Giunsa paghimo ang Cellulose ether?

Cellulose nga eter maoy usa ka matang sa cellulose derivative nga nakuha pinaagi sa etherification modification sa cellulose. Kini kaylap nga gigamit tungod sa maayo kaayo nga pagpalapot, emulsipikasyon, pagsuspinde, pagporma sa pelikula, panalipod nga colloid, pagpabilin sa kaumog, ug mga kabtangan sa adhesion. Kini adunay importante nga papel sa pag-uswag sa nasudnong ekonomiya sa siyentipikong panukiduki ug sektor sa industriya sama sa pagkaon, tambal, paghimog papel, coatings, materyales sa pagtukod, pagbawi sa lana, tela ug mga sangkap sa elektroniko. Niini nga papel, gisusi ang pag-uswag sa panukiduki sa pagbag-o sa etherification sa cellulose.

Celluloseethermao ang labing abunda nga organikong polimer sa kinaiyahan. Kini mabag-o, berde ug biocompatible. Kini usa ka importante nga batakang hilaw nga materyales alang sa kemikal nga engineering. Sumala sa lain-laing mga substituents sa molekula nga nakuha gikan sa etherification reaksyon, kini mahimong bahinon ngadto sa single ethers ug mixed selulusa mga eter.Dinhi mi pagrepaso sa pag-uswag sa panukiduki bahin sa synthesis sa mga single ethers, lakip ang mga alkyl ethers, hydroxyalkyl ethers, carboxyalkyl ethers, ug mixed ethers.

yawe nga mga pulong: selulusa ether, etherification, single ether, mixed ether, pag-uswag sa panukiduki

1.Etherification reaksyon sa cellulose

Ang etherification reaksyon sa cellulose ether mao ang labing importante nga cellulose derivatization reaksyon.Etherification sa cellulose mao ang usa ka serye sa mga derivatives nga gihimo pinaagi sa reaksyon sa hydroxyl mga grupo sa cellulose molekular kadena uban sa alkylating ahente sa ilalum sa alkaline nga mga kahimtang. Adunay daghang mga matang sa mga produkto sa cellulose ether, nga mahimong bahinon sa mga single ethers ug mixed ethers sumala sa lainlaing mga substituent sa mga molekula nga nakuha gikan sa reaksyon sa etherification. Ang mga single ether mahimong bahinon ngadto sa mga alkyl ethers, hydroxyalkyl ethers ug carboxyalkyl ethers, ug ang mixed ethers nagtumong sa mga ether nga adunay duha o daghan pang grupo nga konektado sa molekular nga istruktura. Lakip sa mga produkto sa cellulose ether, girepresentahan ang carboxymethyl cellulose (CMC), hydroxyethyl cellulose (HEC), hydroxypropyl cellulose (HPC), hydroxypropyl methyl cellulose (HPMC), diin ang pipila nga mga produkto na-komersyal.

2. Synthesis sa cellulose ether

2.1 Synthesis sa usa ka eter

Ang mga single ether naglakip sa mga alkyl ethers (sama sa ethyl cellulose, propyl cellulose, phenyl cellulose, cyanoethyl cellulose, ug uban pa), hydroxyalkyl ethers (sama sa hydroxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, ug uban pa), carboxyalkyl ethers (sama sa carboxymethyl cellulose, carboxymethyl cellulose, cellulose. ug uban pa).

2.1.1 Synthesis sa alkyl ethers

Ang Berglund et al una nga nagtratar sa cellulose sa NaOH nga solusyon nga gidugang sa ethyl chloride, dayon gidugang ang methyl chloride sa temperatura nga 65°C sa 90°C ug usa ka pressure sa 3bar ngadto sa 15bar, ug mi-react aron makagama og methyl cellulose ether. Kini nga pamaagi mahimo nga labi ka episyente Aron makuha ang matunaw sa tubig nga methyl cellulose ethers nga adunay lainlaing mga ang-ang sa pagpuli.

