Synthesis a Phriodweddau Rheolegol Ether Cellwlos Hydroxyethyl

Ym mhresenoldeb catalydd alcali hunan-wneud, hydroxyethyl diwydiannol adweithiwyd cellwlos ag adweithydd cationization N-(2,3-epoxypropyl) trimethylammonium clorid (GTA) i baratoi amoniwm cwaternaidd amnewidiad uchel trwy ddull sych Math o halen Ether cellwlos Hydroxyethyl (HEC). Ymchwiliwyd i effeithiau cymhareb GTA i cellwlos hydroxyethyl (HEC), cymhareb NaOH i HEC, tymheredd yr adwaith, a'r amser adweithio ar yr effeithlonrwydd adwaith gyda chynllun arbrofol unffurf, a chafwyd yr amodau proses optimized trwy Monte efelychiad Carlo. Ac mae effeithlonrwydd adwaith yr adweithydd etherification cationig yn cyrraedd 95% trwy ddilysu arbrofol. Ar yr un pryd, trafodwyd ei briodweddau rheolegol. Dangosodd y canlyniadau fod yr ateb oHEC dangosodd nodweddion hylif nad yw'n Newtonaidd, a chynyddodd ei gludedd ymddangosiadol gyda chynnydd crynodiad màs yr ateb; mewn crynodiad penodol o hydoddiant halen, y gludedd ymddangosiadol oHEC gostwng gyda chynnydd y crynodiad halen ychwanegol. O dan yr un gyfradd cneifio, y gludedd ymddangosiadol oHEC yn system ateb CaCl2 yn uwch na hynny oHEC mewn system ateb NaCl.

Geiriau allweddol:Hydroxyethylether seliwlos; proses sych; priodweddau rheolegol

Mae gan seliwlos nodweddion ffynonellau cyfoethog, bioddiraddadwyedd, biocompatibility a deilliad hawdd, ac mae'n fan cychwyn ymchwil mewn sawl maes. Mae cellwlos cationig yn un o gynrychiolwyr pwysicaf deilliadau seliwlos. Ymhlith y polymerau cationig ar gyfer cynhyrchion diogelu personol a gofrestrwyd gan CTFA o Gymdeithas Diwydiant Fragrance, ei ddefnydd yw'r cyntaf. Gellir ei ddefnyddio'n helaeth mewn ychwanegion cyflyru gwallt, meddalyddion, atalyddion hydradu siâl drilio ac asiantau gwrth-geulo gwaed a meysydd eraill.

Ar hyn o bryd, mae dull paratoi ether cellwlos hydroxyethyl cationic amoniwm cwaternaidd yn ddull toddyddion, sy'n gofyn am lawer iawn o doddyddion organig drud, yn gostus, yn anniogel, ac yn llygru'r amgylchedd. O'i gymharu â'r dull toddydd, mae gan y dull sych fanteision rhagorol proses syml, effeithlonrwydd adwaith uchel, a llai o lygredd amgylcheddol. Yn y papur hwn, cafodd ether cellwlos cationig ei syntheseiddio trwy ddull sych ac astudiwyd ei ymddygiad rheolegol.

1. rhan arbrofol

1.1 Deunyddiau ac adweithyddion

Cellwlos hydroxyethyl (cynnyrch diwydiannol HEC, ei radd amnewid moleciwlaidd DS yw 1.8 ~ 2.0); adweithydd cationization N-(2,3-epoxypropyl) trimethylammonium clorid (GTA), a baratowyd o epocsi clorid propan a trimethylamine yn hunan-wneud o dan amodau penodol; catalydd alcali hunan-wneud; mae ethanol ac asid asetig rhewlifol yn bur yn ddadansoddol; Mae NaCl, KCl, CaCl2, ac AlCl3 yn adweithyddion cemegol pur.

1.2 Paratoi seliwlos cationig amoniwm cwaternaidd

Ychwanegu 5g o cellwlos hydroxyethyl a swm priodol o gatalydd alcali cartref i mewn i silindr dur silindrog â stirrer, a'i droi am 20 munud ar dymheredd ystafell; yna ychwanegwch swm penodol o GTA, parhewch i droi am 30 munud ar dymheredd yr ystafell, ac adweithio ar dymheredd ac amser penodol , cafwyd cynnyrch crai solet yn y bôn yn seiliedig ar. Mae'r cynnyrch crai yn cael ei socian mewn hydoddiant ethanol sy'n cynnwys swm priodol o asid asetig, wedi'i hidlo, ei olchi a'i sychu dan wactod i gael cellwlos cationig amoniwm cwaternaidd powdr.

1.3 Pennu ffracsiwn màs nitrogen o cellwlos hydroxyethyl cationig amoniwm cwaternaidd

Cafodd ffracsiwn màs nitrogen yn y samplau ei bennu gan y dull Kjeldahl.

2. Dylunio arbrofol ac optimeiddio proses synthesis sych

Defnyddiwyd y dull dylunio unffurf i ddylunio'r arbrawf, ac ymchwiliwyd i effeithiau cymhareb GTA i cellwlos hydroxyethyl (HEC), cymhareb NaOH i HEC, tymheredd yr adwaith a'r amser adwaith ar yr effeithlonrwydd adwaith.

