1. Įvadas
Šiuo metu pagrindinė žaliava naudojama ruošiantceliuliozės eterisyra medvilnė, o jos produkcija mažėja, o kaina taip pat kyla;
Be to, dažniausiai naudojami eterinimo agentai, tokie kaip chloracto rūgštis (labai toksiška) ir etileno oksidas (kancerogeninis), taip pat yra kenksmingesni žmogaus organizmui ir aplinkai.Knyga
Šiame skyriuje kaip žaliava naudojama pušies celiuliozė, kurios santykinis grynumas didesnis nei 90 %, ekstrahuota antrajame skyriuje, o natrio chloracetatas ir 2-chloretanolis – kaip pakaitalai.
Naudojant labai toksišką chloracto rūgštį kaip eterinimo agentą, buvo paruošta anijoninė karboksimetilceliuliozė (CMC), nejoninė hidroksietilceliuliozė.
Celiuliozės (HEC) ir mišrios hidroksietilkarboksimetilceliuliozės (HECMC) trys celiuliozės eteriai.vienas veiksnys
Trijų celiuliozės eterių paruošimo būdai buvo optimizuoti atliekant eksperimentus ir stačiakampius eksperimentus, o susintetinti celiuliozės eteriai apibūdinti FT-IR, XRD, H-BMR ir kt.
Celiuliozės eterinimo pagrindai
Celiuliozės eterinimo principą galima suskirstyti į dvi dalis.Pirmoji dalis yra šarminimo procesas, tai yra celiuliozės šarminimo reakcijos metu,
Tolygiai paskirstyta NaOH tirpale, pušies celiuliozė stipriai išsipučia, veikiant mechaniniam maišymui ir plečiantis vandeniui.
Didelis kiekis NaOH mažų molekulių prasiskverbė į pušies celiuliozės vidų ir reagavo su hidroksilo grupėmis, esančiomis gliukozės struktūrinio vieneto žiede,
Sukuria šarminę celiuliozę, aktyvų eterinimo reakcijos centrą.
Antroji dalis yra eterinimo procesas, tai yra reakcija tarp aktyvaus centro ir natrio chloracetato arba 2-chloretanolio šarminėmis sąlygomis, dėl kurios susidaro
Tuo pačiu metu eterinimo agentas natrio chloroacetatas ir 2-chloretanolis šarminėmis sąlygomis taip pat gamins tam tikrą vandens kiekį.
Šalutinės reakcijos išsprendžiamos, kad susidarytų atitinkamai natrio glikolatas ir etilenglikolis.
2 Pušies celiuliozės koncentruotas dekristalizavimas šarminiu būdu
Pirmiausia paruoškite tam tikros koncentracijos NaOH tirpalą dejonizuotu vandeniu.Tada tam tikroje temperatūroje 2g pušies pluošto
Vitaminas ištirpinamas tam tikrame NaOH tirpalo tūryje, tam tikrą laiką maišomas, o po to filtruojamas naudoti.
Prietaiso modelio gamintojas
Tikslus pH matuoklis
Kolektoriaus tipo pastovios temperatūros kaitinimo magnetinė maišyklė
Vakuuminė džiovinimo krosnelė
Elektroninis balansas
Cirkuliacinio vandens tipo universalus vakuuminis siurblys
Furjė transformacijos infraraudonųjų spindulių spektrometras
Rentgeno spindulių difraktometras
Branduolinio magnetinio rezonanso spektrometras
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 Switzerland ARL Company
Šveicarijos įmonė BRUKER
35
CMC paruošimas
Kaip žaliava naudojant pušies medienos šarminę celiuliozę, iš anksto apdorotą koncentruota šarmine dekristalizacija, kaip tirpiklį naudojant etanolį ir kaip eterinimą naudojant natrio chloracetatą
CMC su didesniu DS buvo paruoštas du kartus pridedant šarmo ir du kartus eterinimo agentą.Į keturkaklę kolbą įpilkite 2 g šarminės pušies medienos celiuliozės, tada įpilkite tam tikrą tūrį etanolio tirpiklio ir gerai išmaišykite 30 min.
maždaug taip, kad šarminė celiuliozė visiškai išsisklaidytų.Tada įpilkite tam tikrą kiekį šarminės medžiagos ir natrio chloracetato, kad tam tikrą laiką reaguotų tam tikroje eterinimo temperatūroje.
