হাইড্রোক্সিইথাইল সেলুলোজ ইথারের সংশ্লেষণ এবং রিওলজিকাল বৈশিষ্ট্য

একটি স্ব-তৈরি ক্ষার অনুঘটকের উপস্থিতিতে, শিল্প হাইড্রোক্সিইথাইল শুষ্ক পদ্ধতির লবণ টাইপ হাইড্রোক্সিইথাইল সেলুলোজ ইথার দ্বারা উচ্চ-প্রতিস্থাপন কোয়াটারনারি অ্যামোনিয়াম প্রস্তুত করতে এন-(2,3-ইপোক্সিপ্রোপাইল) ট্রাইমেথাইলামোনিয়াম ক্লোরাইড (জিটিএ) ক্যাটানাইজেশন বিকারক দ্বারা সেলুলোজ বিক্রিয়া করা হয়েছিল।এইচইসি) হাইড্রোক্সিইথাইল সেলুলোজ (HEC) থেকে GTA-এর অনুপাতের প্রভাব, NaOH থেকে HEC-এর অনুপাত, প্রতিক্রিয়ার তাপমাত্রা, এবং প্রতিক্রিয়া দক্ষতার প্রতিক্রিয়া সময় একটি অভিন্ন পরীক্ষামূলক পরিকল্পনার সাথে তদন্ত করা হয়েছিল, এবং অপ্টিমাইজ করা প্রক্রিয়া শর্ত মন্টের মাধ্যমে প্রাপ্ত হয়েছিল। কার্লো সিমুলেশন। এবং পরীক্ষামূলক যাচাইয়ের মাধ্যমে ক্যাটানিক ইথারিফিকেশন রিএজেন্টের প্রতিক্রিয়া দক্ষতা 95% এ পৌঁছেছে। একই সময়ে, এর রিওলজিকাল বৈশিষ্ট্যগুলি নিয়ে আলোচনা করা হয়েছিল। ফলাফলে দেখা গেছে এর সমাধানএইচইসি অ-নিউটনিয়ান তরল বৈশিষ্ট্য দেখিয়েছে, এবং এর আপাত সান্দ্রতা সমাধান ভর ঘনত্ব বৃদ্ধি সঙ্গে বৃদ্ধি; লবণ দ্রবণের একটি নির্দিষ্ট ঘনত্বে, এর আপাত সান্দ্রতাএইচইসি যোগ করা লবণ ঘনত্ব বৃদ্ধি সঙ্গে হ্রাস. একই শিয়ার হার অধীনে, এর আপাত সান্দ্রতাএইচইসি CaCl2 সমাধান সিস্টেমে এর চেয়ে বেশিএইচইসি NaCl সমাধান সিস্টেমে।

মূল শব্দ:হাইড্রোক্সিথাইলসেলুলোজ ইথার; শুকনো প্রক্রিয়া; rheological বৈশিষ্ট্য

সেলুলোজ সমৃদ্ধ উত্স, বায়োডিগ্রেডেবিলিটি, বায়োকম্প্যাটিবিলিটি এবং সহজ ডেরিভেটাইজেশনের বৈশিষ্ট্য রয়েছে এবং এটি অনেক ক্ষেত্রে একটি গবেষণার হটস্পট। Cationic সেলুলোজ হল সেলুলোজ ডেরিভেটিভের অন্যতম গুরুত্বপূর্ণ প্রতিনিধি। ফ্র্যাগ্রেন্স ইন্ডাস্ট্রি অ্যাসোসিয়েশনের CTFA দ্বারা নিবন্ধিত ব্যক্তিগত সুরক্ষা পণ্যগুলির জন্য ক্যাটানিক পলিমারগুলির মধ্যে, এর ব্যবহার প্রথম। এটি চুলের কন্ডিশনার কন্ডিশনার অ্যাডিটিভস, সফটনার, ড্রিলিং শেল হাইড্রেশন ইনহিবিটরস এবং রক্ত-জমাট বিরোধী এজেন্ট এবং অন্যান্য ক্ষেত্রে ব্যাপকভাবে ব্যবহার করা যেতে পারে।

বর্তমানে, কোয়াটারনারি অ্যামোনিয়াম ক্যাটানিক হাইড্রোক্সিইথাইল সেলুলোজ ইথার তৈরির পদ্ধতি হল একটি দ্রাবক পদ্ধতি, যার জন্য প্রচুর পরিমাণে ব্যয়বহুল জৈব দ্রাবক প্রয়োজন, ব্যয়বহুল, অনিরাপদ এবং পরিবেশকে দূষিত করে। দ্রাবক পদ্ধতির সাথে তুলনা করে, শুষ্ক পদ্ধতিতে সহজ প্রক্রিয়া, উচ্চ প্রতিক্রিয়া দক্ষতা এবং কম পরিবেশ দূষণের অসামান্য সুবিধা রয়েছে। এই কাগজে, ক্যাটানিক সেলুলোজ ইথার শুষ্ক পদ্ধতি দ্বারা সংশ্লেষিত হয়েছিল এবং এর rheological আচরণ অধ্যয়ন করা হয়েছিল।