Ang ethylcellulose usa ka puti nga thermoplastic granule o powder. Kinatibuk-ang mga palaliton naglangkob sa 44% ~ 49% ethoxy. Matunaw sa kadaghanan sa mga organikong solvent, dili matunaw sa tubig. ang pulp o gapas linters nga adunay 40% ~ 50% sodium hydroxide aqueous solution, ug ang alkalized cellulose gi-ethoxylated sa ethyl chloride aron makahimo og ethyl cellulose. malampuson nga na-synthesize ang ethyl cellulose (EC) nga adunay ethoxy content nga 43.98% pinaagi sa usa ka lakang nga pamaagi pinaagi sa pag-react sa cellulose nga adunay sobra nga ethyl chloride ug sodium hydroxide, gamit ang toluene isip diluent. Ang Toluene gigamit isip diluent sa eksperimento. Atol sa etherification reaksyon, kini dili lamang sa pagpalambo sa pagsabwag sa ethyl chloride ngadto sa alkali cellulose, apan usab dissolve sa kaayo gipuli nga ethyl cellulose. Sa panahon sa reaksyon, ang wala'y reaksyon nga bahin mahimong padayon nga maladlad, nga maghimo sa ahente sa etherification Kini dali nga mosulong, aron ang reaksyon sa ethylation mausab gikan sa heterogeneous ngadto sa homogenous, ug ang pag-apod-apod sa mga substituent sa produkto mas uniporme.

migamit sa ethyl bromide isip etherification agent ug tetrahydrofuran isip diluent sa pag-synthesize sa ethyl cellulose (EC), ug gihulagway ang istruktura sa produkto pinaagi sa infrared spectroscopy, nuclear magnetic resonance ug gel permeation chromatography. Gibanabana nga ang lebel sa pag-ilis sa synthesized ethyl cellulose mga 2.5, ang pag-apod-apod sa molekular nga masa mao ang pig-ot, ug kini adunay maayo nga solubility sa mga organikong solvent.

cyanoethyl cellulose (CEC) pinaagi sa homogenous ug heterogeneous nga mga pamaagi gamit ang cellulose nga adunay lain-laing ang-ang sa polymerization isip hilaw nga materyales, ug nag-andam sa dasok nga CEC membrane nga mga materyales pinaagi sa solution casting ug hot pressing. Ang mga porous nga CEC membrane giandam pinaagi sa solvent-induced phase separation (NIPS) nga teknolohiya, ug ang barium titanate/cyanoethyl cellulose (BT/CEC) nanocomposite membrane nga mga materyales giandam sa teknolohiya sa NIPS, ug ang ilang mga istruktura ug mga kabtangan gitun-an.

migamit sa self-developed cellulose solvent (alkali/urea solution) isip reaction medium sa homogeneously synthesize cyanoethyl cellulose (CEC) uban sa acrylonitrile isip etherification agent, ug nagpahigayon ug research sa structure, properties ug mga aplikasyon sa produkto. pagtuon sa lawom. Ug pinaagi sa pagkontrol sa lain-laing mga kondisyon sa reaksyon, usa ka serye sa mga CEC nga adunay mga kantidad sa DS gikan sa 0.26 hangtod 1.81 ang makuha.

2.1.2 Synthesis sa hydroxyalkyl ethers

Giandam ni Fan Junlin et al ang hydroxyethyl cellulose (HEC) sa usa ka 500 L reactor gamit ang refined cotton isip hilaw nga materyal ug 87.7% isopropanol-water isip solvent pinaagi sa one-step alkalization, step-by-step neutralization ug step-by-step etherification. . Gipakita sa mga resulta nga ang giandam nga hydroxyethyl cellulose (HEC) adunay usa ka molar substitution nga MS nga 2.2-2.9, nga nakaabot sa parehas nga kalidad nga sumbanan sama sa komersyal nga grado nga Dows 250 HEC nga produkto nga adunay molar substitution nga 2.2-2.4. Ang paggamit sa HEC sa paghimo sa latex nga pintura makapauswag sa pagporma sa pelikula ug pag-level sa mga kabtangan sa latex nga pintura.

Gihisgutan ni Liu Dan ug uban pa ang pag-andam sa quaternary ammonium salt cationic hydroxyethyl cellulose pinaagi sa semi-dry nga pamaagi sa hydroxyethyl cellulose (HEC) ug 2,3-epoxypropyltrimethylammonium chloride (GTA) ubos sa aksyon sa alkali catalysis. mga kondisyon sa ether. Ang epekto sa pagdugang sa cationic hydroxyethyl cellulose ether sa papel gisusi. Ang mga resulta sa eksperimento nagpakita nga: sa bleached hardwood pulp, sa diha nga ang substitution degree sa cationic hydroxyethyl cellulose ether mao ang 0.26, ang kinatibuk-ang retention rate pagtaas sa 9%, ug ang tubig filtration rate pagtaas sa 14%; sa bleached hardwood pulp, sa diha nga Sa diha nga ang gidaghanon sa cationic hydroxyethyl cellulose ether mao ang 0.08% sa pulp fiber, kini adunay usa ka mahinungdanon nga reinforcing epekto sa papel; mas dako ang ang-ang sa pag-ilis sa cationic cellulose ether, mas dako ang cationic charge density, ug mas maayo ang reinforcing effect.

