1 Kirish
Hozirgi vaqtda asosiy xom ashyoni tayyorlashda foydalaniladitsellyuloza efiripaxta bo'lib, uning ishlab chiqarilishi pasayib, narxi ham oshib bormoqda;
Bundan tashqari, xloroasetik kislota (yuqori zaharli) va etilen oksidi (kanserogen) kabi tez-tez ishlatiladigan eterlashtiruvchi moddalar ham inson tanasi va atrof-muhit uchun ko'proq zararli. Kitob
Ushbu bobda ikkinchi bobda olingan nisbiy tozaligi 90% dan ortiq qarag'ay tsellyulozasi xom ashyo sifatida, o'rnini bosuvchi sifatida esa natriy xloroatsetat va 2-xloroetanol ishlatiladi.
Yuqori zaharli xloroasetik kislotani efirlashtiruvchi vosita sifatida ishlatish, anionkarboksimetil tsellyuloza (CMC), ion bo'lmagan gidroksietil tsellyuloza tayyorlandi.
Tsellyuloza (HEC) va aralash gidroksietil karboksimetil tsellyuloza (HECMC) uchta tsellyuloza efiri. yagona omil
Tajribalar va ortogonal tajribalar yordamida uchta tsellyuloza efirini tayyorlash texnikasi optimallashtirildi va sintez qilingan tsellyuloza efirlari FT-IR, XRD, H-NMR va boshqalar bilan tavsiflandi.
Tsellyulozani eterifikatsiya qilish asoslari
Tsellyulozani eterifikatsiya qilish printsipini ikki qismga bo'lish mumkin. Birinchi qism - ishqorlanish jarayoni, ya'ni tsellyulozaning ishqorlanish reaktsiyasi paytida,
NaOH eritmasida bir tekis tarqalgan qarag'ay tsellyulozasi mexanik aralashtirish va suvning kengayishi ta'sirida kuchli shishadi.
Ko'p miqdorda NaOH kichik molekulalari qarag'ay tsellyulozasining ichki qismiga kirib, glyukoza tuzilmaviy birligining halqasidagi gidroksil guruhlari bilan reaksiyaga kirishdi,
Eterifikatsiya reaktsiyasining faol markazi bo'lgan gidroksidi tsellyuloza hosil qiladi.
Ikkinchi qism - eterifikatsiya jarayoni, ya'ni ishqoriy sharoitda faol markaz va natriy xloratsetat yoki 2-xloroetanol o'rtasidagi reaktsiya, natijada
Shu bilan birga, eterlashtiruvchi vosita natriy xloroatsetat va 2-xloroetanol ham ishqoriy sharoitda ma'lum darajada suv hosil qiladi.
Yon reaktsiyalar navbati bilan natriy glikolat va etilen glikol hosil qilish uchun hal qilinadi.
2 Qarag'ay tsellyulozasining konsentrlangan gidroksidi dekristalizatsiyadan oldingi ishlovi
Birinchidan, deionlangan suv bilan NaOH eritmasining ma'lum konsentratsiyasini tayyorlang. Keyin, ma'lum bir haroratda, 2 g qarag'ay tolasi
Vitamin ma'lum hajmdagi NaOH eritmasida eritiladi, ma'lum vaqt davomida aralashtiriladi va undan keyin foydalanish uchun filtrlanadi.
Asbob modeli ishlab chiqaruvchisi
Aniq pH o'lchagich
Kollektor tipidagi doimiy haroratli isitish magnit aralashtirgich
Vakuumli quritish pechi
Elektron balans
Aylanma suv turi ko'p maqsadli vakuum nasosi
Furye Transform infraqizil spektrometri
Rentgen difraktometri
Yadro magnit-rezonans spektrometri
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.
American Thermo Fisher Co., Ltd.
