Selüloz efirdən super udma materialı

N-metilenebisaskryabilidin superabsorbent qatranı hazırlamaq üçün vəfolaşdırılmış karboksimetsilli cross-in proses və məhsul performansı öyrənildi və qələvi konsentrasiyası, çarpaz birləşdirici agent, qələvi efiri və həlledici məbləği müzakirə edildi. Məhsulun suyun udulma işində dozanın təsiri. Su udma qatranının adsorbsiya mexanizmi izah olunur. Tədqiqatlar göstərdi ki, bu məhsulun su tutma dəyəri (WRV) 114ml / g-ə çatır.

Açar sözlər:selüloz efiri; metilenebisacrylamide; hazırlıq

1,Giriş

Superabsorbent Resin güclü hidrofilik qrupları olan bir polimer materialdır və müəyyən dərəcədə kəsişmə. Kağız, pambıq və çətənə kimi ümumi su udma materialları, su udma dərəcəsi və zəif su tutma qabiliyyətinə malikdir, super emici qatranlar isə suyu çox dəfə su ala bilər və su udulduqdan sonra meydana gələcəkdir yüngül bir təzyiq ilə. Əla su tutma qabiliyyəti. Nə suda, nə də üzvi həlledicilərdə həll edilə bilməz.

Selülozdan hazırlanmış super emici materialın molekulyar zəncirindəki çox sayda hidrokil qrupu, karboksil qrupları və natrium nəmləndirici ionları var. Su udduqdan sonra su hidrofilik makromolekulyar bir şəbəkə ilə əhatə olunmuşdur və xarici təzyiq altında saxlanıla bilər. Su adsorbsiya qatranını nəmləndirdikdə, qatran və su arasında yarı keçirici membran bir təbəqə yaradılır. Donnan'ın sözlərinə görə, mobil ionların (na +) yüksək konsentrasiyası səbəbindən'Tarazlıq prinsipi, bu ion konsentrasiya fərqi osmotik təzyiqə səbəb ola bilər. Yoxsul, nəmləndirici və şişkinlik zəif bir güc meydana gətirərək, su yarımkeçalə bilən membranın bu təbəqəsindən keçir və superabsorbent qatrının makromolekullarında hidrofilik qrupları və ionları ilə birlikdə, bununla da yüksək su udma və şişkinlik göstərir. Bu adsorbsiya prosesi, mobil ionların konsentrasiyasının konsentrasiyasındakı fərqin səbəb olduğu osmotik təzyiq fərqi, polimer qatranın molekulyar şəbəkəsinin birləşmə qüvvəsi nəticəsində yaranan daha genişlənməyə müqavimətə bərabər olana qədər davam edir. Selülozdan hazırlanan superabsorbent qatranın üstünlükləri: Orta su udma dərəcəsi, sürətli su udma sürəti, yaxşı duzlu suya qarşı müqavimət, toksik olmayan, pH dəyərini tənzimləmək asandır, bu da aşağı qiymətə çevrilə bilər İstifadəsi çeşidi. Su tıxanma agenti, torpaq kondisioneri və sənaye və kənd təsərrüfatında su saxlayan su kimi istifadə edilə bilər. Bundan əlavə, sağlamlıq, qida, mikrobiologiya və tibbdə yaxşı inkişaf və tətbiqi perspektivləri var.

2. Təcrübə hissəsi

2.1 eksperimental prinsipi

Pambıq lifi Superabsorbent qatrının hazırlanması əsasən lif dərisində aşağı əvəzedici bir şəkildə birləşdirilmiş bir quruluş meydana gətirir. Ümumiyyətlə iki və ya daha çox reaktiv funksional qrupu olan birləşmələrə çarpaz birləşmə. Çarpaz bir əlaqəyə qadir olan funksional qruplara vinil, hidroksil, carboksil, amie, turşu xlorid, oxsane, nitril və s. Bu təcrübədə, N, N-MetilileBisAcryAllamide, aşağıdakı addımlar da daxil olmaqla çarpaz bir əlaqə agent kimi istifadə olunur:

(1) Sellüloza (RCELL) qələvi selüloz yaratmaq üçün qələvi həlli ilə reaksiya verir və selülozun alkalizasiya reaksiyası sürətli ekzotermik reaksiyadir. Temperaturu aşağı salmaq alkali liflərinin meydana gəlməsinə şərait yaradır və hidrolizini maneə törədir. Alkalizasiya və sonrakı eTierifikasiya üçün faydalı olan selülozun pozğunluğunu artıra bilər.

