ከሴሉሎስ ኤተር እጅግ በጣም የሚስብ ቁሳቁስ

superabsorbent ሙጫ ለማዘጋጀት N, N-methylenebisacrylamide በ ካርቦሃይድሬት ሴሉሎስ መስቀል-የተገናኘ ሂደት እና ምርት አፈጻጸም ጥናት, እና የአልካላይን በማጎሪያ, መስቀል-ማገናኘት ወኪል መጠን, አልካሊ etherification እና የማሟሟት. የመድኃኒቱ ውጤት በምርቱ የውሃ መሳብ አፈፃፀም ላይ። ውሃ የሚስብ ሙጫ ወደ ውሃ የማስገባቱ ዘዴ ተብራርቷል። ጥናቶች እንደሚያሳዩት የዚህ ምርት የውሃ ማጠራቀሚያ ዋጋ (WRV) 114ml/g ይደርሳል.

ቁልፍ ቃላት፡-ሴሉሎስ ኤተር; methylenebisacrylamide; አዘገጃጀት

1,መግቢያ

Superabsorbent resin ጠንካራ የሃይድሮፊል ቡድኖች እና የተወሰነ ደረጃ መሻገር ያለው ፖሊመር ቁሳቁስ ነው። እንደ ወረቀት ፣ ጥጥ እና ሄምፕ ያሉ የተለመዱ የውሃ መሳብ ቁሳቁሶች ዝቅተኛ የውሃ የመሳብ መጠን እና ዝቅተኛ የውሃ የመያዝ አቅም አላቸው ፣ እጅግ በጣም ጥሩ ሙጫዎች ደግሞ ውሃን በደርዘን የሚቆጠሩ ጊዜ የራሳቸውን ክብደት ሊወስዱ ይችላሉ ፣ እና ውሃ ከወሰዱ በኋላ የሚፈጠረው ጄል ውሃ እንኳን አይደርቅም። በትንሽ ግፊት. እጅግ በጣም ጥሩ የውኃ ማጠራቀሚያ አቅም. በውሃ ውስጥም ሆነ በኦርጋኒክ መሟሟት ውስጥ አይሟሟም.

ከሴሉሎስ የተሠራ እጅግ በጣም የሚስብ ቁሳቁስ በሞለኪውላዊ ሰንሰለት ላይ ብዛት ያላቸው የሃይድሮክሳይል ቡድኖች ፣ የካርቦክሲል ቡድኖች እና የሶዲየም ሃይድሬት ions አሉ። ውሃውን ከወሰዱ በኋላ ውሃው በሃይድሮፊሊክ ማክሮ ሞለኪውላር አውታር የተከበበ ሲሆን በውጫዊ ግፊት ሊቆይ ይችላል. ውሀ የ adsorption resin ን ሲያረጥብ፣ ከፊል-የሚያልፍ ገለፈት በሬንጅ እና በውሃ መካከል ይፈጠራል። ዶናን እንደሚለው በውሃ በሚመጠው ሙጫ ውስጥ ባለው የሞባይል ion (ና+) ከፍተኛ ክምችት ምክንያት'በተመጣጣኝ መርህ ፣ ይህ የ ion ትኩረት ልዩነት የኦስሞቲክ ግፊትን ያስከትላል። ደካማ, እርጥበት እና እብጠት ደካማ ኃይል, ውሃ በዚህ ንብርብር ከፊል-permeable ሽፋን ያልፋል እና superabsorbent ሙጫ ያለውን macromolecules ላይ hydrophilic ቡድኖች እና አየኖች ጋር ያዋህዳል, የሞባይል አየኖች ትኩረት በመቀነስ, በዚህም ከፍተኛ ውሃ ለመምጥ እና እብጠት ያሳያል. ይህ የማስታወቂያ ሂደት በተንቀሳቃሽ አየኖች መካከል ያለውን ልዩነት ምክንያት osmotic ግፊት ልዩነት ወደ ፖሊመር ሙጫ ያለውን የሞለኪውል አውታረ መረብ ያለውን የተቀናጀ ኃይል ምክንያት ተጨማሪ መስፋፋት የመቋቋም ጋር እኩል ነው ድረስ ድረስ ይቀጥላል. ከሴሉሎስ የሚዘጋጀው የሱፐርአብሰርበንት ሙጫ ጥቅሞች መጠነኛ የውሃ መሳብ ፍጥነት ፣ ፈጣን የውሃ መሳብ ፍጥነት ፣ ጥሩ የጨው ውሃ መቋቋም ፣ መርዛማ ያልሆነ ፣ የፒኤች እሴትን ለማስተካከል ቀላል ፣ በተፈጥሮ ውስጥ ሊበላሽ ይችላል እና ዝቅተኛ ዋጋ ፣ ስለሆነም ሰፊ ነው ። የአጠቃቀም ክልል. በኢንዱስትሪ እና በግብርና ውስጥ የውሃ መከላከያ ወኪል ፣ የአፈር ኮንዲሽነር እና የውሃ ማቆያ ወኪል ሆኖ ሊያገለግል ይችላል። በተጨማሪም፣ በጤና፣ በምግብ፣ በማይክሮ ባዮሎጂ እና በመድኃኒት ጥሩ የእድገት እና የመተግበር ተስፋዎች አሉት።

