Ang cellulose derivatives gihimo pinaagi sa esterification o etherification sa hydroxyl groups sa cellulose polymers nga adunay mga kemikal nga reagents. Sumala sa istruktura nga mga kinaiya sa mga produkto sa reaksyon, ang mga derivative sa selulusa mahimong bahinon sa tulo nga mga kategorya: mga cellulose ether, cellulose ester, ug cellulose ether ester. Ang cellulose ester nga aktuwal nga gigamit sa komersyo mao ang: cellulose nitrate, cellulose acetate, cellulose acetate butyrate ug cellulose xanthate. Ang mga cellulose ether naglakip sa: methyl cellulose, carboxymethyl cellulose, ethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, cyanoethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose ug hydroxypropyl methyl cellulose. Dugang pa, adunay mga ester ether nga sinagol nga derivatives.
Properties ug gamit Pinaagi sa pagpili sa mga substituting reagents ug proseso sa disenyo, ang produkto mahimong dissolved sa tubig, dilute alkali solusyon o organic solvent, o adunay thermoplastic kabtangan, ug mahimong gamiton sa paghimo sa kemikal nga mga lanot, pelikula, film base, plastik, insulating. mga materyales, coatings, slurry, polymeric dispersant, food additives ug adlaw-adlaw nga kemikal nga mga produkto. Ang mga kabtangan sa cellulose derivatives adunay kalabutan sa kinaiya sa mga substituent, ang degree sa DS sa tulo ka hydroxyl nga grupo sa glucose nga grupo nga gipuli, ug ang pag-apod-apod sa mga substituent subay sa macromolecular chain. Tungod sa randomness sa reaksyon, gawas sa uniporme nga gipuli nga produkto kung ang tanan nga tulo nga hydroxyl nga grupo gipulihan (DS mao ang 3), sa ubang mga kaso (homogeneous nga reaksyon o heterogenous nga reaksyon), ang mosunod nga tulo ka lain-laing mga posisyon sa pagpuli makuha: Mixed mga produkto nga adunay unsubstituted glucosyl nga mga grupo: ① monosubstituted (DS mao ang 1, C, C o C posisyon gipuli, structural formula tan-awa ang cellulose); ② gipulihan (DS mao ang 2, C, C, C, C o C, C posisyon gipuli); ③ bug-os nga pagpuli (DS kay 3). Busa, ang mga kabtangan sa parehas nga cellulose derivative nga adunay parehas nga kantidad sa pagpuli mahimo usab nga magkalainlain. Pananglitan, ang cellulose diacetate direkta nga esterified sa usa ka DS nga 2 dili matunaw sa acetone, apan ang cellulose diacetate nga nakuha pinaagi sa saponification sa hingpit nga esterified cellulose triacetate mahimong hingpit nga matunaw sa acetone. Kining heterogeneity sa substitution nalangkit sa mga batakang balaod sa cellulose ester ug etherification reactions.
Ang sukaranan nga balaod sa cellulose esterification ug etherification reaksyon sa cellulose molekula, ang mga posisyon sa tulo ka hydroxyl nga mga grupo sa glucose nga grupo lainlain, ug ang impluwensya sa kasikbit nga mga substituent ug steric hindrance lahi usab. Ang relatibong acidity ug ang-ang sa dissociation sa tulo ka hydroxyl nga mga grupo mao ang: C> C> C. Kung ang reaksyon sa etherification gihimo sa usa ka alkaline nga medium, ang C hydroxyl nga grupo una nga reaksyon, dayon ang C hydroxyl nga grupo, ug sa katapusan ang C panguna nga hydroxyl nga grupo. Kung ang reaksyon sa esteripikasyon gihimo sa usa ka acidic nga medium, ang kalisud sa reaksyon sa matag grupo sa hydroxyl sukwahi sa han-ay sa reaksyon sa etherification. Kung ang reaksyon sa usa ka dako nga substitution reagent, ang steric hindrance nga epekto adunay hinungdanon nga impluwensya, ug ang C hydroxyl nga grupo nga adunay usa ka gamay nga steric hindrance nga epekto mas dali nga molihok kaysa sa C ug C hydroxyl nga mga grupo.