1. পরীক্ষামূলক অংশ

1.1 উপাদান এবং বিকারক

হাইড্রক্সিথাইল সেলুলোজ (HEC শিল্প পণ্য, এর আণবিক প্রতিস্থাপন ডিগ্রী DS হল 1.8~2.0); ক্যাটানাইজেশন বিকারক N-(2,3-epoxypropyl) ট্রাইমেথাইলামোনিয়াম ক্লোরাইড (GTA), ইপোক্সি ক্লোরাইড থেকে প্রস্তুত প্রোপেন এবং ট্রাইমেথাইলামাইন নির্দিষ্ট অবস্থার অধীনে স্ব-তৈরি হয়; স্ব-তৈরি ক্ষার অনুঘটক; ইথানল এবং হিমবাহ অ্যাসিটিক অ্যাসিড বিশ্লেষণাত্মক বিশুদ্ধ; NaCl, KCl, CaCl2, এবং AlCl3 রাসায়নিকভাবে বিশুদ্ধ বিকারক।

1.2 কোয়াটারনারি অ্যামোনিয়াম ক্যাটানিক সেলুলোজ প্রস্তুত করা

5 গ্রাম হাইড্রোক্সিইথাইল সেলুলোজ এবং উপযুক্ত পরিমাণে ঘরে তৈরি ক্ষার অনুঘটক যোগ করুন একটি নলাকার ইস্পাত সিলিন্ডারে যা একটি নাড়াচাড়া দিয়ে সজ্জিত করুন এবং ঘরের তাপমাত্রায় 20 মিনিটের জন্য নাড়ুন; তারপরে একটি নির্দিষ্ট পরিমাণ জিটিএ যোগ করুন, ঘরের তাপমাত্রায় 30 মিনিটের জন্য নাড়তে থাকুন এবং একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রা এবং সময়ে প্রতিক্রিয়া করুন, একটি শক্ত অশোধিত পণ্য মূলত প্রাপ্ত হয়েছিল। অপরিশোধিত পণ্যটিকে একটি ইথানল দ্রবণে ভিজিয়ে রাখা হয় যাতে উপযুক্ত পরিমাণে অ্যাসিটিক অ্যাসিড থাকে, ফিল্টার করা হয়, ধুয়ে ফেলা হয় এবং ভ্যাকুয়াম-শুকিয়ে গুঁড়ো কোয়াটারনারি অ্যামোনিয়াম ক্যাটানিক সেলুলোজ পাওয়া যায়।

1.3 কোয়াটারনারি অ্যামোনিয়াম ক্যাটানিক হাইড্রোক্সাইথাইল সেলুলোজের নাইট্রোজেন ভর ভগ্নাংশ নির্ধারণ

নমুনায় নাইট্রোজেনের ভর ভগ্নাংশ কেজেলডাহল পদ্ধতি দ্বারা নির্ধারিত হয়েছিল।

2. শুষ্ক সংশ্লেষণ প্রক্রিয়ার পরীক্ষামূলক নকশা এবং অপ্টিমাইজেশন

পরীক্ষাটি ডিজাইন করার জন্য অভিন্ন নকশা পদ্ধতি ব্যবহার করা হয়েছিল এবং GTA থেকে হাইড্রোক্সিইথাইল সেলুলোজ (HEC), NaOH থেকে HEC অনুপাত, প্রতিক্রিয়ার তাপমাত্রা এবং প্রতিক্রিয়া দক্ষতার প্রতিক্রিয়া সময় এর প্রভাবগুলি তদন্ত করা হয়েছিল।

3. rheological বৈশিষ্ট্য গবেষণা

3.1 ঘনত্ব এবং ঘূর্ণন গতির প্রভাব

এর আপাত সান্দ্রতা উপর শিয়ার হার প্রভাব গ্রহণএইচইসি বিভিন্ন ঘনত্বে Ds=0.11 উদাহরণ হিসেবে, এটা দেখা যায় যে শিয়ার রেট ধীরে ধীরে 0.05 থেকে 0.5 s-1 পর্যন্ত বৃদ্ধি পায়, এর আপাত সান্দ্রতাএইচইসি দ্রবণ হ্রাস পায়, বিশেষ করে 0.05 ~ 0.5s-1 এ স্পষ্ট সান্দ্রতা 160MPa থেকে তীব্রভাবে কমে যায়·s থেকে 40MPa·s, শিয়ার thinning, নির্দেশ করে যেএইচইসি জলীয় দ্রবণ অ-নিউটনিয়ান রিওলজিক্যাল বৈশিষ্ট্য প্রদর্শন করে। প্রয়োগকৃত শিয়ার স্ট্রেসের প্রভাব হল বিচ্ছুরিত পর্যায়ের কণার মধ্যে মিথস্ক্রিয়া বল হ্রাস করা। কিছু শর্তে, বল যত বেশি হবে, আপাত সান্দ্রতা তত বেশি হবে।