American Thermoelectric Shveytsariya ARL kompaniyasi
Shveytsariya kompaniyasi BRUKER
35
CMClarni tayyorlash
Xom ashyo sifatida konsentrlangan gidroksidi dekristalizatsiya bilan oldindan ishlangan qarag'ay yog'ochidan ishqorli tsellyulozadan foydalanish, erituvchi sifatida etanoldan va efirlash sifatida natriy xloroatsetatdan foydalanish
Yuqori DSga ega CMC ikki marta gidroksidi va ikki marta efirlashtiruvchi vositani qo'shish orqali tayyorlangan. To'rt bo'yinli kolbaga 2 g qarag'ay yog'och ishqorli tsellyuloza qo'shing, so'ng ma'lum hajmdagi etanol erituvchisini qo'shing va 30 daqiqa davomida yaxshilab aralashtiring.
haqida, shuning uchun ishqoriy tsellyuloza to'liq tarqaladi. Keyin ma'lum bir eterifikatsiya haroratida ma'lum vaqt davomida reaksiyaga kirishish uchun ma'lum miqdorda gidroksidi agent va natriy xloroatsetat qo'shing.
Vaqt o'tgach, ishqoriy agent va natriy xloroatsetatning ikkinchi qo'shilishi, so'ngra ma'lum vaqt davomida eterifikatsiya qilinadi. Reaktsiya tugagandan so'ng, sovib, keyin sovutib oling
Tegishli miqdorda muzli sirka kislotasi bilan zararsizlantiring, so'ngra filtrlang, yuving va quriting.
OTMlarni tayyorlash
Xom ashyo sifatida konsentrlangan gidroksidi dekristalizatsiya bilan oldindan ishlangan qarag'ay daraxti ishqorli tsellyuloza, erituvchi sifatida etanol va eterifikatsiya sifatida 2-xloroetanoldan foydalanish
Yuqori MSga ega HEC ikki marta gidroksidi va ikki marta efirlashtiruvchi vositani qo'shish orqali tayyorlangan. To'rt bo'yinli kolbaga 2 g qarag'ay yog'och ishqorli tsellyuloza qo'shing va ma'lum hajmdagi 90% (hajm ulushi) etanol qo'shing, aralashtiring.
To'liq tarqalishi uchun ma'lum vaqt aralashtiramiz, keyin ma'lum miqdorda gidroksidi qo'shing va asta-sekin qizdiring, ma'lum hajmda 2- qo'shing.
Xloroetanol, ma'lum vaqt davomida doimiy haroratda eterlanadi, so'ngra qolgan natriy gidroksid va 2-xloroetanol qo'shiladi va ma'lum vaqt davomida eterifikatsiyani davom ettiradi. davolash
Reaktsiya tugagandan so'ng, ma'lum miqdorda muzli sirka kislotasi bilan zararsizlantiring va nihoyat shisha filtr (G3) bilan filtrlang, yuving va quriting.
HEMCC tayyorlash
Xom ashyo sifatida 3.2.3.4-bandda tayyorlangan HEC dan, reaksiya muhiti sifatida etanoldan va efirlashtiruvchi vosita sifatida natriy xloroatsetatdan foydalanish
HECMC. Muayyan jarayon: ma'lum miqdorda HEC oling, uni 100 ml to'rt bo'yinli kolbaga soling va keyin ma'lum miqdorda hajm qo'shing.
90% etanol, uni to'liq tarqatish uchun bir muddat mexanik ravishda aralashtiramiz, qizdirilgandan keyin ma'lum miqdorda gidroksidi qo'shing va asta-sekin qo'shing.
Natriy xloroatsetat, doimiy haroratda eterlanish ma'lum vaqtdan keyin tugaydi. Reaksiya tugagandan so'ng uni neytrallash uchun muzli sirka kislotasi bilan zararsizlantiring, so'ngra shisha filtrdan foydalaning (G3)
Shlangi filtrlash, yuvish va quritishdan keyin.
Tsellyuloza efirlarini tozalash
Tsellyuloza efirini tayyorlash jarayonida ko'pincha ba'zi qo'shimcha mahsulotlar, asosan noorganik tuz natriy xlorid va boshqalar ishlab chiqariladi.
aralashmalar. Tsellyuloza efirining sifatini yaxshilash maqsadida olingan tsellyuloza efirida oddiy tozalash ishlari olib borildi. chunki ular suvda
Turli xil eruvchanlik mavjud, shuning uchun tajriba tayyorlangan uchta tsellyuloza efirini tozalash uchun gidratlangan etanolning ma'lum bir hajmli qismini ishlatadi.
o'zgartirish.
