Focus on Cellulose ethers

Éitear ceallalóis agus aigéad polai-L-lachtach

Ullmhaíodh an tuaslagán measctha d'aigéad polai-L-lachtach agus ceallalóis eitile i gclóraform agus an tuaslagán measctha de PLLA agus ceallalóis meitile in aigéad trifluoroacetic, agus ullmhaíodh an meascán PLLA / éitear ceallalóis trí réitigh; Arb iad is sainairíonna iad na cumaisc a fuarthas ná speictreascópacht infridhearg trasfhoirmithe duille (FT-IR), calraiméadracht scanadh difreálach (DSC) agus díraonadh X-gha (XRD). Tá banna hidrigine idir PLLA agus éitear ceallalóis, agus tá an dá chomhpháirt comhoiriúnach go páirteach. Le méadú ar ábhar éitear ceallalóis sa chumascóir, laghdóidh an pointe leá, criostalacht agus sláine criostail an chumaisc go léir. Nuair a bhíonn an t-ábhar MC níos airde ná 30%, is féidir cumaisc beagnach éagruthach a fháil. Dá bhrí sin, is féidir éitear ceallalóis a úsáid chun aigéad pola-L-lachtach a mhodhnú chun ábhair pholaiméire in-dhíghrádaithe a bhfuil airíonna éagsúla acu a ullmhú.

Eochairfhocail: aigéad polai-L-lachtach, ceallalóis eitile,ceallalóis meitile, chumasc, éitear ceallalóis

Cabhróidh forbairt agus cur i bhfeidhm polaiméirí nádúrtha agus ábhair polaiméire sintéiseacha in-dhíghrádaithe chun an ghéarchéim chomhshaoil ​​agus an ghéarchéim acmhainní atá os comhair an duine a réiteach. Le blianta beaga anuas, tharraing an taighde ar shintéis na n-ábhar polaiméire in-bhithmhillte ag baint úsáide as acmhainní in-athnuaite mar amhábhair polaiméire aird fhorleathan. Tá aigéad polalactic ar cheann de na poileistear alafatacha in-dhíghrádaithe tábhachtacha. Is féidir aigéad lachtaigh a tháirgeadh trí bharra a choipeadh (cosúil le arbhar, prátaí, siúcrós, etc.), agus is féidir le miocrorgánaigh é a dhianscaoileadh freisin. Is acmhainn in-athnuaite é. Ullmhaítear aigéad polalactic ó aigéad lachtaigh trí pholaiméiriú díreach nó polaiméiriú fáinne-oscailte. Is é an táirge deiridh dá díghrádú aigéid lachtaigh, nach mbeidh truaillíonn an timpeallacht. Tá airíonna meicniúla den scoth, inphróiseasacht, in-bhith-dhíghrádaitheacht agus bith-chomhoiriúnacht ag PIA. Dá bhrí sin, ní hamháin go bhfuil raon leathan iarratas ag PLA i réimse na hinnealtóireachta bithleighis, ach tá margaí féideartha ollmhóra aige freisin i réimsí brataithe, plaistigh agus teicstílí.

Cuireann ardchostas aigéad polai-L-lachtaigh agus a lochtanna feidhmíochta ar nós hidreafóbacht agus brittleness teorainn lena raon feidhme. Chun a chostas a laghdú agus feidhmíocht PLLA a fheabhsú, rinneadh dianstaidéar ar ullmhú, ar chomhoiriúnacht, ar mhoirfeolaíocht, ar bhith-dhíghrádaitheacht, ar airíonna meicniúla, ar chothromaíocht hidreafhile/hidreafóbach agus ar réimsí feidhmithe comhpholaiméirí agus meascáin aigéid phollachtaigh. Ina measc, cruthaíonn PLLA meascán comhoiriúnach le haigéad DL-lachtach polai, ocsaíd poileitiléin, aicéatáit polaivinile, glycol poileitiléin, srl. sa nádúr. Is iad díorthaigh cheallalóis na hábhair polaiméire nádúrtha is luaithe a d'fhorbair daoine, agus is iad na cinn is tábhachtaí díobh éitear ceallalóis agus eistir ceallalóis. M. Nagata et al. staidéar ar an gcóras cumaisc PLLA / ceallalóis agus fuarthas amach go raibh an dá chomhpháirt neamh-chomhoiriúnach, ach chuir an chomhpháirt ceallalóis isteach go mór ar airíonna criostalaithe agus díghrádaithe PLLA. N. Rinne Ogata et al staidéar ar fheidhmíocht agus ar struchtúr PLLA agus córais chumasc aicéatáit cheallalóis. Rinne paitinn na Seapáine staidéar freisin ar bhith-dhíghrádaitheacht PLLA agus cumasc nitrocellulose. Y. Rinne Teramoto et al staidéar ar ullmhú, airíonna teirmeacha agus meicniúla PLLA agus comhpholaiméirí graft dé-aicéatáit cheallalóis. Go dtí seo, is beag staidéar atá ar an gcóras chumasc d'aigéad pholalachtach agus éitear ceallalóis.