Po kurio laiko antrą kartą įpilama šarminės medžiagos ir natrio chloracetato, po kurio tam tikrą laiką eterinamas.Pasibaigus reakcijai, atvėsinkite, tada atvėsinkite
Neutralizuokite tinkamu kiekiu ledinės acto rūgšties, tada nusiurbkite filtrą, nuplaukite ir išdžiovinkite.
HEC paruošimas
Kaip žaliava naudojama pušies medienos šarminė celiuliozė, apdorota koncentruota šarmine dekristalizacija, etanolis kaip tirpiklis ir 2-chloretanolis kaip eterinimas
HEC su didesne MS buvo paruoštas du kartus pridedant šarmo ir du kartus eterinimo agentą.Į keturkaklę kolbą įpilkite 2 g šarminės pušies medienos celiuliozės ir įpilkite tam tikrą tūrį 90 % (tūrio dalis) etanolio, išmaišykite.
Tam tikrą laiką maišykite, kad visiškai išsisklaidytų, tada įpilkite tam tikrą kiekį šarmo ir lėtai pakaitinkite, įpilkite tam tikrą tūrį 2-
Chloretanolis, eterinamas pastovioje temperatūroje tam tikrą laiką, o po to pridedamas likęs natrio hidroksidas ir 2-chloretanolis, kad eterinimas būtų tęsiamas tam tikrą laiką.gydyti
Reakcijai pasibaigus neutralizuoti tam tikru kiekiu ledinės acto rūgšties ir galiausiai filtruoti stikliniu filtru (G3), nuplauti ir išdžiovinti.
HEMCC paruošimas
Kaip žaliavą naudojant HEC, paruoštą pagal 3.2.3.4, etanolį kaip reakcijos terpę ir natrio chloroacetatą kaip eterinimo agentą gaminimui
HECMC.Konkretus procesas yra toks: paimkite tam tikrą kiekį HEC, supilkite į 100 ml keturkaklę kolbą ir įpilkite tam tikrą kiekį tūrio.
90% etanolio, tam tikrą laiką mechaniškai maišykite, kad jis visiškai išsisklaidytų, po kaitinimo įpilkite tam tikrą kiekį šarmo ir lėtai įpilkite
Natrio chloracetatas, eterinimas pastovioje temperatūroje baigiasi po tam tikro laiko.Pasibaigus reakcijai, neutralizuokite ją ledine acto rūgštimi, kad neutralizuotų, tada naudokite stiklinį filtrą (G3).
Po siurbimo filtravimo, plovimo ir džiovinimo.
Celiuliozės eterių valymas
Gaminant celiuliozės eterį, dažnai susidaro kai kurie šalutiniai produktai, daugiausia neorganinė druska natrio chloridas ir kai kurie kiti
priemaišų.Siekiant pagerinti celiuliozės eterio kokybę, buvo atliktas paprastas gauto celiuliozės eterio gryninimas.nes jie yra vandenyje
Yra skirtingo tirpumo, todėl eksperimente naudojama tam tikra hidratuoto etanolio tūrio dalis, kad būtų išgryninti paruošti trys celiuliozės eteriai.
pakeisti.