Gigamit ni Zhanhong ang liquid-phase synthesis method aron maandam ang hydroxyethyl cellulose nga adunay viscosity value nga 5×104mPa·s o labaw pa ug usa ka abo nga kantidad nga ubos pa sa 0.3% pinaagi sa duha ka lakang nga proseso sa alkalization ug etherification. Duha ka pamaagi sa alkaliization ang gigamit. Ang una nga pamaagi mao ang paggamit sa acetone ingon usa ka diluent. Ang selulusa nga hilaw nga materyal direkta nga gibase sa usa ka piho nga konsentrasyon sa sodium hydroxide aqueous solution. Pagkahuman nga gihimo ang reaksyon sa basipikasyon, usa ka ahente sa etherification ang gidugang aron direkta nga himuon ang reaksyon sa etherification. Ang ikaduha nga pamaagi mao nga ang selulusa nga hilaw nga materyal kay alkalized sa usa ka tubigon nga solusyon sa sodium hydroxide ug urea, ug ang alkali cellulose nga giandam niini nga pamaagi kinahanglan nga squeezed sa pagtangtang sa sobra nga lihiya sa atubangan sa etherification reaksyon. Ang mga resulta sa eksperimento nagpakita nga ang mga butang sama sa pinili nga diluent nga gidaghanon, ang gidaghanon sa ethylene oxide nga gidugang, ang alkaliization time, ang temperatura ug oras sa unang reaksyon, ug ang temperatura ug oras sa ikaduhang reaksyon ang tanan adunay dako nga impluwensya sa performance. sa produkto.

Xu Qin ug uban pa. gihimo ang etherification reaksyon sa alkali cellulose ug propylene oxide, ug synthesized hydroxypropyl cellulose (HPC) uban sa ubos nga substitution degree pinaagi sa gas-solid phase method. Gitun-an ang mga epekto sa mass fraction sa propylene oxide, squeeze ratio ug etherification temperature sa degree sa etherification sa HPC ug epektibong paggamit sa propylene oxide. Ang mga resulta nagpakita nga ang labing maayo nga synthesis nga kondisyon sa HPC mao ang propylene oxide mass fraction 20% (mass ratio sa cellulose), alkali cellulose extrusion ratio 3.0, ug etherification temperatura 60°C. Ang pagsulay sa istruktura sa HPC pinaagi sa nukleyar nga magnetic resonance nagpakita nga ang lebel sa etherification sa HPC mao ang 0.23, ang epektibo nga rate sa paggamit sa propylene oxide mao ang 41.51%, ug ang cellulose molecular chain malampuson nga konektado sa mga grupo sa hydroxypropyl.

Kong Xingjie ug uban pa. nag-andam hydroxypropyl cellulose uban sa ionic liquid ingon sa usa ka solvent sa pagkaamgo sa homogenous reaksyon sa cellulose aron sa pagkaamgo sa regulasyon sa proseso sa reaksyon ug mga produkto. Atol sa eksperimento, ang sintetikong imidazole phosphate ionic liquid 1, 3-diethylimidazole diethyl phosphate gigamit sa pag-dissolve sa microcrystalline cellulose, ug ang hydroxypropyl cellulose nakuha pinaagi sa alkalization, etherification, acidification, ug paghugas.

2.1.3 Synthesis sa carboxyalkyl ethers

Ang labing kasagaran nga carboxymethyl cellulose mao ang carboxymethyl cellulose (CMC). Ang tubigon nga solusyon sa carboxymethyl cellulose adunay mga gimbuhaton sa pagpalapot, pagporma sa pelikula, pagbugkos, pagpabilin sa tubig, proteksyon sa colloid, emulsification ug suspension, ug kaylap nga gigamit sa paghugas. Mga parmasyutiko, pagkaon, toothpaste, tela, pag-imprenta ug pagtina, paghimog papel, petrolyo, pagmina, tambal, seramiko, mga sangkap sa elektroniko, goma, pintura, pestisidyo, kosmetiko, panit, plastik ug pag-drill sa lana, ug uban pa.