Le blianta beaga anuas, tá ár ngrúpa i mbun taighde ar copolymerization díreach agus modhnú chumasc d'aigéad pholalachtach agus polaiméirí eile. D'fhonn airíonna den scoth aigéad pholalachtach a chomhcheangal le costas íseal ceallalóis agus a díorthaigh chun ábhair pholaiméire go hiomlán in-bhithdhíghrádaithe a ullmhú, roghnaimid ceallalóis (éitear) mar an chomhpháirt modhnaithe le haghaidh modhnú chumasc. Is dhá éitear ceallalóis thábhachtacha iad ceallalós eitile agus ceallalóis meitile. Is éitear ailcile ceallalóis neamh-ianach dothuaslagtha in uisce é ceallalós eitile, is féidir a úsáid mar ábhair leighis, plaistigh, greamacháin agus gníomhairí críochnú teicstíle. Tá ceallalós meitile intuaslagtha in uisce, tá bogacht, comhtháthú, coinneáil uisce agus airíonna foirmithe scannáin den scoth aige, agus úsáidtear go forleathan é i réimsí ábhar tógála, bratuithe, cosmaidí, cógaisíocht agus déanamh páipéir. Anseo, ullmhaíodh cumaisc PLLA/EC agus PLLA/MC trí mhodh réitigh réitigh, agus pléadh comhoiriúnacht, airíonna teirmeacha agus airíonna criostalaithe na gcumasc PLLA/éitear ceallalóis.

1. Cuid turgnamhach

1.1 Amhábhair

Ceallalós eitile (AR, Monarcha Imoibrí Ceimiceach Speisialta Tianjin Huazhen); ceallalóis meitile (MC450), fosfáit déhidrigine sóidiam, fosfáit hidrigine dé-óidiam, aicéatáit eitile, isooctanoate stannous, Clóraform (is iad seo thuas go léir táirgí de Shanghai Chemical Imoibrí Co, Ltd, agus is é an íonacht grád AR); Aigéad L-lachtach (grád cógaisíochta, cuideachta PURAC).

1.2 Cumaisc a ullmhú

1.2.1 Aigéad pholalachtach a ullmhú

Ullmhaíodh aigéad polai-L-lachtach trí mhodh díreach pola-chomhdhlúthaithe. Meáigh tuaslagán uiscí aigéid L-lachtaigh le maischodán 90% agus cuir isteach i bhfleascán trí mhuineál é, díhiodráitíodh é ag 150°C ar feadh 2 uair faoi ghnáthbhrú, ansin imoibríonn ar feadh 2 uair faoi fholúsbhrú 13300Pa, agus ar deireadh imoibríonn ar feadh 4 uair an chloig faoi bhfolús de 3900Pa a fháil rudaí réamhpholaiméir díhiodráitithe. Is é méid iomlán an tuaslagáin uiscí aigéid lachtaigh lúide an t-aschur uisce ná méid iomlán na réamhpholaiméir. Cuir clóiríd stannous (is é mais codán 0.4%) agus aigéad p-toluenesulfonic (cóimheas idir clóiríd stannous agus aigéad p-toluenesulfonic 1/1 cóimheas molar) córas catalaíoch sa réamhpholaiméir a fhaightear, agus i comhdhlúthú Suiteáladh rilleáin mhóilíneacha sa fheadán chun méid beag uisce a ionsú, agus coinníodh stirring meicniúil. Imoibríodh an córas iomlán ag folús 1300 Pa agus teocht 150 ° C. ar feadh 16 uair an chloig chun polaiméir a fháil. Tuaslaig an polaiméir faighte i gclóraform chun tuaslagán 5% a ullmhú, scag agus deascadh le éitear ainhidriúil ar feadh 24 uair an chloig, scag an deascán, agus cuir in oigheann bhfolús -0.1MPa é ag 60 °C ar feadh 10 go 20 uair an chloig chun Pure tirim a fháil. polaiméir PLLA. Cinneadh gurb é meáchan móilíneach coibhneasta an PLLA a fuarthas ná 45000-58000 Daltons trí chrómatagrafaíocht leacht ardfheidhmíochta (GPC). Coinníodh samplaí i triomadán ina raibh pentocsaíd fosfar.

