Ether cellwlos ar resin epocsi

Defnyddir cotwm gwastraff a blawd llif fel deunyddiau crai, ac fe'u hydrolyzed i mewn i alcaliether cellwlosO dan weithred 18% alcali a chyfres o ychwanegion. Yna defnyddiwch resin epocsi ar gyfer impio, cymhareb molar resin epocsi a ffibr alcali yw 0.5: 1.0, tymheredd yr adwaith yw 100°C, yr amser ymateb yw 5.0h, y dos catalydd yw 1%, a'r gyfradd impio etherification yw 32%. Mae'r ether seliwlos epocsi a gafwyd yn cael ei gyfuno â 0.6mol CEL-EP a CAB 0.4mol i syntheseiddio cynnyrch cotio newydd gyda pherfformiad da. Cadarnhawyd strwythur y cynnyrch gydag IR.

Geiriau allweddol:ether cellwlos; synthesis; Cab; eiddo cotio

Cellwlos etheriff yn bolymer naturiol, sy'n cael ei ffurfio gan anwedd oβ-Glucose. Mae gan cellwlos lefel uchel o bolymerization, graddfa dda o gyfeiriadedd, a sefydlogrwydd cemegol da. Gellir ei gael trwy drin seliwlos yn gemegol (esterification neu etherification). Cyfres o ddeilliadau seliwlos, defnyddir y cynhyrchion hyn yn helaeth mewn plastigau, blychau cinio bioddiraddadwy, haenau modurol pen uchel, rhannau ceir, inciau argraffu, gludyddion, ac ati. Ar hyn o bryd, mae mathau seliwlos wedi'u haddasu newydd yn dod i'r amlwg yn gyson, ac mae'r meysydd cymhwyso ehangu'n gyson, gan ffurfio system diwydiant ffibr yn raddol. Y pwnc hwn yw defnyddio blawd llif neu wastraff cotwm i gael ei hydroli i ffibrau byr gan Lye, ac yna ei impio a'i addasu'n gemegol i ffurfio math newydd o orchudd na adroddwyd arno yn y ddogfen.

1. Arbrofi

1.1 Adweithyddion ac Offerynnau

Cotwm gwastraff (wedi'i olchi a'i sychu), NaOH, 1,4-butanediol, methanol, thiourea, wrea, resin epocsi, anhydride asetig, asid butyrig, trichloroethane, asid fformig, glyoxal, tolwen, cab, ac ati. . Defnyddiwyd y sbectromedr is-goch Magna-IR 550 a gynhyrchwyd gan Nicolet Company yr Unol Daleithiau i baratoi'r samplau trwy orchudd tetrahydrofuran toddyddion. Tu-4 Viscometer, FVXD3-1 Math Tymheredd Tymheredd Tymheredd Cyson Hunan-Reoli Tegell Adwaith Tryder Trydan, a gynhyrchir gan Ffatri Peiriannau Cemegol Weihai Xiangwei; Viscometer cylchdro NDJ-7, math Z-10MP5, wedi'i gynhyrchu gan Ffatri Offerynnau Shanghai Tianping; Mae pwysau moleciwlaidd yn cael ei fesur yn ôl gludedd ubbelohde; Bydd paratoi a phrofi'r ffilm baent yn cael ei chynnal yn unol â'r Safon Genedlaethol GB-79.