Sudėkite tam tikros kokybės celiuliozės eterio mėginį į stiklinę, įpilkite tam tikrą kiekį 80% etanolio, pašildyto iki 60 ℃ ~ 65 ℃ ir palaikykite mechaninį maišymą esant 60 ℃ ~ 65 ℃ pastovios temperatūros kaitinamoje magnetinėje maišyklėje. 10 ℃.min.Nuimkite supernatantą, kad išdžiūtų
Švarioje stiklinėje naudokite sidabro nitratą, kad patikrintumėte, ar nėra chlorido jonų.Jei susidaro baltos nuosėdos, filtruokite jas per stiklinį filtrą ir paimkite kietą medžiagą
Kartokite ankstesnius veiksmus kūno daliai, kol filtrate, įpylus 1 lašą AgNO3 tirpalo, nebeliks baltų nuosėdų, ty bus baigtas valymas ir plovimas.
36
į (daugiausia šalutinį reakcijos produktą NaCl).Po siurbimo filtravimo, džiovinimo, atšaldymo iki kambario temperatūros ir svėrimo.
masė, g.
Celiuliozės eterių tyrimo ir apibūdinimo metodai
Pakeitimo laipsnio (DS) ir molinio pakeitimo laipsnio (MS) nustatymas
DS nustatymas: Pirmiausia pasverkite 0,2 g (0,1 mg tikslumu) išgryninto ir išdžiovinto celiuliozės eterio mėginio, ištirpinkite jį
80 ml distiliuoto vandens, maišoma pastovios temperatūros vandens vonioje 30 ℃ ~ 40 ℃ 10 min.Tada sureguliuokite sieros rūgšties tirpalu arba NaOH tirpalu
Tirpalo pH tol, kol tirpalo pH bus 8. Tada į stiklinę su pH matuoklio elektrodu naudokite standartinį sieros rūgšties tirpalą.
Norėdami titruoti, maišant, stebėkite pH matuoklio rodmenis titravimo metu, kai tirpalo pH yra 3,74,
Titravimas baigiasi.Atkreipkite dėmesį į šiuo metu sunaudotą sieros rūgšties etaloninio tirpalo tūrį.
Karta:
Viršutinių protonų skaičių ir hidroksietilo grupės suma
Viršutinių protonų skaičiaus santykis;I7 yra hidroksietilo grupės metileno grupės masė
Protonų rezonanso smailės intensyvumas;yra 5 metino grupių ir vienos metileno grupės protonų rezonanso smailės intensyvumas celiuliozės gliukozės vienete
Suma.
Trijų celiuliozės eterių CMC, HEC ir HEECMC infraraudonųjų spindulių apibūdinimo bandymo metodai aprašyti
Teisė
3.2.4.3 XRD testas
Trijų celiuliozės eterių CMC, HEC ir HEECMC rentgeno difrakcijos analizės apibūdinimo testas
aprašytu bandymo metodu.
3.2.4.4 H-BMR tyrimas
HEC H BMR spektrometras buvo matuojamas BRUKER pagamintu Avance400 H BMR spektrometru.
Kaip tirpiklį naudojant deuteruotą dimetilsulfoksidą, tirpalas buvo tiriamas skysto vandenilio BMR spektroskopija.Bandymo dažnis buvo 75,5 MHz.
Šiltas, tirpalas yra 0,5 ml.
3.3 Rezultatai ir analizė
3.3.1 CMC rengimo proceso optimizavimas
Kaip žaliavą naudojant pušies celiuliozę, ekstrahuotą antrame skyriuje, ir naudojant natrio chloracetatą kaip eterinimo agentą, buvo priimtas vieno faktoriaus eksperimento metodas.
CMC paruošimo procesas buvo optimizuotas, o pradiniai eksperimento kintamieji nustatyti taip, kaip parodyta 3.3 lentelėje.Toliau pateikiamas HEC paruošimo procesas
Dailėje įvairių veiksnių analizė.