1.2.2 Cumasc ceallalóis d'aigéad polalactic-eitileach (PLLA-EC) a ullmhú

Meáigh an méid is gá d'aigéad polai-L-lachtach agus ceallalóis eitile chun tuaslagán clóraform 1% a dhéanamh faoi seach, agus ansin ullmhaigh tuaslagán measctha PLLA-EC. Is é an cóimheas de thuaslagán measctha PLLA-EC ná: 100/0, 80/20, 60/40, 40/60, 20/80, 0/l00, seasann an chéad uimhir do chodán maise PLLA, agus seasann an uimhir dheireanach don mais Codán CE. Cuireadh na réitigh ullmhaithe le stirrer maighnéadach ar feadh 1-2 uair an chloig, agus ansin iad a dhoirteadh isteach i mias gloine chun ligean don chlóraform galú go nádúrtha chun scannán a fhoirmiú. Tar éis an scannán a fhoirmiú, cuireadh é in oigheann bhfolús chun a thriomú ag teocht íseal ar feadh 10 uair an chloig chun an clóraform sa scannán a bhaint go hiomlán. . Tá an réiteach cumaisc gan dath agus trédhearcach, agus tá an scannán cumaisc gan dath agus trédhearcach freisin. Triomaíodh an cumascóir agus stóráladh é i dtriomántóir le húsáid níos déanaí.

1.2.3 Cumasc aigéid phillachtaigh-meitilceallalós (PLLA-MC) a ullmhú

Meáigh an méid is gá d'aigéad il-L-lachtach agus ceallalóis meitile chun tuaslagán d'aigéad trifluaraicéiteach 1% a dhéanamh faoi seach. Ullmhaíodh an scannán cumaisc PLLA-MC ar an modh céanna leis an scannán cumaisc PLLA-EC. Triomaíodh an cumascóir agus stóráladh é i dtriomántóir le húsáid níos déanaí.

1.3 Tástáil feidhmíochta

Thomhais MANMNA IR-550 speictriméadar infridhearg (Nicolet.Corp) speictream infridhearg an pholaiméir (táibléad KBr). Baineadh úsáid as calraiméadar scanadh difreálach DSC2901 (cuideachta TA) chun cuar DSC an tsampla a thomhas, ba é an ráta téimh 5 ° C / min, agus tomhaiseadh an teocht trasdula gloine, an leáphointe agus criostalacht an pholaiméir. Bain úsáid as Rigaku. Baineadh úsáid as an diffractometer D-MAX/Rb chun patrún díraonta X-gha an pholaiméir a thástáil chun staidéar a dhéanamh ar airíonna criostalaithe an tsampla.