1.2 Egwyddor Ymateb

1.3 Synthesis

Synthesis o seliwlos epocsi: Ychwanegwch 100g o ffibr cotwm wedi'i dorri i adweithydd troi trydan hunan-reoledig tymheredd cyson, ychwanegwch ocsidydd ac adweithio am 10 munud, yna ychwanegwch alcohol ac alcali i wneud lye gyda chrynodiad o 18%. Ychwanegwch gyflymyddion A, B, ac ati ar gyfer trwytho. Adweithio ar dymheredd penodol o dan wactod am 12 awr, hidlo, sychu a phwyso 50g o seliwlos alcalized, ychwanegu toddydd cymysg i wneud slyri, ychwanegu catalydd a resin epocsi gyda phwysau moleciwlaidd penodol, cynheswch hyd at 90 ~ 110℃ar gyfer adwaith etherification 4.0 ~ 6.0h nes bod yr adweithyddion yn gredadwy. Ychwanegwch asid fformig i niwtraleiddio a chael gwared ar alcali gormodol, gwahanu'r toddiant dyfrllyd a'r toddydd, golchwch gyda 80℃Dŵr poeth i gael gwared ar halen sodiwm, a'i sychu i'w ddefnyddio'n ddiweddarach. Mesurwyd y gludedd cynhenid ​​gyda viscometer ubbelohde a chyfrifwyd y pwysau moleciwlaidd cyfartalog gludedd yn ôl y llenyddiaeth.

Acetate butyl cellulose is prepared according to the literature method, weigh 57.2g of refined cotton, add 55g of acetic anhydride, 79g of butyric acid, 9.5g of magnesium acetate, 5.1g of sulfuric acid, use butyl acetate as solvent, and react at Tymheredd penodol nes ei fod yn gymwys, ei niwtraleiddio trwy ychwanegu asetad sodiwm, ei waddodi, ei hidlo, ei olchi, ei hidlo a'i sychu i'w ddefnyddio'n ddiweddarach. Cymerwch CEL-EP, ychwanegwch swm priodol o gaban a thoddydd cymysg penodol, cynheswch a throwch am 0.5h i ffurfio hylif trwchus unffurf, ac mae'r prawf paratoi a pherfformiad ffilm cotio yn dilyn y dull GB-79.

Pennu graddfa esterification asetad seliwlos: toddi asetad seliwlos yn gyntaf mewn sylffocsid dimethyl, ychwanegwch swm mesuredig o doddiant alcali i wres a hydrolyze, a thitrate yr hydoddiant hydrolyzed gyda hydoddiant safonol NaOH i gyfrifo cyfanswm y defnydd o alcali. Pennu Cynnwys Dŵr: Rhowch y sampl mewn popty yn 100 ~ 105°C I sychu am 0.2h, pwyswch a chyfrifwch yr amsugno dŵr ar ôl oeri. Pennu amsugno alcali: pwyso sampl feintiol, ei hydoddi mewn dŵr poeth, ychwanegu dangosydd fioled methyl, ac yna titradu gyda 0.05mol/L H2SO4. Penderfynu ar radd ehangu: pwyso sampl 50G, ei falu a'i roi mewn tiwb graddedig, darllenwch y gyfrol ar ôl dirgryniad trydan, a'i gymharu â chyfaint y powdr seliwlos unalcalined i gyfrifo'r radd ehangu.

2. Canlyniadau a thrafodaeth

2.1 Y berthynas rhwng crynodiad alcali a gradd chwyddo seliwlos

Gall adwaith seliwlos gyda chrynodiad penodol o doddiant NaOH ddinistrio crisialu seliwlos yn rheolaidd ac yn drefnus a gwneud i'r seliwlos chwyddo. Ac mae diraddiadau amrywiol yn digwydd yn Lye, gan leihau graddfa'r polymerization. Mae arbrofion yn dangos bod graddfa chwyddo seliwlos a faint o rwymo alcali neu arsugniad yn cynyddu gyda chrynodiad alcali. Mae graddfa'r hydrolysis yn cynyddu gyda'r cynnydd mewn tymheredd. Pan fydd y crynodiad alcali yn cyrraedd 20%, graddfa'r hydrolysis yw 6.8% ar t = 100°C; graddfa'r hydrolysis yw 14% yn t = 135°C. Ar yr un pryd, mae'r arbrawf yn dangos pan fydd yr alcali yn fwy na 30%, mae graddfa hydrolysis gollyngiad cadwyn seliwlos yn cael ei leihau'n sylweddol. Pan fydd crynodiad alcali yn cyrraedd 18%, y gallu arsugniad a gradd chwyddo dŵr yw'r uchafswm, mae'r crynodiad yn parhau i gynyddu, yn gostwng yn sydyn i lwyfandir, ac yna'n newid yn gyson. Ar yr un pryd, mae'r newid hwn yn eithaf sensitif i ddylanwad tymheredd. O dan yr un crynodiad alcali, pan fydd y tymheredd yn isel (<20°C), mae graddfa chwyddo seliwlos yn fawr, ac mae maint arsugniad y dŵr yn fawr; Ar dymheredd uchel, mae'r radd chwyddo a swm arsugniad dŵr yn sylweddol. lleihau.