Ang cellulose usa ka kristal nga natural nga polimer. Kadaghanan sa mga reaksyon sa esterification ug etherification kay heterogeneous nga mga reaksyon kung ang cellulose nagpabilin nga solid. Ang kahimtang sa pagsabwag sa mga reaksyon nga reagent sa cellulose fiber gitawag nga reachability. Ang intermolecular nga kahikayan sa kristal nga rehiyon hugot nga gihan-ay, ug ang reagent mahimo lamang nga mokaylap sa kristal nga nawong. Ang intermolecular nga kahikayan sa amorphous nga rehiyon luag, ug adunay mas daghang libre nga hydroxyl nga mga grupo nga sayon nga makontak sa mga reagents, nga adunay taas nga accessibility ug sayon nga reaksyon. Sa kinatibuk-an, ang mga hilaw nga materyales nga adunay taas nga crystallinity ug dako nga kristal nga gidak-on dili sayon nga reaksyon sama sa mga hilaw nga materyales nga adunay ubos nga crystallinity ug gamay nga kristal nga gidak-on. Apan dili kini hingpit nga tinuod, pananglitan, ang acetylation rate sa uga nga viscose fibers nga adunay ubos nga crystallinity ug mas gamay nga crystallinity mas ubos kay sa cotton fiber nga adunay mas taas nga crystallinity ug mas dako nga crystallinity. Kini tungod kay ang pipila ka hydrogen bonding points namugna tali sa kasikbit nga mga polimer sa panahon sa proseso sa pagpauga, nga makababag sa pagsabwag sa mga reagents. Kung ang kaumog sa basa nga selulusa nga hilaw nga materyal gipulihan sa usa ka mas dako nga organikong solvent (sama sa acetic acid, benzene, pyridine) ug dayon mamala, ang reaktibo niini mapauswag pag-ayo, tungod kay ang pagpauga dili hingpit nga mapahawa ang solvent, ug ang uban Ang labi ka dako ang mga molekula natanggong sa mga “lungag” sa selulusa nga hilaw nga materyal, nga nagporma sa gitawag nga adunay sulod nga selulusa. Ang gilay-on nga gipadako pinaagi sa paghubag dili sayon nga mabawi, nga makatabang sa pagsabwag sa mga reagents, ug nagpasiugda sa rate sa reaksyon ug pagkaparehas sa reaksyon. Tungod niini nga hinungdan, sa proseso sa paghimo sa lainlaing mga gigikanan sa selulusa, kinahanglan adunay katugbang nga pagtambal sa paghubag. Kasagaran ang tubig, acid o usa ka piho nga konsentrasyon sa solusyon sa alkali gigamit ingon ahente sa paghubag. Dugang pa, ang kalisud sa kemikal nga reaksyon sa dissolving pulp nga adunay parehas nga pisikal ug kemikal nga mga indikasyon kanunay nga lahi kaayo, nga gipahinabo sa mga morphological nga hinungdan sa lainlaing mga lahi sa mga tanum o mga selula nga adunay lainlaing biochemical ug istruktura nga gimbuhaton sa parehas nga tanum. sa. Ang nag-unang bungbong sa gawas nga layer sa fiber sa tanom makababag sa pagsulod sa mga reagents ug makapugong sa kemikal nga mga reaksyon, mao nga kasagaran gikinahanglan nga gamiton ang katugbang nga mga kondisyon sa proseso sa pulping aron sa paglaglag sa nag-unang bungbong aron makuha ang dissolving pulp nga adunay mas maayo nga reaktibidad. Pananglitan, ang bagasse pulp usa ka hilaw nga materyal nga adunay dili maayo nga reaksyon sa paghimo sa viscose pulp. Kung nag-andam og viscose (cellulose xanthate alkali solution), mas daghang carbon disulfide ang gigamit kaysa cotton linter pulp ug wood pulp. Ang rate sa pagsala mas ubos kaysa sa viscose nga giandam sa ubang mga pulp. Kini tungod kay ang nag-unang bungbong sa mga selula sa tubo sa tubo wala madaot sa hustong paagi sa panahon sa pagpulpa ug sa pag-andam sa alkali cellulose pinaagi sa naandang mga pamaagi, nga miresulta sa kalisod sa yellowing reaction.
Ang pre-hydrolyzed alkaline bagasse pulp fibers] ug Figure 2 [bagasse pulp fibers human sa alkali impregnation] mao ang electron microscope scanning images sa nawong sa bagasse pulp fibers human sa pre-hydrolyzed alkaline nga proseso ug conventional alkaline impregnation matag usa, ang kanhi makita gihapon sa tin-aw nga mga gahong; sa ulahi, bisan kung ang mga gahong mawala tungod sa paghubag sa solusyon sa alkali, ang panguna nga dingding nagtabon gihapon sa tibuuk nga lanot. Kung ang "ikaduha nga impregnation" (ordinaryo nga impregnation nga gisundan sa usa ka ikaduha nga impregnation nga adunay usa ka dilute alkali solution nga adunay daghang epekto sa paghubag) o dip-grinding (komon nga impregnation inubanan sa mekanikal nga paggaling) nga proseso, ang yellowing nga reaksyon mahimong magpadayon nga hapsay, ang viscose filtration rate mao ang kamahinungdanon milambo. Kini tungod kay ang duha sa ibabaw sa duha ka mga pamaagi mahimong panit sa nag-unang bungbong, nga nagbutyag sa sulod nga layer sa medyo sayon nga reaksyon, nga mao ang conducive sa penetration sa mga reagents ug pagpalambo sa reaksyon performance (Fig. 3 [secondary impregnation sa bagasse pulp fiber. ], Fig. Paggaling sa Bagasse Pulp Fibers]).
Sa bag-ohay nga mga tuig, ang dili tubig nga mga sistema sa solvent nga direkta nga makatunaw sa selulusa ang mitumaw. Sama sa dimethylformamide ug NO, dimethyl sulfoxide ug paraformaldehyde, ug uban pang mga mixed solvents, ug uban pa, makahimo sa cellulose nga moagi sa usa ka homogenous nga reaksyon. Bisan pa, ang pipila sa mga gihisgutan sa ibabaw nga mga balaod sa mga out-of-phase nga mga reaksyon wala na magamit. Pananglitan, kung nag-andam sa cellulose diacetate nga matunaw sa acetone, dili kinahanglan nga moagi sa hydrolysis sa cellulose triacetate, apan mahimong direkta nga esterified hangtod ang DS 2.
Oras sa pag-post: Peb-27-2023