktan sonra, belirli miktarda buzul asetik asit ile nötralize edin ve son olarak bir cam filtre (G3), yıkama ve kuru ile filtreleyin.
Hemcc'nin hazırlanması
3.2.3.4'te Hammadde olarak hazırlanan HEC kullanılarak, reaksiyon ortamı olarak etanol ve hazırlamak için eterleştirici ajan olarak sodyum kloroasetat
HECMC. Özel işlem şudur: Belli bir miktar HEC alın, 100 mL dört boyunlu bir şişeye koyun ve sonra belirli bir miktarda hacim ekleyin
% 90 etanol, tamamen dağılmış hale getirmek için bir süre mekanik olarak karıştırın, ısıtmadan sonra belirli miktarda alkali ekleyin ve yavaşça ekleyin
Sodyum kloroasetat, sabit sıcaklıktaki eterleştirme bir süre sonra sona erer. Reaksiyon tamamlandıktan sonra, nötralize etmek için buzul asetik asit ile nötralize edin, sonra bir cam filtre kullanın (G3)
Emme filtrelemesinden sonra yıkama ve kurutma.
Selüloz eterlerin saflaştırılması
Selüloz eterin hazırlama işleminde, özellikle inorganik tuz sodyum klorür ve diğer bazı yan ürünler üretilir.
safsızlıklar. Selüloz eterin kalitesini artırmak için, elde edilen selüloz eter üzerinde basit saflaştırma gerçekleştirildi. Çünkü onlar sudalar
Farklı çözünürlük vardır, bu nedenle deney, hazırlanan üç selüloz eteri saflaştırmak için belirli bir hacim hacim fraksiyonu kullanır.
değiştirmek.
Bir beherde belirli bir kalitede hazırlanan selüloz eter numunesini yerleştirin, 60 ℃ ~ 65 ℃ 'e önceden ısıtılmış belirli bir miktar% 80 etanol ekleyin ve sabit sıcaklıkta ısıtma manyetik karıştırıcıda 60 ℃ ~ 65 ℃' de mekanik karıştırmayı koruyun 10 ℃ için. Min. Süpernatant'ı kurumaya götür
Temiz bir beherde, klorür iyonlarını kontrol etmek için gümüş nitrat kullanın. Beyaz bir çökelme varsa, bir cam filtreden süzün ve katı alın
1 damla AgNO3 çözeltisi ekledikten sonra filtrat beyaz çökeltiye sahip olana kadar vücut kısmı için önceki adımları tekrarlayın, yani saflaştırma ve yıkama tamamlanın.
36
içine (esas olarak reaksiyon yan ürünü NaCl'yi çıkarmak için). Emme filtrelemesinden sonra kurutma, oda sıcaklığına kadar soğutma ve tartım.
kütle, g.
Selüloz eterler için test ve karakterizasyon yöntemleri
İkame derecesinin (DS) ve molar ikame derecesinin belirlenmesi (MS)
DS'nin belirlenmesi: Birincisi, saflaştırılmış ve kurutulmuş selüloz eter örneğinin 0.2 g (0,1 mg'a kadar doğru) tartın, onu çözün
80 ml damıtılmış su, sabit sıcaklıkta bir su banyosunda 10 dakika boyunca 30 ℃ ~ 40 ℃ 'da karıştırıldı. Ardından sülfürik asit çözeltisi veya NaOH çözeltisi ile ayarlayın
Çözeltinin pH'ı 8 olana kadar çözeltinin pH'ı. Daha sonra bir pH metre elektrotu ile donatılmış bir beherde, standart bir sülfürik asit çözeltisi kullanın
Titrate için, karıştırma koşulları altında, çözeltinin pH değeri 3.74'e ayarlandığında, titrasyon sırasında pH metre okumasını gözlemleyin,
Titrasyon biter. Şu anda kullanılan sülfürik asit standart çözeltisinin hacmine dikkat edin.
Nesil:
Üst proton sayılarının ve hidroksietil grubunun toplamı
Üst proton sayısının oranı; I7, hidroksietil grubundaki metilen grubunun kütlesidir
Proton rezonans zirvesinin yoğunluğu; 5 metin grubunun proton rezonans zirvesinin yoğunluğu ve selüloz glikoz ünitesindeki bir metilen grubunun yoğunluğu
Toplam.
Üç selüloz eter CMC, HEC ve HEECMC'nin kızılötesi karakterizasyon testi için tarif edilen test yöntemleri
Kanun
3.2.4.3 XRD Testi
Üç Selüloz Ether CMC, HEC ve HEECMC'nin X-ışını Kırınım Analizi Karakterizasyon Testi
tarif edilen test yöntemi.
3.2.4.4 H-NMR testi
HEC'nin H NMR spektrometresi, Bruker tarafından üretilen Avance400 H NMR spektrometresi ile ölçüldü.