Penderfynwyd ar ffibrau alcali â chynnwys dŵr gwahanol a chynnwys alcali trwy ddull dadansoddi diffreithiant pelydr-X yn ôl y llenyddiaeth. Mewn gweithrediad gwirioneddol, defnyddir 18% ~ 20% lye i reoli tymheredd adweithio penodol i gynyddu graddfa chwyddo seliwlos. Mae arbrofion yn dangos y gellir toddi'r seliwlos a ymatebwyd trwy wresogi am 6 ~ 12h mewn toddyddion pegynol. Yn seiliedig ar y ffaith hon, mae'r awdur o'r farn bod hydoddedd seliwlos yn chwarae rhan bendant yng ngradd dinistr bond hydrogen rhwng moleciwlau seliwlos yn y segment crisialog, ac yna graddfa dinistrio bond hydrogen grwpiau glwcos intramoleciwlaidd C3-C2. Po fwyaf yw graddfa dinistrio bond hydrogen, y mwyaf yw gradd chwyddo'r ffibr alcali, ac mae'r bond hydrogen yn cael ei ddinistrio'n llwyr, ac mae'r hydrolyzate terfynol yn sylwedd sy'n hydoddi mewn dŵr.

2.2 Effaith Cyflymydd

Gall ychwanegu alcohol pwynt berwi uchel yn ystod alcalization seliwlos gynyddu tymheredd yr adwaith, a gall ychwanegu ychydig bach o yrrwr fel alcohol is a thiourea (neu wrea) hyrwyddo treiddiad a chwyddo seliwlos yn fawr. Wrth i grynodiad yr alcohol gynyddu, mae amsugno alcali seliwlos yn cynyddu, ac mae pwynt newid sydyn pan fydd y crynodiad yn 20%, a allai fod bod yr alcohol monofunctional yn treiddio i'r moleciwlau seliwlos i ffurfio bondiau hydrogen â seliwlos, gan atal y seliwlos, rhag atal y seliwlos, rhag atal y seliwlos, gan atal y seliwlos Moleciwlau Mae'r bondiau hydrogen rhwng cadwyni a chadwyni moleciwlaidd yn cynyddu graddfa'r anhwylder, yn cynyddu'r arwynebedd, ac yn cynyddu faint o arsugniad alcali. Fodd bynnag, o dan yr un amodau, mae amsugno alcali sglodion pren yn isel, ac mae'r gromlin yn newid mewn cyflwr cyfnewidiol. Gall fod yn gysylltiedig â chynnwys isel seliwlos mewn sglodion coed, sy'n cynnwys llawer iawn o lignin, sy'n rhwystro treiddiad alcohol, ac sydd â gwrthiant dŵr da ac ymwrthedd alcali.