Rcelloh + naoh→Rcellona + h2o

(2) Alkali selüloz və monoxloroasetik turşusu natrium carboksmetil selüloz yaradır və eteriasiya reaksiyası nukleofilik əvəzediciyə reaksiyasına aiddir:

RCELLONA + CLCH2COONA→Rcelloch2coona + nacl

(3) N, N-MetilileBisAcryBryLlamide, super emici qatran almaq üçün birləşdirilmişdir. Carboxymetil lifinin molekulyar zəncirində çox sayda hidroksil qrupu, hidroksil qrupunun ionlaşması və akryloyl ikitərəfli N-metilenebilyabrylamidin molekulyar zəncirinin ionlaşması, hərəkətə səbəb ola bilər Alkali katalizinin ardından selüloz molekulyar zəncirləri arasındakı keçid, Maykl kondensasiyası ilə baş verir və dərhal su ilə həll olunan bir selülozlu superabsorbent qatran olmaq üçün su ilə proton mübadiləsi keçir.

2.2 xammal və alətlər

Xam materialları: udulan pambıq (tertrents), natrium hidroksid, monoxloroasetic turşusu, n, n-metilenebisracryamide, mütləq etanol, aseton.

Alətlər: Üç boyunlu flakon, elektrik qarışdırma, reflü kondensatoru, əmzik filtri, buchner huni, vakuum qurutma sobası, su vakuum nasosu.

2.3 Hazırlıq metodu

2.3.1 alkalizasiya

Üç boyunlu şüşəyə 1 q əməli pambıq əlavə edin, sonra müəyyən miqdarda natrium hidroksid həlli və mütləq etanol əlavə edin, temperaturu otaq temperaturunun altından saxlayın və bir müddət qarışdırın.

2.3.2 eterifikasiyası

Müəyyən bir miqdarda xloroasetik turşu əlavə edin və 1h üçün qarışdırın.

2.3.2 Qarışıqlıq

Etherification-ın sonrakı mərhələsində, N, N-MetilileBisAcryAprylamide, çarpaz bir əlaqəni həyata keçirmək və 2 saat otaq temperaturunda qarışdırıldı.

2.3.4 İşdən sonrakı emal

PH dəyərini 7-ə tənzimləmək üçün buzlaq sirkə turşusundan istifadə edin, suyu etanol ilə yuyun, suyu asetonla yuyun, əmziklə süzün və 4 saat ərzində quru (təxminən 60-da)°C, vakuum dərəcəsi 8.8kpa) ağ pambıq filament məhsulu almaq üçün.

2.4 Analitik sınaq

Su udma dərəcəsi (WRV), yəni məhsulun 1G (g), 24 saat ərzində isladılmış 100 mesh paslanmayan poladdan süzülmüş 100 milyon məsafədə (g) bir mayak əlavə olunur , və ekranın altındakı su toplanır (V2). Hesablama formulu aşağıdakı kimidir: wrv = (v1-v2) / g.

3. Nəticələr və müzakirə

3.1 Alkalization reaksiya şərtlərinin seçilməsi

Pambıq lifi və qələvi həllin hərəkəti ilə alkali selülozu istehsalında, prosesin işinə əhəmiyyətli dərəcədə təsir göstərir. Alkalization reaksiyasında bir çox amil var. Müşahidə rahatlığı üçün ortogonal təcrübə dizayn metodu qəbul edilir.

Digər şərtlər: Solvent mütləq etanolun 20ml, alkalinin elementifikasiya edən agenti (MOL / MD) nisbəti 3: 1-dir və kəsişən agenti 0.05G-dir.

Eksperimental nəticələr göstərir ki, ibtidai və ikincil münasibətlər: c> a> B, ən yaxşı nisbət: A3B3C3. Lye konsentrasiyası alkalization reaksiyasında ən vacib amildir. Lye yüksək konsentrasiyası, alkali selülozunun meydana gəlməsinə əlverişlidir. Ancaq qeyd etmək lazımdır ki, lye konsentrasiyası nə qədər yüksəkdir, hazırlanmış superabsorbent qatranın duz tərkibi daha çoxdur. Buna görə də, duzu etanol ilə yuyarkən, məhsulun suyun udma qabiliyyətinə təsir etməmək üçün məhsulun duzunun çıxarılmasını təmin etmək üçün bir neçə dəfə yuyun.