Niadtong 1918, giimbento sa German nga si E. Jansen ang synthesis nga pamaagi sa carboxymethyl cellulose. Sa 1940, ang pabrika sa Kalle sa German IG Farbeninaustrie Company nakaamgo sa industriyal nga produksyon. Kaniadtong 1947, ang Wyandotle Chemical Company sa Estados Unidos malampuson nga nagpalambo sa usa ka padayon nga proseso sa produksiyon. ang akong nasud unang gibutang sa CMC industriyal nga produksyon sa Shanghai Celluloid Factory sa 1958. Carboxymethyl cellulose mao ang usa ka cellulose ether nga gihimo gikan sa refined gapas ubos sa aksyon sa sodium hydroxide ug chloroacetic acid. Ang mga pamaagi sa produksiyon sa industriya mahimong bahinon sa duha ka kategorya: pamaagi nga nakabase sa tubig ug pamaagi nga nakabase sa solvent sumala sa lainlaing media sa etherification. Ang proseso nga naggamit sa tubig isip medium nga reaksyon gitawag nga pamaagi sa tubig nga medium, ug ang proseso nga adunay sulud nga organikong solvent sa medium nga reaksyon gitawag nga pamaagi sa solvent.

Uban sa pagpalalom sa panukiduki ug pag-uswag sa teknolohiya, ang bag-ong mga kondisyon sa reaksyon gipadapat sa synthesis sa carboxymethyl cellulose, ug ang bag-ong solvent system adunay dakong epekto sa proseso sa reaksyon o kalidad sa produkto. Olaru ug uban pa. nakit-an nga ang reaksyon sa carboxymethylation sa cellulose gamit ang ethanol-acetone mixed system mas maayo kaysa sa ethanol o acetone lamang. Nicholson ug uban pa. Sa sistema, ang CMC nga adunay ubos nga lebel sa pagpuli giandam. Giandam ni Philipp et al ang gipuli nga CMC sa N-methylmorpholine-N oxide ug N, N dimethylacetamide/lithium chloride solvent system matag usa. Cai ug uban pa. nakahimo og pamaagi sa pag-andam sa CMC sa NaOH/urea solvent system. Ramos ug uban pa. migamit sa DMSO/tetrabutylammonium fluoride ionic liquid system isip solvent sa carboxymethylate sa selulusa nga hilaw nga materyal nga gipino gikan sa gapas ug sisal, ug nakuha ang usa ka produkto sa CMC nga adunay substitution degree nga ingon kataas sa 2.17. Chen Jinghuan ug uban pa. gigamit ang cellulose nga adunay taas nga konsentrasyon sa pulp (20%) ingon hilaw nga materyal, sodium hydroxide ug acrylamide ingon mga reagents sa pagbag-o, gihimo ang reaksyon sa pagbag-o sa carboxyethylation sa gitakda nga oras ug temperatura, ug sa katapusan nakuha ang carboxyethyl base cellulose. Ang carboxyethyl content sa giusab nga produkto mahimong ma-regulate pinaagi sa pag-usab sa gidaghanon sa sodium hydroxide ug acrylamide.

2.2 Synthesis sa nagkasagol nga ethers

Ang Hydroxypropyl methyl cellulose ether usa ka matang sa non-polar cellulose ether nga matunaw sa bugnaw nga tubig nga nakuha gikan sa natural nga selulusa pinaagi sa alkalization ug etherification modification. Kini alkalized sa sodium hydroxide solusyon ug midugang sa usa ka piho nga kantidad sa Isopropanol ug toluene solvent, ang etherification ahente nga misagop mao ang methyl chloride ug propylene oxide.

Dai Mingyun et al. migamit sa hydroxyethyl cellulose (HEC) isip backbone sa hydrophilic polymer, ug gisumbak ang hydrophobizing agent nga butyl glycidyl ether (BGE) ngadto sa backbone pinaagi sa etherification reaction aron ma-adjust ang hydrophobic group butyl group. Ang lebel sa pag-ilis sa grupo, aron kini adunay usa ka angay nga kantidad sa balanse nga hydrophilic-lipophilic, ug giandam ang usa ka pagtubag sa temperatura nga 2-hydroxy-3-butoxypropyl hydroxyethyl cellulose (HBPEC); giandam ang usa ka propyedad nga motubag sa temperatura Ang mga materyal nga gigamit nga nakabase sa cellulose naghatag usa ka bag-ong paagi alang sa aplikasyon sa mga materyal nga magamit sa natad sa gipadayon nga pagpagawas sa tambal ug biology.