এটি 3% এবং 4% এর আপাত সান্দ্রতা থেকেও দেখা যায়এইচইসি জলীয় দ্রবণ যার ভর ঘনত্ব বিভিন্ন শিয়ার হারে যথাক্রমে 3% এবং 4%। দ্রবণের আপাত সান্দ্রতা নির্দেশ করে যে এর সান্দ্রতা বৃদ্ধির ক্ষমতা ঘনত্বের সাথে বৃদ্ধি পায়। কারণ হল যে দ্রবণ ব্যবস্থায় ঘনত্ব বৃদ্ধির সাথে সাথে মূল শৃঙ্খলের অণুগুলির মধ্যে পারস্পরিক বিকর্ষণএইচইসি এবং আণবিক শৃঙ্খলের মধ্যে বৃদ্ধি পায়, এবং আপাত সান্দ্রতা বৃদ্ধি পায়।

3.2 যোগ করা লবণের বিভিন্ন ঘনত্বের প্রভাব

এর ঘনত্বএইচইসি 3% এ স্থির করা হয়েছিল, এবং সমাধানের সান্দ্রতা বৈশিষ্ট্যের উপর লবণ NaCl যোগ করার প্রভাব বিভিন্ন শিয়ার হারে তদন্ত করা হয়েছিল।

এটি ফলাফল থেকে দেখা যায় যে যোগ করা লবণের ঘনত্ব বৃদ্ধির সাথে স্পষ্ট সান্দ্রতা হ্রাস পায়, স্পষ্ট পলিইলেক্ট্রোলাইট ঘটনাটি দেখায়। এর কারণ লবণের দ্রবণে Na+ এর অংশটি এর অ্যানিয়নের সাথে আবদ্ধএইচইসি পাশের চেইন। লবণের দ্রবণের ঘনত্ব যত বেশি হবে, কাউন্টারিয়ন দ্বারা পলিয়নের নিরপেক্ষকরণ বা রক্ষা করার মাত্রা তত বেশি হবে এবং ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক বিকর্ষণ হ্রাস পাবে, ফলে পলিয়নের চার্জের ঘনত্ব হ্রাস পাবে। , পলিমার চেইন সঙ্কুচিত হয় এবং কার্ল হয়, এবং আপাত ঘনত্ব হ্রাস পায়।

3.3 বিভিন্ন যোগ লবণের উপর প্রভাব

এটি দুটি ভিন্ন যুক্ত লবণ, Nacl এবং CaCl2 এর আপাত সান্দ্রতার উপর প্রভাব থেকে দেখা যায়।এইচইসি সমাধান যে যোগ করা লবণ যোগ করার সাথে সাথে আপাত সান্দ্রতা হ্রাস পায় এবং একই শিয়ার হারে এর আপাত সান্দ্রতাএইচইসি CaCl2 সমাধান পদ্ধতিতে সমাধান আপাত সান্দ্রতা এর তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে বেশিএইচইসি NaCl সমাধান সিস্টেমে সমাধান। কারণ হল যে ক্যালসিয়াম লবণ একটি দ্বি-বিভক্ত আয়ন, এবং এটি পলিইলেক্ট্রোলাইট সাইড চেইনের Cl-তে আবদ্ধ করা সহজ। চতুর্মুখী অ্যামোনিয়াম গ্রুপের সমন্বয়এইচইসি Cl- এর সাথে কম হয়, এবং শিল্ডিং কম হয়, এবং পলিমার চেইনের চার্জ ঘনত্ব বেশি হয়, ফলস্বরূপ পলিমার চেইনের ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক বিকর্ষণ বড় হয় এবং পলিমার চেইন প্রসারিত হয়, তাই আপাত সান্দ্রতা বেশি হয়।

4. উপসংহার

অত্যন্ত প্রতিস্থাপিত ক্যাটেশনিক সেলুলোজের শুকনো প্রস্তুতি হল একটি আদর্শ প্রস্তুতি পদ্ধতি যার সহজ অপারেশন, উচ্চ প্রতিক্রিয়া দক্ষতা, এবং কম দূষণ এবং উচ্চ শক্তি খরচ, পরিবেশ দূষণ এবং দ্রাবক ব্যবহারের ফলে বিষাক্ততা এড়াতে পারে।

ক্যাটানিক সেলুলোজ ইথারের দ্রবণ নন-নিউটনিয়ান তরলের বৈশিষ্ট্য উপস্থাপন করে এবং শিয়ার পাতলা করার বৈশিষ্ট্য রয়েছে; সমাধানের ভর ঘনত্ব বৃদ্ধির সাথে সাথে এর আপাত সান্দ্রতা বৃদ্ধি পায়; লবণ দ্রবণের একটি নির্দিষ্ট ঘনত্বে,এইচইসি আপাত সান্দ্রতা বৃদ্ধি এবং হ্রাস সঙ্গে বৃদ্ধি. একই শিয়ার হার অধীনে, এর আপাত সান্দ্রতাএইচইসি CaCl2 সমাধান সিস্টেমে এর চেয়ে বেশিএইচইসি NaCl সমাধান সিস্টেমে।