Kiel fari celulozan eteron?

Celuloza etero estas speco de celuloza derivaĵo akirita per eteriga modifo de celulozo. Ĝi estas vaste uzata pro ĝia bonega dikiĝo, emulsigo, suspendo, filmformado, protekta koloido, reteno de humideco kaj adheraj propraĵoj. Ĝi ludas gravan rolon en la disvolviĝo de la nacia ekonomio en scienca esplorado kaj industriaj sektoroj kiel manĝaĵo, medicino, paperfarado, tegaĵoj, konstrumaterialoj, nafto-reakiro, teksaĵoj kaj elektronikaj komponantoj. En ĉi tiu artikolo, la esplorprogreso de eteriga modifo de celulozo estas reviziita.

Celulozoeteroestas la plej abunda organika polimero en la naturo. Ĝi estas renovigebla, verda kaj biokongrua. Ĝi estas grava baza krudaĵo por kemia inĝenierado. Laŭ la malsamaj anstataŭantoj sur la molekulo akirita de la eterigreago, ĝi povas esti dividita en ununurajn eterojn kaj miksita celulozo eteroj.Jen ni revizias la esplorprogreson pri la sintezo de ununuraj eteroj, inkluzive de alkil-eteroj, hidroksialkil-eteroj, karboksialkil-eteroj kaj miksitaj eteroj.

Ŝlosilvortoj: celulozo etero, eteriĝo, ununura etero, miksita etero, esplorprogreso

1.Eteriga reago de celulozo

La eteriga reago de celulozo etero estas la plej grava celuloza deriviga reago.Eteriĝo de celulozo estas serio de derivaĵoj produktitaj de la reago de hidroksilaj grupoj sur celulozaj molekulaj ĉenoj kun alkilaj agentoj sub alkalaj kondiĉoj. Estas multaj specoj de celulozaj eterproduktoj, kiuj povas esti dividitaj en ununurajn eterojn kaj miksitajn eterojn laŭ la malsamaj substituents sur la molekuloj akiritaj de la eteriga reago. Unuopaj eteroj povas esti dividitaj en alkileterojn, hidroksialkileterojn kaj karboksialkileterojn, kaj miksitaj eteroj rilatas al eteroj kun du aŭ pli da grupoj ligitaj en la molekula strukturo. Inter la celulozeterproduktoj, karboksimetilcelulozo (CMC), hidroksietilcelulozo (HEC), hidroksipropilcelulozo (HPC), hidroksipropilmetilcelulozo (HPMC) estas reprezentitaj, inter kiuj Kelkaj produktoj estis komercigitaj.

2.Sintezo de celuloza etero

2.1 Sintezo de ununura etero

Unuopaj eteroj inkluzivas alkil eterojn (kiel etilcelulozo, propilcelulozo, fenilcelulozo, cianoetilcelulozo, ktp.), hidroksialkileterojn (kiel ekzemple hidroksimetilcelulozo, hidroksietilcelulozo, ktp.), karboksialkil eterojn (kiel ekzemple karboksimetilcelulozo, karboksimetilcelulozo, ktp.). ktp.).

2.1.1 Sintezo de alkil-eteroj

Berglund et al unue traktis celulozon kun NaOH-solvo aldonita kun etilklorido, poste aldonis metilkloridon je temperaturo de 65.°C ĝis 90°C kaj premo de 3bar ĝis 15bar, kaj reagis por produkti metilcelulozan eteron. Ĉi tiu metodo povas esti tre efika Por akiri hidrosolveblajn metilcelulozo-eterojn kun malsamaj gradoj de anstataŭigo.

Etilcelulozo estas blanka termoplasta granulo aŭ pulvoro. Ĝeneralaj varoj enhavas 44% ~ 49% etoksion. Solvebla en la plej multaj organikaj solviloj, nesolvebla en akvo. la pulpo aŭ kotono linters kun 40% ~ 50% natria hidroksida akva solvaĵo, kaj la alkalizita celulozo estis etoksilata kun etilklorido por produkti etilcelulozon. sukcese sintezis etilcelulozon (EC) kun etoksia enhavo de 43,98% per unupaŝa metodo per reakcio de celulozo kun troa etilklorido kaj natria hidroksido, uzante toluenon kiel diluaĵo. Tolueno estis uzita kiel la diluaĵo en la eksperimento. Dum la eteriga reago, ĝi povas ne nur antaŭenigi la disvastigon de etilklorido al la alkala celulozo, sed ankaŭ solvi la tre anstataŭitan etilcelulozon. Dum la reago, la nereagita parto povas esti senĉese elmontrita, farante la eterigitan agenton. Estas facile invadi, tiel ke la etiliga reago ŝanĝiĝas de heterogena al homogena, kaj la distribuado de substituantoj en la produkto estas pli unuforma.