Si Chen Yangming ug uban pa migamit sa hydroxyethyl cellulose isip usa ka hilaw nga materyal, ug sa isopropanol solution system, midugang og gamay nga kantidad sa Na2B4O7 ngadto sa reactant alang sa homogenous nga reaksyon aron sa pag-andam sa sinagol nga ether hydroxyethyl carboxymethyl cellulose. Ang produkto dayon sa tubig, ug ang viscosity stable.

Gigamit ni Wang Peng ang natural nga selulusa nga dalisay nga gapas ingon nga sukaranan nga hilaw nga materyal, ug gigamit ang usa ka lakang nga proseso sa etherification aron makahimo og carboxymethyl hydroxypropyl cellulose nga adunay managsama nga reaksyon, taas nga viscosity, maayo nga pagsukol sa acid ug pagsukol sa asin pinaagi sa mga reaksyon sa alkalization ug etherification Compound ether. Gamit ang usa ka lakang nga proseso sa etherification, ang gihimo nga carboxymethyl hydroxypropyl cellulose adunay maayo nga pagsukol sa asin, pagsukol sa acid ug pagkatunaw. Pinaagi sa pagbag-o sa paryente nga kantidad sa propylene oxide ug chloroacetic acid, ang mga produkto nga adunay lainlaing mga sulud sa carboxymethyl ug hydroxypropyl mahimong maandam. Gipakita sa mga resulta sa pagsulay nga ang carboxymethyl hydroxypropyl cellulose nga gihimo sa usa ka lakang nga pamaagi adunay usa ka mubo nga siklo sa produksiyon, ubos nga pagkonsumo sa solvent, ug ang produkto adunay maayo kaayo nga pagsukol sa monovalent ug divalent nga mga asin ug maayo nga pagsukol sa acid. Kung itandi sa ubang mga produkto sa cellulose ether, kini adunay mas lig-on nga kompetisyon sa natad sa pagkaon ug pagsuhid sa lana.

Ang Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) mao ang pinaka versatile ug best-performing variety sa tanang klase sa cellulose, ug usa usab kini ka tipikal nga representante sa commercialization sa mixed ethers. Niadtong 1927, ang hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) malampuson nga na-synthesize ug nahimulag. Niadtong 1938, ang Dow Chemical Co. sa Estados Unidos nakaamgo sa industriyal nga produksiyon sa methyl cellulose ug nagmugna sa iladong tatak nga “Methocel”. Ang dagkong industriya nga produksyon sa hydroxypropyl methylcellulose nagsugod sa Estados Unidos niadtong 1948. Ang proseso sa produksyon sa HPMC mahimong bahinon sa duha ka mga kategoriya: gas phase method ug liquid phase method. Sa pagkakaron, ang mga naugmad nga mga nasud sama sa Europe, America ug Japan labi nga nagsagop sa proseso sa gas phase, ug ang domestic nga produksiyon sa HPMC nag-una nga gibase sa proseso sa liquid phase.

Si Zhang Shuangjian ug uban pa nagdalisay sa gapas nga powder isip hilaw nga materyal, nag-alkalize niini sa sodium hydroxide sa reaksyon nga solvent medium toluene ug isopropanol, nag-etherify niini sa etherifying agent nga propylene oxide ug methyl chloride, mi-react ug nag-andam sa usa ka matang sa instant hydroxypropyl methyl alcohol base cellulose ether.

3. Panglantaw

Ang cellulose usa ka importante nga kemikal ug kemikal nga hilaw nga materyales nga dato sa mga kahinguhaan, berde ug mahigalaon sa kinaiyahan, ug mabag-o. Ang mga derivatives sa cellulose etherification modification adunay maayo kaayo nga performance, halapad nga mga gamit ug maayo kaayo nga mga epekto sa paggamit, ug makatubag sa mga panginahanglan sa nasudnong ekonomiya sa usa ka dako nga gidak-on. Ug ang mga panginahanglan sa sosyal nga pag-uswag, uban ang padayon nga pag-uswag sa teknolohiya ug ang katumanan sa komersyalisasyon sa umaabot, kung ang sintetikong hilaw nga materyales ug sintetikong mga pamaagi sa mga derivatives sa selulusa mahimong mas industriyalisado, sila mahimong mas bug-os nga magamit ug makaamgo sa usa ka mas lapad nga mga aplikasyon. Bili.