Ma'lum bir sifat bilan tayyorlangan tsellyuloza efir namunasini stakanga joylashtiring, 60 ℃ ~ 65 ℃ gacha qizdirilgan ma'lum miqdorda 80% etanol qo'shing va doimiy haroratli magnit aralashtirgichda 60 ℃ ~ 65 ℃ mexanik aralashtirishni saqlang. min. Supernatantni quritish uchun oling
Toza stakanda xlorid ionlarini tekshirish uchun kumush nitratdan foydalaning. Agar oq cho'kma bo'lsa, uni shisha filtrdan filtrlang va qattiq moddani oling
1 tomchi AgNO3 eritmasidan qo'shgandan keyin filtrat oq cho'kma bo'lmaguncha, ya'ni tozalash va yuvish tugaguniga qadar tana qismi uchun oldingi amallarni takrorlang.
36
ichiga (asosan reaktsiyaning yon mahsuloti NaCl ni olib tashlash uchun). Shlangi filtrlash, quritish, xona haroratiga sovutish va tortishdan keyin.
massa, g.
Tsellyuloza efirlarini sinash va tavsiflash usullari
Almashtirish darajasini (DS) va almashinishning molyar darajasini (MS) aniqlash
DS ni aniqlash: Birinchidan, tozalangan va quritilgan tsellyuloza efir namunasidan 0,2 g (0,1 mg gacha aniq) torting, uni eritib oling.
80 ml distillangan suv, doimiy haroratli suv hammomida 30 ℃ ~ 40 ℃ haroratda 10 daqiqa davomida aralashtiriladi. Keyin sulfat kislota eritmasi yoki NaOH eritmasi bilan sozlang
Eritmaning pH qiymati eritmaning pH 8 bo'lgunga qadar. Keyin pH o'lchagich elektrod bilan jihozlangan stakanda sulfat kislotaning standart eritmasidan foydalaning.
Titrlash uchun, aralashtirish sharoitida, eritmaning pH qiymati 3,74 ga sozlanganda titrlash paytida pH o'lchagich ko'rsatkichiga rioya qiling,
Titrlash tugaydi. Bu vaqtda ishlatiladigan sulfat kislota standart eritmasi hajmiga e'tibor bering.
Avlod:
Yuqori proton raqamlari va gidroksietil guruhi yig'indisi
Yuqori protonlar sonining nisbati; I7 - gidroksietil guruhidagi metilen guruhining massasi
Proton rezonans cho'qqisining intensivligi; tsellyuloza glyukoza birligidagi 5 metin guruhi va bitta metilen guruhining proton-rezonans cho'qqisining intensivligi
so'm.
CMC, HEC va HEECMC uchta tsellyuloza efirlarining infraqizil xarakteristikasi sinovi uchun tavsiflangan sinov usullari
Qonun
3.2.4.3 XRD testi
CMC, HEC va HEECMC uchta tsellyuloza efirlarining rentgen nurlanishining difraksion tahlilining xarakteristikasi testi
tavsiflangan sinov usuli.
3.2.4.4 H-NMRni sinash
HEC ning H NMR spektrometri BRUKER tomonidan ishlab chiqarilgan Avance400 H NMR spektrometri bilan o'lchandi.
Erituvchi sifatida deyterlangan dimetil sulfoksiddan foydalanib, eritma suyuq vodorod NMR spektroskopiyasi bilan sinovdan o'tkazildi. Sinov chastotasi 75,5 MGts edi.
Issiq, eritma 0,5 ml.
3.3 Natijalar va tahlillar
3.3.1 CMCni tayyorlash jarayonini optimallashtirish
Xom ashyo sifatida ikkinchi bobda olingan qarag'ay tsellyulozasidan va efirlashtiruvchi vosita sifatida natriy xloroatsetatdan foydalanib, bir faktorli tajriba usuli qabul qilindi,
CMC ni tayyorlash jarayoni optimallashtirildi va tajribaning dastlabki o'zgaruvchilari 3.3-jadvalda ko'rsatilganidek o'rnatildi. Quyida HECga tayyorgarlik jarayoni keltirilgan
San'atda turli omillarni tahlil qilish.