2. Torthaí agus plé

2.1 Taighde speictreascópachta infridhearg

Is féidir le speictreascópacht infridhearg Fourier a chlaochlú (FT-IR) staidéar a dhéanamh ar an idirghníomhú idir comhpháirteanna an chumaisc ó thaobh an leibhéil mhóilíneach. Má tá an dá homopolymers comhoiriúnach, is féidir athruithe ar mhinicíocht, athruithe ar dhéine, agus fiú cuma nó imithe beanna ar saintréith de chuid na gcomhpháirteanna a thabhairt faoi deara. Mura bhfuil an dá homopolymers comhoiriúnach, níl i speictream an chumaisc ach forshuíomh an dá homopolymers. Sa speictream PLLA, tá buaic tonnchrith sínte C=0 ag 1755cm-1, buaic lag ag 2880cm-1 de bharr creathadh síneadh C—H an ghrúpa meatine, agus banda leathan ag 3500 cm-1 is ea de bharr grúpaí hiodrocsaile críochfoirt. I speictream an CE, is é an buaic tréith ag 3483 cm-1 ná buaic tonnchrith síneadh OH, rud a léiríonn go bhfuil grúpaí O-H fágtha ar an slabhra mhóilíneach, agus is é 2876-2978 cm-1 an buaic creathadh síneadh C2H5, agus 1637 Is é cm-1 HOH buaic tonnchrith lúbthachta (de bharr an tsampla ionsúite uisce). Nuair a mheasctar PLLA le EC, sa speictream IR de réigiún hiodrocsaile de chumasc PLLA-EC, aistríonn buaic O-H go tonnuimhir íseal le méadú ar ábhar an CE, agus sroicheann sé an t-íosmhéid nuair is é PLLA/Ec uimhir thonnta 40/60, agus ansin aistríodh chuig tonuimhreacha níos airde, rud a thugann le fios go bhfuil an t-idirghníomhú idir PUA agus 0-H de EC casta. Sa réigiún creathadh C=O de 1758cm-1, d'aistrigh buaic C=0 PLLA-EC beagán go dtí uimhir thonn níos ísle le méadú EC, rud a léirigh go raibh an t-idirghníomhú idir C=O agus OH de EC lag.

Sa speictream meitilcellulose, is é an buaic tréith ag 3480cm-1 ná buaic tonnchrith síneadh O-H, is é sin, tá grúpaí O-H iarmharacha ar an slabhra móilíneach MC, agus tá buaic creathadh lúbthachta HOH ag 1637cm-1, agus tá an cóimheas MC EC níos hygroscópach. Cosúil leis an gcóras cumaisc PLLA-EC, i speictrim infridhearg an réigiúin hiodrocsaile den chumasc PLLA-EC, athraíonn an bhuaic O-H le méadú ar an ábhar MC, agus tá an uimhir tonn íosta aige nuair a bhíonn an PLLA/MC 70/30. I réigiún creathadh C=O (1758 cm-1), aistríonn an bhuaic C=O beagán chuig uimhreacha tonn níos ísle agus MC curtha leis. Mar a luadh muid níos luaithe, tá go leor grúpaí i PLLA ar féidir leo idirghníomhaíochtaí speisialta a fhoirmiú le polaiméirí eile, agus d'fhéadfadh go mbeadh torthaí an speictrim infridhearg mar éifeacht chomhcheangailte go leor idirghníomhaíochtaí speisialta féideartha. I gcóras cumaisc PLLA agus éitear ceallalóis, d'fhéadfadh go mbeadh foirmeacha bannaí hidrigine éagsúla idir an grúpa eistir PLLA, an grúpa hiodrocsaile críochfoirt agus an grúpa éitear ceallalóis éitear (EC nó MG), agus na grúpaí hiodrocsaile atá fágtha. Féadfaidh PLLA agus EC nó MCanna a bheith comhoiriúnach go páirteach. D'fhéadfadh sé a bheith mar gheall ar a bheith ann agus neart bannaí hidrigine iolracha, agus mar sin tá na hathruithe sa réigiún O-H níos suntasaí. Mar sin féin, mar gheall ar bhac steiriúil an ghrúpa ceallalóis, tá an nasc hidrigine idir an grúpa C=O de PLLA agus an grúpa O-H éitear ceallalóis lag.