uzis etilbromidon kiel eterigan agenton kaj tetrahidrofuranon kiel diluilon por sintezi etilcelulozon (EC), kaj karakterizis la produktan strukturon per infraruĝa spektroskopio, nuklea magneta resonanco kaj ĝela trapenetra kromatografio. Oni kalkulas, ke la grado de anstataŭigo de la sintezita etilcelulozo estas ĉirkaŭ 2,5, la molekula maso-distribuo estas mallarĝa, kaj ĝi havas bonan solveblecon en organikaj solviloj.

cianoetil-celulozo (CEC) per homogenaj kaj heterogenaj metodoj uzante celulozon kun malsamaj gradoj de polimerigo kiel krudaĵojn, kaj preparis densajn CEC-membranmaterialojn per solvĵetado kaj varma premado. Poraj CEC-membranoj estis preparitaj per solvent-induktita faza apartigo (NIPS) teknologio, kaj bariotitanato/cianoetilcelulozo (BT/CEC) nanokunmetitaj membranmaterialoj estis preparitaj per NIPS-teknologio, kaj iliaj strukturoj kaj trajtoj estis studitaj.

uzis la memevoluintan celulozan solvilon (alkala/urea solvaĵo) kiel la reagmedion por homogene sintezi cianoetilcelulozon (CEC) kun akrilonitrilo kiel la eterigagento, kaj faris esploradon pri la strukturo, propraĵoj kaj aplikoj de la produkto. studi profunde. Kaj kontrolante malsamajn reagkondiĉojn, serio de CECoj kun DS-valoroj intervalantaj de 0,26 ĝis 1,81 povas esti akirita.

2.1.2 Sintezo de hidroksialkil-eteroj

Fan Junlin et al preparis hidroksietilcelulozon (HEC) en 500 L-reaktoro uzante rafinitan kotonon kiel krudaĵon kaj 87,7% izopropanol-akvon kiel solvilon per unupaŝa alkaligo, paŝo post paŝo neŭtraligo kaj paŝo post paŝo eteriĝo. . La rezultoj montris, ke la preta hidroksietilcelulozo (HEC) havis molan anstataŭigon MS de 2.2-2.9, atingante la saman kvalitnormon kiel la komerca grado Dows 250 HEC-produkto kun molaranstataŭigo de 2.2-2.4. Uzi la HEC en la produktado de lateksofarbo povas plibonigi la filmoformajn kaj ebenigajn ecojn de la lateksofarbo.

Liu Dan kaj aliaj diskutis pri la preparado de kvaternara amonia salo katjona hidroksietilcelulozo per la duonseka metodo de hidroksietilcelulozo (HEC) kaj 2,3-epoksipropiltrimetilamonia klorido (GTA) sub la ago de alkala katalizo. eterkondiĉoj. La efiko de aldono de katjona hidroksietilceluloza etero sur papero estis esplorita. La eksperimentaj rezultoj montras, ke: en blankigita durligna pulpo, kiam la anstataŭiga grado de katjona hidroksietil-celuloza etero estas 0,26, la totala retenkvanto pliiĝas je 9%, kaj la akva filtra indico pliiĝas je 14%; en blankigita durligno pulpo, kiam Kiam la kvanto de katjona hidroksietil celuloza etero estas 0,08% de la pulpa fibro, ĝi havas signifan plifortigan efikon sur papero; ju pli granda estas la grado de anstataŭigo de katjona celuloza etero, des pli granda la katjona ŝargodenseco, kaj des pli bona la plifortiga efiko.

Zhanhong uzas la likvafazan sintezan metodon por prepari hidroksietilcelulozon kun viskozeca valoro de 5.×104 mPa·s aŭ pli kaj cindrovaloro de malpli ol 0,3% tra la dupaŝa procezo de alkaligo kaj eteriĝo. Du alkaligaj metodoj estis uzataj. La unua metodo estas uzi acetonon kiel diluaĵo. La celuloza krudaĵo estas rekte bazigita en certa koncentriĝo de natria hidroksida akva solvaĵo. Post kiam la bazigreago estas efektivigita, eteriga agento estas aldonita por rekte efektivigi la eterigreagon. La dua metodo estas, ke la celuloza krudaĵo estas alkalizita en akva solvaĵo de natria hidroksido kaj ureo, kaj la alkala celulozo preparita per ĉi tiu metodo devas esti elpremita por forigi troan lesivo antaŭ la eteriga reago. La eksperimentaj rezultoj montras, ke faktoroj kiel ekzemple la elektita diluaĵkvanto, la kvanto de etilenoksido aldonita, la alkaliga tempo, la temperaturo kaj tempo de la unua reago, kaj la temperaturo kaj tempo de la dua reago ĉiuj havas grandan influon sur la agado. de la produkto.