2.3 Etherification

Ychwanegwch gatalydd 1% B, rheoli gwahanol dymheredd adweithio, a chyflawni addasiad etherification gyda resin epocsi a ffibr alcali. Mae'r gweithgaredd adweithio etherification yn isel ar 80°C. Dim ond 28%yw cyfradd impio CEL, ac mae'r gweithgaredd etherification bron yn cael ei ddyblu ar 110°C. O ystyried yr amodau adweithio fel toddydd, mae tymheredd yr adwaith yn 100°C, a'r amser ymateb yw 2.5h, a gall cyfradd impio CEL gyrraedd 41%. Yn ogystal, ar gam cychwynnol yr adwaith etherification (<1.0H), oherwydd yr adwaith heterogenaidd rhwng seliwlos alcali a resin epocsi, mae'r gyfradd impio yn isel. Gyda'r cynnydd yn y radd etherification CEL, mae'n raddol yn troi'n adwaith homogenaidd, felly cynyddodd yr ymateb y gweithgaredd yn sydyn, a chynyddodd y gyfradd impio.

2.4 Y berthynas rhwng cyfradd impio CEL a hydoddedd

Mae arbrofion wedi dangos, ar ôl impio resin epocsi gyda seliwlos alcali, y gellir gwella'r priodweddau ffisegol fel gludedd cynnyrch, adlyniad, ymwrthedd dŵr, a sefydlogrwydd thermol yn sylweddol. Mae hydoddedd yn profi'r cynnyrch gyda chyfradd impio CEL <40% gellir toddi mewn alcohol-ester is, resin alkyd, resin asid polyacrylig, asid pimarig acrylig a resinau eraill. Mae resin CEL-EP yn cael effaith hydoddi amlwg.

O'i gyfuno â'r prawf ffilm cotio, yn gyffredinol mae gan y cyfuniadau â chyfradd impio o 32% ~ 42% gydnawsedd yn well, ac mae gan y cyfuniadau â chyfradd impio o <30% gydnawsedd gwael a sglein isel y ffilm cotio; Mae'r gyfradd impio yn uwch na 42%, mae'r gwrthiant dŵr berwedig, gwrthiant alcohol, ac ymwrthedd toddyddion organig pegynol y ffilm cotio yn cael ei leihau. Er mwyn gwella'r cydnawsedd materol a pherfformiad cotio, ychwanegodd yr awdur CAB yn ôl y fformiwla yn Nhabl 1 i hydoddi ac addasu pellach i hyrwyddo cyd-fodolaeth CEL-EP a CAB. Mae'r gymysgedd yn ffurfio system homogenaidd fras. Mae trwch rhyngwyneb cyfansoddiad y cyfuniad yn tueddu i fod yn denau iawn ac yn ceisio bod yn nhalaith nano-gelloedd.

2.5 Perthynas rhwng CEL-Cymhareb Cymysgu EP/Cab ac Priodweddau Ffisegol

Gan ddefnyddio CEL-EP i asio â CAB, mae canlyniadau'r profion cotio yn dangos y gall asetad seliwlos wella priodweddau cotio’r deunydd yn sylweddol, yn enwedig y cyflymder sychu. Mae'n anodd sychu cydran bur CEL-EP ar dymheredd yr ystafell. Ar ôl ychwanegu cab, mae gan y ddau ddeunydd gyfatebiaeth perfformiad amlwg.

2.6 Canfod Sbectrwm FTIR

3. Casgliad

(1) Gall cellwlos cotwm chwyddo ar 80°C gydag> 18% alcali dwys a chyfres o ychwanegion, cynyddu tymheredd yr adwaith, estyn yr amser ymateb, cynyddu graddfa'r chwydd a'r diraddiad nes ei fod wedi'i hydroli yn llwyr.

(2) Adwaith Etherification, Cymhareb porthiant Molar CEL-EP yw 2, tymheredd yr adwaith yw 100°C, yr amser yw 5H, y dos catalydd yw 1%, a gall y gyfradd impio etherification gyrraedd 32%~ 42%.

(3) Addasu cymysgu, pan fydd cymhareb molar CEL-EP: CAB = 3: 2, mae perfformiad y cynnyrch syntheseiddiedig yn dda, ond ni ellir defnyddio CEL-EP pur fel cotio, dim ond fel glud.