3.3 lentelė Pradinės faktoriaus reikšmės
Veiksnys Pradinė vertė
Pirminio apdorojimo šarminimo temperatūra/℃ 40
Pirminio apdorojimo šarminimo laikas/h 1
Išankstinio apdorojimo kietojo skysčio santykis/(g/mL) 1:25
Pirminio apdorojimo šarmo koncentracija/% 40
38
Pirmojo eterinimo etapo temperatūra/℃ 45
Pirmosios pakopos eterinimo laikas/h 1
Antrojo eterinimo etapo temperatūra/℃ 70
Antros pakopos eterinimo laikas/h 1
Bazinė dozė eterinimo stadijoje/g 2
Eterifikuojančio agento kiekis eterinimo stadijoje/g 4.3
Eterifikuotas kieto ir skysčio santykis/(g/mL) 1:15
3.3.1.1 Įvairių veiksnių įtaka CMC pakeitimo laipsniui prieš apdorojimą šarminimo stadijoje
1. Pirminio apdorojimo šarminimo temperatūros įtaka CMC pakeitimo laipsniui
Siekiant atsižvelgti į išankstinio apdorojimo šarminimo temperatūros poveikį pakeitimo laipsniui gautame CMC, jei kiti veiksniai nustatomi kaip pradinės vertės,
Esant tokioms sąlygoms, aptariamas išankstinio apdorojimo šarminimo temperatūros poveikis CMC pakeitimo laipsniui, o rezultatai parodyti Fig.
Pirminio apdorojimo šarminimo temperatūra/℃
Pirminio apdorojimo šarminimo temperatūros poveikis CMC pakeitimo laipsniui
Galima pastebėti, kad CMC pakeitimo laipsnis didėja didėjant išankstinio apdorojimo šarminimo temperatūrai, o šarminimo temperatūra yra 30 ° C.
Pirmiau minėti pakeitimo laipsniai mažėja didėjant temperatūrai.Taip yra todėl, kad šarminimo temperatūra yra per žema, o molekulės yra mažiau aktyvios ir negali
Efektyviai sunaikinkite kristalinį celiuliozės plotą, dėl kurio eterinimo agentui sunku patekti į celiuliozės vidų eterinimo stadijoje, o reakcijos laipsnis yra gana didelis.
žemas, todėl produkto pakeitimo laipsnis yra mažesnis.Tačiau šarminimo temperatūra neturėtų būti per aukšta.Kylant temperatūrai, veikiant aukštai temperatūrai ir stipriam šarmui,
Celiuliozė yra linkusi į oksidacinį skaidymą, todėl sumažėja produkto CMC pakeitimo laipsnis.
2. Pirminio apdorojimo šarminimo laiko įtaka CMC pakeitimo laipsniui
Esant sąlygai, kai išankstinio apdorojimo šarminimo temperatūra yra 30 °C, o kiti veiksniai yra pradinės vertės, aptariamas išankstinio apdorojimo šarminimo laiko poveikis CMC.
Pakeitimo poveikis.Pakeitimo laipsnis
Pirminio apdorojimo šarminimo laikas/val
Pirminio apdorojimo šarminimo laiko įtaka CMC pakeitimo laipsniui
Pats užpildymo procesas yra gana greitas, tačiau šarminiam tirpalui reikia tam tikro difuzijos laiko pluošte.
Matyti, kad kai šarminimo laikas yra 0,5-1,5 val., produkto pakeitimo laipsnis didėja didėjant šarminimo laikui.
Gauto produkto pakeitimo laipsnis buvo didžiausias, kai laikas buvo 1,5 val., o pakeitimo laipsnis mažėjo ilgėjant laikui po 1,5 val.Tai gali
Taip gali būti todėl, kad šarminimo pradžioje, pailgėjus šarminimo laikui, pakanka šarmo įsiskverbimo į celiuliozę, todėl pluoštas
Pagrindinė struktūra yra labiau atsipalaidavusi, padidinant eterinimo agentą ir aktyvią terpę
Paskelbimo laikas: 2022-09-29