Xu Qin et al. efektivigis eterigan reagon de alkala celulozo kaj propilenoksido, kaj sintezis hidroksipropil celulozon (HPC) kun malalta anstataŭiga grado per gas-solida faza metodo. Oni studis la efikojn de masa frakcio de propilenoksido, premproporcio kaj eterigtemperaturo sur la grado de eteriĝo de HPC kaj efika utiligo de propilenoksido. La rezultoj montris, ke la optimumaj sintezaj kondiĉoj de HPC estis propilenoksida masfrakcio 20% (masproporcio al celulozo), alkala celuloza eltrudproporcio 3.0, kaj eterifika temperaturo 60.°C. La strukturtesto de HPC per nuklea magneta resonanco montras, ke la grado de eteriĝo de HPC estas 0,23, la efika utiliga indico de propilenoksido estas 41,51%, kaj la celuloza molekula ĉeno estas sukcese konektita kun hidroksipropilgrupoj.

Kong Xingjie et al. preparis hidroksipropil-celulozon kun jona likvaĵo kiel solvilo por realigi la homogenan reagon de celulozo por realigi la reguligon de la reagprocezo kaj produktoj. Dum la eksperimento, la sinteza imidazola fosfato jona likvaĵo 1, 3-dietilimidazola dietilfosfato estis uzata por solvi mikrokristalan celulozon, kaj hidroksipropil-celulozo estis akirita per alkaligo, eteriĝo, acidiĝo kaj lavado.

2.1.3 Sintezo de karboksialkil-eteroj

La plej tipa karboksimetilcelulozo estas karboksimetilcelulozo (CMC). La akva solvaĵo de karboksimetil-celulozo havas la funkciojn de dikiĝo, filmoformado, ligado, akvoreteno, koloida protekto, emulsigo kaj suspendo, kaj estas vaste uzata en lavado. Farmaciaĵoj, manĝaĵoj, dentopasto, teksaĵoj, presado kaj tinkturfarado, paperfarado, nafto, minado, medicino, ceramikaĵo, elektronikaj komponantoj, kaŭĉuko, farbo, insekticidoj, kosmetikaĵoj, ledo, plastoj kaj naftoborado ktp.

En 1918, germana E. Jansen inventis la sintezan metodon de karboksimetilcelulozo. En 1940, la Kalle-fabriko de la germana IG Farbeninaustrie Company realigis industrian produktadon. En 1947, la Wyandotle Chemical Company de Usono sukcese evoluigis kontinuan produktadprocezon. mia lando unue metis en CMC industrian produktadon en Ŝanhaja Celuloida Fabriko en 1958. Karboksmetilcelulozo estas celuloza etero produktita el rafinita kotono sub la ago de natria hidroksido kaj kloroaceta acido. Ĝiaj industriaj produktadmetodoj povas esti dividitaj en du kategoriojn: akvobazita metodo kaj solventa metodo laŭ malsamaj eterigmedioj. La procezo uzanta akvon kiel la reagmedion estas nomita la akvometodo, kaj la procezo enhavanta organikan solvilon en la reagmedio estas nomita la solva metodo.

Kun la profundiĝo de esplorado kaj la progreso de teknologio, novaj reakcikondiĉoj estis aplikitaj al la sintezo de karboksimetil-celulozo, kaj la nova solventa sistemo havas gravan efikon al la reakcia procezo aŭ produkta kvalito. Olaru et al. trovis, ke la karboksimetiliga reago de celulozo uzanta etanol-acetonan miksitan sistemon estas pli bona ol tiu de etanolo aŭ acetono sole. Nicholson et al. En la sistemo, CMC kun malalta grado de anstataŭigo estis preparita. Philipp et al preparis tre anstataŭigitan CMC kun N-metilmorfolina-N-oksido kaj N, N-dimetilacetamido/litio-klorida solvsistemoj respektive. Cai et al. evoluigis metodon por preparado de CMC en NaOH/urea solventa sistemo. Ramos et al. uzis la DMSO/tetrabutilamonio-fluoridan ionan likvan sistemon kiel solvilon por karboksimetiligi la celulozan krudaĵon rafinitan el kotono kaj sisalo, kaj akiris CMC-produkton kun anstataŭiga grado ĝis 2,17. Chen Jinghuan et al. uzis celulozon kun alta pulpa koncentriĝo (20%) kiel kruda materialo, natria hidroksido kaj akrilamido kiel modifaj reakciiloj, efektivigis karboksietilan modifreakcion je difinita tempo kaj temperaturo, kaj fine akiris karboksietilbazan celulozon. La karboksietilenhavo de la modifita produkto povas esti reguligita ŝanĝante la kvanton de natria hidroksido kaj akrilamido.

