Biến đổi ete hóa xenluloza

01. Giới thiệu về xenlulozơ

Cellulose là một polysaccharide đại phân tử được cấu tạo từ glucose. Không tan trong nước và dung môi hữu cơ nói chung. Nó là thành phần chính của thành tế bào thực vật, và nó cũng là polysaccharide phân bố rộng rãi nhất và phong phú nhất trong tự nhiên.

Cellulose là nguồn tài nguyên tái tạo dồi dào nhất trên trái đất và cũng là loại polymer tự nhiên có khả năng tích tụ lớn nhất. Nó có ưu điểm là có thể tái tạo, hoàn toàn phân hủy sinh học và tương thích sinh học tốt.

02. Lý do biến đổi xenluloza

Các đại phân tử xenluloza chứa một số lượng lớn các nhóm -OH. Do tác dụng của liên kết hydro, lực giữa các đại phân tử tương đối lớn, điều này sẽ dẫn đến nhiệt nóng chảy lớn △H; mặt khác, có các vòng trong các đại phân tử xenluloza. Giống như cấu trúc, độ cứng của chuỗi phân tử lớn hơn, điều này sẽ dẫn đến sự thay đổi entropy nóng chảy nhỏ hơn ΔS. Hai lý do này làm cho nhiệt độ của xenluloza nóng chảy (= △H / △S) sẽ trở nên cao hơn và nhiệt độ phân hủy của xenluloza tương đối thấp. Do đó, khi xenluloza được đun nóng đến một nhiệt độ nhất định, các sợi sẽ xuất hiện Hiện tượng xenluloza đã bị phân hủy trước khi bắt đầu nóng chảy, do đó, quá trình xử lý vật liệu xenluloza không thể áp dụng phương pháp nấu chảy trước rồi mới đúc.

03. Ý nghĩa của việc biến đổi xenluloza

Với sự cạn kiệt dần dần của các nguồn tài nguyên hóa thạch và các vấn đề môi trường ngày càng nghiêm trọng do hàng dệt sợi hóa học thải ra, việc phát triển và sử dụng các vật liệu sợi tái tạo tự nhiên đã trở thành một trong những điểm nóng mà mọi người chú ý. Cellulose là nguồn tài nguyên thiên nhiên tái tạo dồi dào nhất trong tự nhiên. Nó có các đặc tính tuyệt vời như khả năng hút ẩm tốt, chống tĩnh điện, thấm khí mạnh, khả năng nhuộm tốt, mặc thoải mái, dễ gia công dệt may và có khả năng phân hủy sinh học. Nó có các đặc điểm không thể so sánh với sợi hóa học. .

Phân tử xenluloza chứa một số lượng lớn các nhóm hydroxyl, dễ hình thành liên kết hydro nội phân tử và liên phân tử, và phân hủy ở nhiệt độ cao mà không nóng chảy. Tuy nhiên, xenluloza có khả năng phản ứng tốt, và liên kết hydro của nó có thể bị phá hủy bởi phản ứng biến đổi hóa học hoặc ghép, có thể hạ thấp hiệu quả điểm nóng chảy. Là một loại sản phẩm công nghiệp, nó được sử dụng rộng rãi trong dệt may, tách màng, nhựa, thuốc lá và lớp phủ.

04. Biến đổi ete hóa xenluloza

Cellulose ether là một loại dẫn xuất cellulose thu được bằng cách biến đổi ether hóa cellulose. Nó được sử dụng rộng rãi do có đặc tính làm đặc, nhũ hóa, huyền phù, tạo màng, keo bảo vệ, giữ ẩm và bám dính tuyệt vời. Được sử dụng trong thực phẩm, thuốc, làm giấy, sơn, vật liệu xây dựng, v.v.

Phản ứng ete hóa xenluloza là một loạt các dẫn xuất được tạo ra bởi phản ứng của nhóm hydroxyl trên chuỗi phân tử xenluloza với tác nhân alkyl hóa trong điều kiện kiềm. Việc tiêu thụ nhóm hydroxyl làm giảm số lượng liên kết hydro liên phân tử để giảm lực liên phân tử, do đó cải thiện độ ổn định nhiệt của xenluloza, cải thiện hiệu suất xử lý của vật liệu và đồng thời giảm điểm nóng chảy của xenluloza.

Ví dụ về tác động của quá trình biến đổi ete hóa lên các chức năng khác của xenlulozơ:

Sử dụng bông tinh chế làm nguyên liệu thô cơ bản, các nhà nghiên cứu đã sử dụng quy trình ete hóa một bước để điều chế ete phức hợp carboxymethyl hydroxypropyl cellulose với phản ứng đồng đều, độ nhớt cao, khả năng chống axit và chống muối tốt thông qua các phản ứng kiềm hóa và ete hóa. Sử dụng quy trình ete hóa một bước, carboxymethyl hydroxypropyl cellulose được tạo ra có khả năng chống muối, chống axit và độ hòa tan tốt. Bằng cách thay đổi lượng tương đối của propylen oxit và axit cloroacetic, có thể tạo ra các sản phẩm có hàm lượng carboxymethyl và hydroxypropyl khác nhau. Kết quả thử nghiệm cho thấy carboxymethyl hydroxypropyl cellulose được sản xuất theo phương pháp một bước có chu kỳ sản xuất ngắn, tiêu thụ dung môi thấp và sản phẩm có khả năng chống muối đơn hóa trị và hai hóa trị và khả năng chống axit tốt.

05. Triển vọng cải tiến este hóa xenlulo

Cellulose là một loại nguyên liệu hóa học và hóa chất quan trọng, giàu tài nguyên, xanh và thân thiện với môi trường, có thể tái tạo. Các dẫn xuất của quá trình biến đổi este hóa cellulose có hiệu suất tuyệt vời, phạm vi sử dụng rộng rãi và hiệu quả sử dụng tuyệt vời, đáp ứng nhu cầu của nền kinh tế quốc dân ở mức độ lớn. Và nhu cầu phát triển xã hội, với sự tiến bộ liên tục của công nghệ và việc hiện thực hóa thương mại trong tương lai, nếu các nguyên liệu tổng hợp và phương pháp tổng hợp của các dẫn xuất cellulose có thể được công nghiệp hóa hơn, chúng sẽ được sử dụng đầy đủ hơn và hiện thực hóa phạm vi ứng dụng rộng hơn. Giá trị