3.2 Məhsul Wrv-də kəsişən agent dozasının təsiri

Təcrübə şəraiti bunlardır: 20ml mütləq etanol, 2.3: 1 alkalinin echerifikasiya agenti, 20ml lye və alkalization-a nisbət.

Nəticələr göstərdi ki, KMC-NA-nın çarpaz əlaqələndirici dərəcəsinə təsir göstərmişdir. Həddindən artıq çarpaz bir əlaqə, su udma dərəcəsi və su udma dərəcəsidən sonra aşağı su udma dərəcəsi və zəif elastiklik ilə xarakterizə olunan məhsul sahəsindəki sıx bir şəbəkə quruluşuna aparır; Çarpaz birləşdirici agentin miqdarı kiçik olduqda, çarpaz birləşmə yarımçıqdır və suda həll olunan məhsullar da var, bu da su udma dərəcəsinə təsir göstərir. Çarpaz birləşdirici agentin miqdarı 0.06G-dən az olduqda, su udma faizi, çarpaz birləşdirici agentin miqdarı 0.06G-dən çox olduqda, su udma dərəcəsi azalır çarpaz birləşdirici agentin miqdarı ilə. Buna görə də, keçid agentinin dozası pambıq lif kütləsinin təxminən 6% -ni təşkil edir.

3.3 ETERIFICATION şərtləri məhsulu WRV-də effekt

Təcrübə şəraiti bunlardır: qələvi konsentrasiyası 40%; Alkali həcmi 20ml; Mütləq etanol 20ml; Kəsişmə əlaqələndirici agent dozası 0.06g; alkalization 90min.

Kimyəvi reaksiya formulundan, qələvi eferi nisbəti (Naoh: Cich2-Cooh) 2: 1 olmalıdır, lakin istifadə olunan alkalinin həqiqi miqdarı bu nisbətdən daha böyükdür, çünki reaksiya sistemində müəyyən bir pulsuz qələvi konsentrasiyası təmin edilməlidir , çünki: müəyyən bir bazanın daha yüksək konsentrasiyası alkalizasiya reaksiyasının tamamlanmasına əlverişlidir; Çarpaz əlaqələndirici reaksiya qələvi şəraitində aparılmalıdır; Bəzi yan reaksiyalar qələvi istehlak edir. Bununla birlikdə, qələvi miqdarı çox əlavə olunarsa, qələvi lifi ciddi şəkildə pozulacaq və eyni zamanda elitifikasiya agentinin səmərəliliyi azalacaq. Təcrübələr, qələvi efirə nisbətinin təxminən 2.5: 1 olduğunu göstərir.

3.4 Solvent məbləğinin təsiri

Təcrübə şəraiti bunlardır: qələvi konsentrasiyası 40%; Alkali dozası 20ml; qələvi eter nisbəti 2.5: 1; Xaç-birləşdirən agent dozası 0.06g, alkalization 90min.

Solvent susuzlaşdırma etanol, alkali selülozunun yaranması zamanı yayılan istiliyi dağıtmaq və təhvil vermək və alkali selülozunun hidroliz reaksiyasını azaltmaq üçün faydalı olan sistemin süqut vəziyyətinin dağılması, homojenləşdirilməsi və saxlanması rolunu oynayır və bununla da forma alır selüloz. Bununla birlikdə, alkoqolun miqdarı çoxdursa, alkali və natrium monoxloroasetatı həll edəcək, reaktivlərin konsentrasiyası, reaksiya dərəcəsi azalacaq və sonrakı kəsişməyə mənfi təsir göstərəcəkdir. Mütləq etanolun miqdarı 20ml olduqda, WRV dəyəri böyükdür.

Xülasə, N-MetilenebisracryAllamide tərəfindən Absorabsorbent alkalized və elitləşdirilmiş karboksimetsilli selülozlu selülozlu selülozlu selülozlu selülozlu selülozlu selülozlu selülozlu selülozatdır. 2.5: 1 və kəsişən agenti dozası 0.06g (pambıq ərəminin miqdarının 6% -i) təşkil edir.