2.2 Sintezo de miksitaj eteroj

Hidroksipropilmetilceluloza etero estas speco de nepolusa celuloza etero solvebla en malvarma akvo akirita de natura celulozo per alkaligo kaj eteriĝomodifo. Ĝi estas alkalizita per natria hidroksida solvaĵo kaj aldonis certan kvanton da Kvanto de izopropanolo kaj tolueno solvilo, la eteriga agento kiu adoptas estas metilklorido kaj propilenoksido.

Dai Mingyun et al. uzis hidroksietilcelulozon (HEC) kiel la spinon de la hidrofila polimero, kaj greftis la hidrofobigan agenton butilglicidiletero (BGE) sur la spinon per eterigreago por alĝustigi la hidrofoban grupbutilan grupon. La grado de anstataŭigo de la grupo, tiel ke ĝi havas taŭgan hidrofilan-lipofilan ekvilibran valoron, kaj temperaturrespondeman 2-hidroksi-3-butoksipropil-hidroksietil celulozon (HBPEC) estas preparita; temperaturrespondema posedaĵo estas preta La celulozo-bazitaj funkciaj materialoj disponigas novan manieron por la apliko de funkciaj materialoj en la kampoj de drogodaŭra liberigo kaj biologio.

Chen Yangming kaj aliaj uzis hidroksietilcelulozon kiel krudmaterialon, kaj en la izopropanola solvsistemo, aldonis malgrandan kvanton da Na2B4O7 al la reakcio por homogena reago por prepari miksitan eteron hidroksietilkarboximetilcelulozon. La produkto estas tuja en akvo, kaj La viskozeco estas stabila.

Wang Peng uzas naturan celulozan rafinitan kotonon kiel la bazan krudmaterialon, kaj uzas unupaŝan eterigprocezon por produkti karboksimetil-hidroksipropil-celulozon kun unuforma reago, alta viskozeco, bona acidrezisto kaj salrezisto per alkaligado kaj eteriĝo-reagoj Kunmetita etero. Uzante unupaŝan eterigprocezon, la produktita karboksimetil-hidroksipropil-celulozo havas bonan salreziston, acidreziston kaj solveblecon. Ŝanĝante la relativajn kvantojn de propilenoksido kaj kloroaceta acido, produktoj kun malsamaj karboksimetilaj kaj hidroksipropilenhavoj povas esti preparitaj. La testrezultoj montras, ke la karboximetil-hidroksipropil-celulozo produktita per unupaŝa metodo havas mallongan produktadciklon, malaltan konsumon de solvento, kaj la produkto havas bonegan reziston al monovalentaj kaj duvalentaj saloj kaj bonan acidreziston. Kompare kun aliaj celulozaj eterproduktoj, ĝi havas pli fortan konkurencivon en la kampoj de manĝaĵo kaj nafto-esplorado.

Hidroksipropilmetilcelulozo (HPMC) estas la plej diverstalenta kaj plej bone rezultanta vario inter ĉiuj specoj de celulozo, kaj ĝi ankaŭ estas tipa reprezentanto de komercigo inter miksitaj eteroj. En 1927, hidroksipropilmetilcelulozo (HPMC) estis sukcese sintezita kaj izolita. En 1938, Dow Chemical Co. de Usono realigis la industrian produktadon de metilcelulozo kaj kreis la konatan varmarkon "Methocel". Grandskala industria produktado de hidroksipropilmetilcelulozo komenciĝis en Usono en 1948. La produktada procezo de HPMC povas esti dividita en du kategoriojn: gasfaza metodo kaj likva faza metodo. Nuntempe, evoluintaj landoj kiel Eŭropo, Ameriko kaj Japanio pli adoptas la gasfazan procezon, kaj la hejma produktado de HPMC baziĝas ĉefe sur la likva faza procezo.

Zhang Shuangjian kaj aliaj rafinis kotonan pulvoron kiel krudmaterialon, alkaligis ĝin per natria hidroksido en reakcia solventa meza tolueno kaj izopropanolo, eterigis ĝin per eteriga agento propilenoksido kaj metilklorido, reagis kaj preparis specon de tuja hidroksipropilmetilalkohola bazo celuloza etero.

3. Perspektivo

Celulozo estas grava kemia kaj kemia krudaĵo kiu estas riĉa je resursoj, verda kaj ekologie amika, kaj renovigebla. La derivaĵoj de celuloza eteriga modifo havas bonegan rendimenton, ampleksan gamon de uzoj kaj bonegajn uzajn efikojn, kaj respondas al la bezonoj de la nacia ekonomio en granda mezuro. Kaj la bezonoj de socia evoluo, kun la kontinua teknologia progreso kaj la realigo de komercigo en la estonteco, se la sintezaj krudmaterialoj kaj sintezaj metodoj de celulozaj derivaĵoj povas esti pli industriigitaj, ili estos pli plene utiligitaj kaj realigos pli larĝan gamon da aplikoj. Valoro.