2.2 Taighde DSC

Cuar DSC de chumaisc PLLA, EC agus PLLA-EC. Is é an teocht trasdula gloine Tg de PLLA ná 56.2 ° C, is é an teocht leá criostail Tm ná 174.3 ° C, agus is é 55.7% an criostalacht. Is polaiméir éagruthach é EC a bhfuil Tg 43°C aige agus gan aon teocht leá. Tá Tg an dá chomhpháirt de PLLA agus EC an-dlúth, agus forluíonn an dá réigiún trasdula agus ní féidir idirdhealú a dhéanamh orthu, agus mar sin tá sé deacair é a úsáid mar chritéar maidir le comhoiriúnacht an chórais. Le méadú EC, tháinig laghdú beag ar an Tm de chumasc PLLA-EC, agus laghdaigh an criostalacht (ba é criostalacht an tsampla le PLLA/EC 20/80 ná 21.3%). Tháinig laghdú ar Tm na gcumasc leis an méadú ar ábhar MC. Nuair a bhíonn PLLA/MC níos ísle ná 70/30, is deacair Tm an chumaisc a thomhas, is é sin, is féidir cumasc beagnach éagruthach a fháil. Is gnách go n-íslítear an pointe leá de chumasc de pholaiméirí criostalach le polaiméirí éagruthacha mar gheall ar dhá chúis, is é ceann amháin an éifeacht caolaithe atá ag an gcomhpháirt éagruthach; d'fhéadfadh éifeachtaí struchtúracha a bheith sa cheann eile, mar shampla laghdú ar fhoirfeacht criostalaithe nó méid criostail an pholaiméir criostalach. Léirigh torthaí DSC, i gcóras cumaisc PLLA agus éitear ceallalóis, go raibh an dá chomhpháirt comhoiriúnach go páirteach, agus cuireadh bac ar phróiseas criostalaithe PLLA sa mheascán, rud a d'eascair laghdú Tm, criostalacht agus méid criostail PLLA. Léiríonn sé seo go bhféadfadh comhoiriúnacht dhá chomhpháirt an chórais PLLA-MC a bheith níos fearr ná comhoiriúnacht chóras PLLA-CE.

2.3 díraonadh X-gha

Tá an buaic is láidre ag cuar XRD PLLA ag 2θ de 16.64 °, a fhreagraíonn don eitleán criostail 020, agus comhfhreagraíonn na beanna ag 2θ de 14.90 °, 19.21 ° agus 22.45 ° do 101, 023, agus 121 criostail, faoi seach. Dromchla, is é sin, tá PLLA struchtúr α-criostalach. Mar sin féin, níl aon bhuaic struchtúr criostail i gcuar díraonta EC, rud a léiríonn gur struchtúr éagruthach é. Nuair a bhí PLLA measctha le EC, leathnaigh an bhuaic ag 16.64 ° de réir a chéile, lagaigh a dhéine, agus bhog sé beagán go dtí uillinn níos ísle. Nuair a bhí an t-ábhar CE 60%, bhí an buaic criostalaithe scaipthe. Léiríonn buaiceanna díraonta x-gha caola criostalacht ard agus méid mór gráin. Dá leithne an bhuaic díraonta, is lú an méid gránach. Léiríonn aistriú an bhuaic díraonta go dtí uillinn íseal go n-ardóidh an spásáil gráin, is é sin, laghdaítear sláine an chriostail. Tá nasc hidrigine idir PLLA agus Ec, agus laghdaítear méid gráin agus criostalacht PLLA, rud a d'fhéadfadh a bheith toisc go bhfuil EC ag luí go páirteach le PLLA chun struchtúr éagruthach a fhoirmiú, rud a laghdóidh sláine struchtúr criostail an chumaisc. Léiríonn torthaí díraonta X-gha PLLA-MC torthaí cosúla freisin. Léiríonn an cuar díraonta X-gha éifeacht an chóimheas PLLA / éitear ceallalóis ar struchtúr an chumaisc, agus tá na torthaí comhsheasmhach go hiomlán le torthaí FT-IR agus DSC.

3. Conclúid

Rinneadh staidéar anseo ar an gcóras cumaisc d'aigéad il-L-lachtach agus éitear ceallalóis (ceallalós eitile agus ceallalóis meitile). Rinneadh staidéar ar chomhoiriúnacht an dá chomhpháirt sa chóras cumaisc trí FT-IR, XRD agus DSC. Léirigh na torthaí go raibh nascáil hidrigine ann idir PLLA agus éitear ceallalóis, agus bhí an dá chomhpháirt sa chóras comhoiriúnach go páirteach. Mar thoradh ar laghdú ar an gcóimheas PLLA / éitear ceallalóis tá laghdú ar an leáphointe, criostalacht, agus sláine criostail PLLA sa chumasc, rud a fhágann go n-ullmhaítear meascáin de chriostaltacht éagsúla. Dá bhrí sin, is féidir éitear ceallalóis a úsáid chun aigéad pola-L-lachtach a mhodhnú, rud a chomhcheanglaíonn feidhmíocht den scoth aigéad pholalachtach agus costas íseal éitear ceallalóis, rud a chabhródh le hábhair polaiméire in-bhithmhillte go hiomlán a ullmhú.


Am postála: Jan-13-2023
Comhrá ar Líne WhatsApp!