3. Ymchwil ar briodweddau rheolegol

3.1 Dylanwad crynodiad a chyflymder cylchdro

Gan gymryd effaith cyfradd cneifio ar gludedd ymddangosiadolHEC mewn crynodiadau gwahanol Ds=0.11 fel enghraifft, gellir gweld, wrth i gyfradd cneifio gynyddu'n raddol o 0.05 i 0.5 s-1, gludedd ymddangosiadolHEC hydoddiant yn gostwng, yn enwedig ar 0.05 ~ 0.5s-1 gludedd ymddangosiadol wedi gostwng yn sydyn o 160MPa·s i 40MPa·s, cneifio teneuo, yn dangos fod yHEC arddangosodd hydoddiant dyfrllyd briodweddau rheolegol nad ydynt yn Newtonaidd. Effaith y straen cneifio cymhwysol yw lleihau'r grym rhyngweithio rhwng gronynnau'r cyfnod gwasgaredig. O dan amodau penodol, y mwyaf yw'r grym, y mwyaf yw'r gludedd ymddangosiadol.

Gellir ei weld hefyd o'r gludedd ymddangosiadol o 3% a 4%HEC hydoddiannau dyfrllyd bod y crynodiad màs yn y drefn honno yn 3% a 4% ar gyfraddau cneifio gwahanol. Mae gludedd ymddangosiadol yr hydoddiant yn dangos bod ei allu i gynyddu gludedd yn cynyddu gyda'r crynodiad. Y rheswm yw bod wrth i'r crynodiad yn cynyddu yn y system ateb, y gwrthyriad cilyddol rhwng y moleciwlau y brif gadwyn oHEC a rhwng y cadwynau moleciwlaidd yn cynyddu, a'r gludedd ymddangosiadol yn cynyddu.

3.2 Effaith gwahanol grynodiadau o halen ychwanegol

Mae crynodiad oHEC yn sefydlog ar 3%, ac archwiliwyd effaith ychwanegu halen NaCl ar briodweddau gludedd yr hydoddiant ar gyfraddau cneifio gwahanol.

Gellir gweld o'r canlyniadau bod y gludedd ymddangosiadol yn lleihau gyda chynnydd y crynodiad halen ychwanegol, gan ddangos ffenomen polyelectrolyte amlwg. Mae hyn oherwydd bod rhan o'r Na+ yn yr hydoddiant halen wedi'i rwymo i anion yHEC cadwyn ochr. Po fwyaf yw crynodiad yr hydoddiant halen, y mwyaf yw gradd niwtraliad neu gysgodi'r polyion gan y gwrthiad, a gostyngiad yn y gwrthyriad electrostatig, gan arwain at ostyngiad yn nwysedd gwefr y polyion. , mae'r gadwyn bolymer yn crebachu ac yn cyrlio, ac mae'r crynodiad ymddangosiadol yn gostwng.

3.3 Effaith gwahanol halenau ychwanegol ar

Gellir gweld o ddylanwad dau halwyn ychwanegol gwahanol, Nacl a CaCl2, ar gludedd ymddangosiadol yHEC ateb bod y gludedd ymddangosiadol yn lleihau gydag ychwanegu'r halen ychwanegol, ac ar yr un gyfradd cneifio, gludedd ymddangosiadol yHEC ateb yn y system hydoddiant CaCl2 Mae'r gludedd ymddangosiadol yn sylweddol uwch naHEC datrysiad yn system ateb NaCl. Y rheswm yw bod halen calsiwm yn ïon divalent, ac mae'n haws rhwymo Cl- y gadwyn ochr polyelectrolyte. Mae'r cyfuniad o'r grŵp amoniwm cwaternaidd arHEC gyda Cl- yn cael ei leihau, ac mae'r cysgodi yn llai, ac mae dwysedd tâl y gadwyn bolymer yn uwch, gan arwain at Mae gwrthyriad electrostatig ar y gadwyn bolymer yn fwy, ac mae'r gadwyn bolymer yn ymestyn, felly mae'r gludedd ymddangosiadol yn uwch.

4. Diweddglo

Mae paratoi cellwlos cationig amnewidiol yn sych yn ddull paratoi delfrydol gyda gweithrediad syml, effeithlonrwydd adwaith uchel, a llai o lygredd, a gall osgoi defnydd uchel o ynni, llygredd amgylcheddol, a gwenwyndra a achosir gan ddefnyddio toddyddion.

Mae datrysiad ether cellwlos cationig yn cyflwyno nodweddion hylif an-Newtonaidd ac mae ganddo nodweddion teneuo cneifio; wrth i grynodiad màs yr ateb gynyddu, mae ei gludedd ymddangosiadol yn cynyddu; mewn crynodiad penodol o hydoddiant halen,HEC mae gludedd ymddangosiadol yn cynyddu gyda chynnydd a gostyngiad. O dan yr un gyfradd cneifio, y gludedd ymddangosiadol oHEC yn system ateb CaCl2 yn uwch na hynny oHEC mewn system ateb NaCl.