2. የሙከራ ክፍል

2.1 የሙከራ መርህ

የጥጥ ፋይበር ሱፐርአብሰርበንት ሬንጅ ማዘጋጀት በዋናነት በፋይበር ቆዳ ላይ ዝቅተኛ የመተካት ደረጃ ያለው ተሻጋሪ መዋቅር መፍጠር ነው. በአጠቃላይ ሁለት ወይም ከዚያ በላይ ምላሽ የሚሰጡ የተግባር ቡድኖች ካላቸው ውህዶች ጋር መሻገር። የማገናኘት ችሎታ ያላቸው ተግባራዊ ቡድኖች ቪኒል ፣ ሃይድሮክሳይል ፣ ካርቦክስል ፣ አሚድ ፣ አሲድ ክሎራይድ ፣ ኦክሲራን ፣ ኒትሪል ፣ ወዘተ ያጠቃልላሉ ። ከተለያዩ አቋራጭ ወኪሎች ጋር የሚዘጋጁት የሱፐርአብሰርበንት ሙጫዎች የውሃ መሳብ ሬሾ የተለየ ነው። በዚህ ሙከራ ውስጥ N, N-methylenebisacrylamide የሚከተሉትን ደረጃዎች ጨምሮ እንደ ማቋረጫ ወኪል ጥቅም ላይ ይውላል።

(1) ሴሉሎስ (አርሴል) አልካሊ ሴሉሎስን ለማመንጨት ከአልካላይን መፍትሄ ጋር ምላሽ ይሰጣል፣ እና የሴሉሎስ የአልካላይዜሽን ምላሽ ፈጣን ውጫዊ ምላሽ ነው። የሙቀት መጠኑን ዝቅ ማድረግ የአልካላይን ፋይበር እንዲፈጠር ምቹ ነው እና ሃይድሮሊሲስን ሊገታ ይችላል። አልኮሆል መጨመር የሴሉሎስን መታወክ ሊጨምር ይችላል, ይህም ለአልካላይዜሽን እና ለቀጣይ ኤተርነት ጠቃሚ ነው.

RcellOH+NaOH→RcellONa+H2O

(2) አልካሊ ሴሉሎስ እና ሞኖክሎሮአክቲክ አሲድ ሶዲየም ካርቦክሲሚል ሴሉሎስን ያመነጫሉ፣ እና የኤተርፊኬሽን ምላሽ የኑክሊዮፊል ምትክ ምላሽ ነው።