3.3-jadval Boshlang'ich omil qiymatlari
Omilning boshlang'ich qiymati
Oldindan ishlov berish ishqoriy harorati / ℃ 40
Oldindan ishlov berish ishqorlash vaqti/soat 1
Qattiq-suyuqlik nisbati/(g/ml) 1:25
Davolashdan oldingi lila konsentratsiyasi/% 40
38
Eterifikatsiyaning birinchi bosqichi harorati / ℃ 45
Birinchi bosqich eteriklanish vaqti/soat 1
Ikkinchi bosqichdagi eterlanish harorati / ℃ 70
Ikkinchi bosqich eteriklanish vaqti/soat 1
Eterifikatsiya bosqichidagi asosiy doz/g 2
Eterifikatsiya bosqichidagi efirlashtiruvchi moddalar miqdori/g 4.3
Efirlangan qattiq suyuqlik nisbati/(g/mL) 1:15
3.3.1.1 Davolashdan oldingi ishqorlanish bosqichida CMC almashtirish darajasiga turli omillarning ta'siri
1. Davolashdan oldingi ishqorlanish haroratining CMC ni almashtirish darajasiga ta'siri
Boshlang'ich qiymatlar sifatida boshqa omillarni belgilagan holda, ishlov berishdan oldingi ishqorlanish haroratining olingan CMCdagi almashtirish darajasiga ta'sirini hisobga olish uchun,
Shartlar ostida, ishlov berishdan oldingi ishqorlanish haroratining CMC o'rnini bosish darajasiga ta'siri ko'rib chiqiladi va natijalar rasmda ko'rsatilgan.
Oldindan ishlov berish ishqoriy harorati/℃
Oldindan ishlov berish ishqoriy haroratining CMC almashtirish darajasiga ta'siri
Ko'rinib turibdiki, CMC o'rnini bosish darajasi ishlov berishdan oldingi ishqorlanish haroratining oshishi bilan ortadi va ishqorlanish harorati 30 ° C ni tashkil qiladi.
Yuqoridagi almashtirish darajalari harorat oshishi bilan kamayadi. Buning sababi shundaki, ishqorlanish harorati juda past va molekulalar kamroq faol va qobiliyatsiz
Tsellyulozaning kristalli maydonini samarali ravishda yo'q qiling, bu esa eterizatsiya bosqichida tsellyulozaning ichki qismiga eterizatsiya qiluvchi agentning kirishini qiyinlashtiradi va reaksiya darajasi nisbatan yuqori.
past, natijada mahsulotni almashtirish darajasi past bo'ladi. Shu bilan birga, alkalizatsiya harorati juda yuqori bo'lmasligi kerak. Haroratning oshishi bilan yuqori harorat va kuchli gidroksidi ta'siri ostida,
Tsellyuloza oksidlanish degradatsiyasiga moyil bo'lib, CMC mahsulotini almashtirish darajasi pasayadi.
2. Davolashdan oldingi ishqorlanish vaqtining CMC almashtirish darajasiga ta'siri
Ishlov berishdan oldingi ishqorlanish harorati 30 °C va boshqa omillar boshlang'ich qiymatlar bo'lishi sharti bilan, dastlabki ishlov berish ishqorlanish vaqtining CMCga ta'siri muhokama qilinadi.
O'zgartirishning ta'siri. Almashtirish darajasi
Oldindan ishlov berish ishqorlash vaqti/soat
Davolanishdan oldingi ishqorlanish vaqtining ta'siriCMCalmashtirish darajasi
Ko'paytirish jarayonining o'zi nisbatan tez sodir bo'ladi, ammo gidroksidi eritma tolada ma'lum diffuziya vaqtiga muhtoj.
Ko'rinib turibdiki, ishqorlanish vaqti 0,5-1,5 soat bo'lsa, ishqorlanish vaqti ortishi bilan mahsulotning almashinish darajasi ortadi.
Olingan mahsulotni almashtirish darajasi vaqt 1,5 soat bo'lganda eng yuqori bo'lgan va 1,5 soatdan keyin vaqt o'sishi bilan almashtirish darajasi pasaygan. Bu mumkin
Buning sababi, ishqorlanishning boshida, ishqorlanish vaqtining uzayishi bilan ishqorning tsellyulozaga infiltratsiyasi etarli bo'ladi, shuning uchun tolalar
Asosiy struktura yanada bo'shashgan bo'lib, efirlashtiruvchi vosita va faol muhitni oshiradi
Yuborilgan vaqt: 2024 yil 26 aprel