Deuterated dimetil sülfoksit çözücü olarak kullanılarak çözelti, sıvı hidrojen NMR spektroskopisi ile test edildi. Test frekansı 75.5MHz idi.
Sıcak, çözelti 0.5 ml'dir.
3.3 Sonuçlar ve Analiz
3.3.1 CMC hazırlama işleminin optimizasyonu
İkinci bölümde hammadde olarak ekstrakte edilen çam selülozu kullanılarak ve eterleştirme ajanı olarak sodyum kloroasetat kullanılarak, tek faktörlü deney yöntemi benimsenmiştir,
CMC'nin hazırlama işlemi optimize edildi ve deneyin ilk değişkenleri Tablo 3.3'te gösterildiği gibi ayarlandı. Aşağıda HEC hazırlama işlemi
Sanatta, çeşitli faktörlerin analizi.
Tablo 3.3 Başlangıç Faktör Değerleri
Faktör Başlangıç Değeri
Ön muamele Alkalizasyon Sıcaklığı/℃ 40
Ön muamele Alkalizasyon Süresi/H 1
Ön muamele katı-sıvı oranı/(g/ml) 1:25
Ön muamele lye konsantrasyonu/% 40
38
İlk aşama eterleştirme sıcaklığı/℃ 45
Birinci aşama eterleştirme süresi/h 1
İkinci aşama eterleştirme sıcaklığı/℃ 70
İkinci aşama eterleştirme süresi/h 1
Eterleştirme aşamasında baz dozaj/g 2
Eterleştirme aşamasında eterleştirici ajan miktarı/g 4.3
Eterleştirilmiş katı-sıvı oranı/(g/ml) 1:15
3.3.1.1 Çeşitli faktörlerin ön muamele alkalizasyon aşamasında CMC ikame derecesi üzerindeki etkisi
1. Ön muamele alkalizasyon sıcaklığının CMC'nin ikame derecesi üzerindeki etkisi
Ön muamele alkalizasyon sıcaklığının, elde edilen CMC'de ikame derecesi üzerindeki etkisini dikkate almak için, diğer faktörlerin başlangıç değerleri olarak sabitlenmesi durumunda,
Koşullar altında, ön muamele alkalizasyon sıcaklığının CMC ikame derecesi üzerindeki etkisi tartışılmaktadır ve sonuçlar Şekil 2'de gösterilmektedir.
Ön muamele Alkalizasyon Sıcaklığı/℃
Ön muamele alkalizasyon sıcaklığının CMC ikame derecesi üzerindeki etkisi
CMC'nin ikame derecesinin, ön muamele alkalizasyon sıcaklığının artmasıyla arttığı ve alkalizasyon sıcaklığının 30 ° C olduğu görülebilir.
Yukarıdaki ikame dereceleri artan sıcaklık ile azalır. Bunun nedeni, alkalize edici sıcaklığın çok düşük olması ve moleküllerin daha az aktif olması ve
Selülozun kristalin alanını etkili bir şekilde yok eder, bu da eterleştirme ajanının eterleştirme aşamasında selülozun iç kısmına girmesini zorlaştırır ve reaksiyon derecesi nispeten yüksektir.
düşük, daha düşük bir ürün ikamesi ile sonuçlanır. Bununla birlikte, alkalizasyon sıcaklığı çok yüksek olmamalıdır. Sıcaklık arttıkça, yüksek sıcaklık ve güçlü alkali etkisi altında,
Selüloz oksidatif bozulmaya eğilimlidir ve ürünün ikame derecesi CMC azalır.
2.. Ön muamele alkalinizasyon süresinin CMC ikame derecesi üzerindeki etkisi
Ön muamele alkalizasyon sıcaklığının 30 ° C olması ve diğer faktörlerin başlangıç değerleri olması koşulunda, ön tedavi alkalizasyon süresinin CMC üzerindeki etkisi tartışılmaktadır.
İkame etkisi. İkame derecesi
Ön muamele Alkalizasyon Süresi/H
Ön -Tedavi Alkalinizasyon Süresinin EtkisiCMCikame derecesi
Bulma işleminin kendisi nispeten hızlıdır, ancak alkali çözeltisinin fiberde belirli bir difüzyon süresine ihtiyacı vardır.
Alkalizasyon süresi 0.5-1.5h olduğunda, ürünün ikame derecesinin alkalizasyon süresinin artmasıyla arttığı görülebilir.
Elde edilen ürünün ikame derecesi, süre 1.5 saat olduğunda en yüksek olan ve ikame derecesi 1.5 saatten sonra zaman artışı ile azalmıştır. Bu olabilir
Bunun nedeni, alkalizasyon süresinin uzaması ile alkalice alkalinin selüloza infiltrasyonu daha yeterli olması olabilir, böylece lif
Birincil yapı daha rahattır, eterleştirme ajanını ve aktif ortamı arttırır
Gönderme Zamanı: Nisan-26-2024