RcellONa+ClCH2COONa→RcellOCH2COONa+NaCl

(3) N፣ N-methylenebisacrylamide መስቀል-የተገናኘ እጅግ በጣም የሚስብ ሙጫ ለማግኘት። ምክንያቱም carboxymethyl ፋይበር ያለውን ሞለኪውላዊ ሰንሰለት ላይ hydroxyl ቡድኖች ከፍተኛ ቁጥር አሁንም አሉ, ሴሉሎስ ያለውን hydroxyl ቡድን ionization እና ኤን ሞለኪውላዊ ሰንሰለት ላይ acryloyl ድርብ ቦንድ ያለውን ionization, N-methylenebisacrylamide ያለውን እርምጃ ስር ተቀስቅሷል ይቻላል. የአልካሊ ካታላይዝስ እና ከዚያም በሴሉሎስ ሞለኪውላዊ ሰንሰለቶች መካከል መሻገር በሚካኤል ጤዛ በኩል ይከሰታል እና ወዲያውኑ የፕሮቶን ልውውጥ በውሃ የማይሟሟ ሴሉሎስ ሱፐር-absorbent ሙጫ ይሆናል።

2.2 ጥሬ እቃዎች እና መሳሪያዎች

ጥሬ እቃዎች፡ የሚስብ ጥጥ (በሊንተር የተቆረጠ)፣ ሶዲየም ሃይድሮክሳይድ፣ ሞኖክሎሮአክቲክ አሲድ፣ ኤን፣ ኤን-ሜቲኤልኔቢሳክሪላሚድ፣ ፍፁም ኢታኖል፣ አሴቶን።

መሳሪያዎች፡ ባለ ሶስት አንገተ ብልጭታ፣ የኤሌትሪክ ቀስቃሽ፣ ሪፍሉክስ ኮንዲሰር፣ የመምጠጥ ማጣሪያ ብልጭታ፣ ቡችነር ፉነል፣ የቫኩም ማድረቂያ ምድጃ፣ የደም ዝውውር የውሃ ቫኩም ፓምፕ።

2.3 የዝግጅት ዘዴ

2.3.1 አልካላይዜሽን

በሶስት አንገቱ ጠርሙስ ውስጥ 1 ግራም የሚስብ ጥጥ ይጨምሩ ፣ ከዚያ የተወሰነ መጠን ያለው የሶዲየም ሃይድሮክሳይድ መፍትሄ እና ፍጹም ኢታኖል ይጨምሩ ፣ የሙቀት መጠኑን ከክፍል ሙቀት በታች ያድርጉት እና ለተወሰነ ጊዜ ያነሳሱ።

2.3.2 Etherification

የተወሰነ መጠን ያለው ክሎሮአክቲክ አሲድ ይጨምሩ እና ለ 1 ሰ.

2.3.2 መሻገሪያ

በኋለኛው የ etherification ደረጃ N, N-methylenebisacrylamide ተሻጋሪ ግንኙነትን ለማካሄድ በተመጣጣኝ መጠን ተጨምሯል, እና በክፍል ሙቀት ውስጥ ለ 2 ሰዓታት ይቀሰቅሳል.

2.3.4 ድህረ-ማቀነባበር

ግላሲያል አሴቲክ አሲድ ይጠቀሙ ፒኤች እሴትን ወደ 7 ለማስተካከል፣ጨውን በኤታኖል ያጥቡት፣ውሃውን በአሴቶን ያጥቡት፣በመምጠጥ ያጣሩ እና ለ 4 ሰአታት በቫኩም ማድረቅ (በ60 አካባቢ°ሐ፣ የቫኩም ዲግሪ 8.8kPa) ነጭ የጥጥ ክር ምርት ለማግኘት።

2.4 የትንታኔ ሙከራ

የውሃ መምጠጥ መጠን (WRV) የሚወሰነው በማጣራት ነው, ማለትም, 1 ግራም የምርት (ጂ) 100 ሚሊ ሜትር የተጣራ ውሃ (V1) ወደሚገኝ ማሰሮ ውስጥ ይጨመራል, ለ 24 ሰአታት የረከረ, በ 200 ሜሽ አይዝጌ ብረት ስክሪን ውስጥ ተጣርቷል. , እና በስክሪኑ ስር ያለው ውሃ ይሰበሰባል (V2). የስሌቱ ቀመር እንደሚከተለው ነው፡- WRV=(V1-V2)/G.

3. ውጤቶች እና ውይይት

3.1 የአልካላይዜሽን ምላሽ ሁኔታዎች ምርጫ

በጥጥ ፋይበር እና በአልካላይን መፍትሄ አማካኝነት አልካሊ ሴሉሎስን በማምረት ሂደት ውስጥ የሂደቱ ሁኔታዎች በምርቱ አፈፃፀም ላይ ከፍተኛ ተጽዕኖ ያሳድራሉ. በአልካላይዜሽን ምላሽ ውስጥ ብዙ ምክንያቶች አሉ. ለእይታ ምቾት, የኦርቶዶክስ ሙከራ ንድፍ ዘዴ ጥቅም ላይ ይውላል.

ሌሎች ሁኔታዎች፡ ፈሳሹ 20ml ፍፁም ኢታኖል ነው፣የአልካላይን እና ኤተርፋይንግ ኤጀንት (ሞል/ኤምዲ) ጥምርታ 3፡1 ነው፣ እና የማቋረጫ ወኪሉ 0.05g ነው።

የሙከራ ውጤቶቹ እንደሚያሳዩት፡ የመጀመሪያ ደረጃ እና ሁለተኛ ደረጃ ግንኙነት፡ C> A>B፣ ምርጡ ሬሾ፡ A3B3C3። በአልካላይዜሽን ምላሽ ውስጥ በጣም አስፈላጊው የሊየም ክምችት ነው። ከፍተኛ መጠን ያለው የሊዩ ክምችት የአልካላይን ሴሉሎስን ለመፍጠር ምቹ ነው. ይሁን እንጂ የሊዩ መጠን ከፍ ባለ መጠን የተዘጋጀው የሱፐርብስተር ሬንጅ የበለጠ የጨው መጠን እንደሚጨምር ልብ ሊባል ይገባል. ስለዚህ ጨዉን በኤታኖል በሚታጠብበት ጊዜ የምርቱን ውሃ የመሳብ አቅም ላይ ተጽእኖ እንዳያሳድር በምርቱ ውስጥ ያለው ጨው መወገዱን ለማረጋገጥ ብዙ ጊዜ ይታጠቡ።

3.2 የማቋረጫ ወኪል መጠን በምርት WRV ላይ ያለው ውጤት

የሙከራ ሁኔታዎቹ፡- 20ml absolute ethanol፣ 2.3:1 የአልካላይን እና የኢተርፍሚሽን ወኪል፣ 20ml lye እና 90min የአልካላይዜሽን ጥምርታ ናቸው።

ውጤቶቹ እንደሚያሳዩት የአገናኝ መንገዱ መጠን በሲኤምሲ-ና አቋራጭ ደረጃ ላይ ተጽዕኖ ያሳድራል. ከመጠን በላይ መሻገር በምርት ቦታ ላይ ወደ ጥብቅ የአውታረ መረብ መዋቅር ይመራል, ይህም ዝቅተኛ የውኃ መሳብ መጠን እና ከውኃ መሳብ በኋላ ደካማ የመለጠጥ ባሕርይ ያለው ነው; የአገናኝ መንገዱ መጠን ትንሽ ሲሆን, ማቋረጡ ያልተሟላ ነው, እና በውሃ ውስጥ የሚሟሟ ምርቶች አሉ, ይህም የውሃ መሳብ መጠን ላይም ተጽዕኖ ያሳድራል. ከ 0.06 ግ በታች የሆነ የዝውውር ኤጀንት መጠን ከ 0.06 ግ በታች በሚሆንበት ጊዜ የውሃ መሳብ መጠኑ ከ 0.06 ግራም በላይ በሚሆንበት ጊዜ የውሃ መሳብ መጠን ይጨምራል. ከአገናኝ ወኪል መጠን ጋር። ስለዚህ, crosslinking ወኪል መጠን ገደማ 6% የጥጥ ፋይበር የጅምላ ነው.

3.3 የኢተርፍሽን ሁኔታዎች በምርት WRV ላይ የሚያሳድረው ተጽዕኖ

የሙከራ ሁኔታዎች: የአልካላይን ክምችት 40%; የአልካላይን መጠን 20 ሚሊ ሜትር; ፍጹም ኢታኖል 20 ሚሊ; ተሻጋሪ ወኪል መጠን 0.06g; አልካላይዜሽን 90 ደቂቃ.

ከኬሚካላዊ ምላሽ ቀመር የአልካላይን-ኤተር ሬሾ (NaOH: CICH2-COOH) 2: 1 መሆን አለበት, ነገር ግን ትክክለኛው የአልካላይን መጠን ከዚህ ሬሾ ይበልጣል, ምክንያቱም የተወሰነ ነፃ የአልካላይን ክምችት በምላሽ ስርዓት ውስጥ መረጋገጥ አለበት. , ምክንያቱም: የተወሰነ ከፍ ያለ የነፃ መሠረት ክምችት የአልካላይዜሽን ምላሽን ለማጠናቀቅ ተስማሚ ነው; የአገናኝ መንገዱ ምላሽ በአልካላይን ሁኔታዎች ውስጥ መከናወን አለበት ። አንዳንድ የጎንዮሽ ጉዳቶች አልካላይን ይበላሉ. ነገር ግን የአልካላይን መጠን ከመጠን በላይ ከተጨመረ, የአልካላይን ፋይበር በከፍተኛ ሁኔታ ይቀንሳል, እና በተመሳሳይ ጊዜ, የኤቲሪኬሽን ኤጀንት ውጤታማነት ይቀንሳል. ሙከራዎች እንደሚያሳዩት የአልካላይን እና ኤተር ሬሾ ወደ 2.5: 1 ነው.

3.4 የሟሟ መጠን ላይ ተጽእኖ

የሙከራ ሁኔታዎች: የአልካላይን ክምችት 40%; የአልካላይን መጠን 20ml; የአልካላይን-ኤተር ሬሾ 2.5: 1; ተሻጋሪ ወኪል መጠን 0.06g፣ አልካላይዜሽን 90 ደቂቃ።

አሟሟት anhydrous ኤታኖል አልካሊ ሴሉሎስ ምስረታ ወቅት የሚለቀቀውን ሙቀት መበተን እና ለማስተላለፍ ጠቃሚ ነው ያለውን ሥርዓት, homogenizing እና slurry ሁኔታ ለመጠበቅ ሚና ይጫወታል, እና አልካሊ ሴሉሎስ ያለውን hydrolysis ምላሽ ይቀንሳል, በዚህም አንድ ወጥ ማግኘት ይችላሉ. ሴሉሎስ . ነገር ግን የተጨመረው አልኮሆል መጠን በጣም ብዙ ከሆነ አልካሊ እና ሶዲየም ሞኖክሎሮአቴቴት በውስጡ ይሟሟቸዋል, የ reactants ክምችት ይቀንሳል, የምላሽ መጠን ይቀንሳል, እና በቀጣይ መሻገሪያ ላይ አሉታዊ ተጽእኖ ይኖረዋል. የፍፁም ኢታኖል መጠን 20ml ሲሆን የWRV ዋጋ ትልቅ ነው።

በማጠቃለያው ፣ ከሚመጠው ጥጥ የአልካላይዝድ እና ኤተርፋይድ ካርቦክሲሜቲል ሴሉሎስ በ N ፣ N-methylenebisacrylamide የተሳሰረ ፣ የአልካላይን ክምችት 40% ፣ የማይሟሟ 20ml ውሃ እና ኢታኖል ፣ የአልካላይን እና ኤተር ጥምርታ ከ superabsorbent ሙጫ ለማዘጋጀት በጣም ተስማሚ ሁኔታዎች ናቸው። ነው 2.5:1, እና crosslinking ወኪል መጠን 0.06g ነው (ጥጥ linters መጠን 6%).