Conas éitear ceallalóis a dhéanamh?

Éitear ceallalóis Is cineál díorthach ceallalóis é a fhaightear trí mhodhnú ceallalóis éitearú. Úsáidtear go forleathan é mar gheall ar a ramhrú den scoth, eiblithe, fionraí, foirmiú scannáin, colloid cosanta, coinneáil taise, agus airíonna greamaitheachta. Tá ról tábhachtach aige i bhforbairt an gheilleagair náisiúnta i dtaighde eolaíoch agus earnálacha tionsclaíocha ar nós bia, leigheas, papermaking, bratuithe, ábhair thógála, aisghabháil ola, teicstílí agus comhpháirteanna leictreonacha. Sa pháipéar seo, déantar athbhreithniú ar dhul chun cinn taighde modhnú ceallalóis éitearaithe.

CeallalóséitearIs é an polaiméir orgánach is flúirseach sa nádúr. Tá sé in-athnuaite, glas agus bith-chomhoiriúnach. Is amhábhar bunúsach tábhachtach é don innealtóireacht cheimiceach. De réir na n-ionadaithe éagsúla ar an móilín a fhaightear ón imoibriú éitearúcháin, is féidir é a roinnt ina éitear aonair agus measctha ceallalóis éitear.Seo muid déanann sé athbhreithniú ar an dul chun cinn taighde ar shintéis na n-éitear singil, lena n-áirítear éitear ailcile, éitear hidroxyalkyl, éitear carboxyalkyl, agus éitear measctha.

Eochairfhocail: ceallalóis éitear, éitearú, éitear aonair, éitear measctha, dul chun cinn taighde

Imoibriú 1.Etherification ceallalóis

An imoibriú éitearúcháin na ceallalóis éitear Is é an t-imoibriú díorthaithe ceallalóis is tábhachtaí. Is sraith díorthach é éitearú ceallalóis a tháirgtear trí imoibriú grúpaí hiodrocsaile ar slabhraí móilíneacha ceallalóis le gníomhairí alkylating faoi choinníollacha alcaileach. Tá go leor cineálacha táirgí éitear ceallalóis ann, ar féidir iad a roinnt ina éitear aonair agus éitear measctha de réir na n-ionad éagsúil ar na móilíní a fhaightear ón imoibriú éitearúcháin. Is féidir éitear aonair a roinnt ina éitear ailcile, éitear hidroxyalkyl agus éitear carboxyalkyl, agus tagraíonn éitear measctha d'éitear a bhfuil dhá ghrúpa nó níos mó ceangailte sa struchtúr móilíneach. I measc na dtáirgí éitear ceallalóis, tá ionadaíocht ag ceallalóis carboxymethyl (CMC), ceallalóis hidroxyethyl (HEC), ceallalóis hidroxypropil (HPC), hidroxypropil meitile ceallalóis (HPMC), i measc a bhfuil tráchtálú déanta ar roinnt táirgí.

2.Synthesis éitear ceallalóis

2.1 Sintéis éitear amháin

Áirítear le héitear aonair éitear ailcile (cosúil le ceallalóis eitile, ceallalóis próipile, ceallalóis feanile, ceallalóis cyanoethyl, etc.), éitear hidroxyalkyl (cosúil le ceallalóis hidroxymethyl, hidroxyethyl ceallalóis, etc.), éitear carboxyalkyl (cosúil le ceallalóis carboxyalkyl, carboxyethyl cellulose, etc. srl).

2.1.1 Sintéis de éitear ailcile

Rinne Berglund et al ceallalós a chóireáil ar dtús le tuaslagán NaOH curtha leis le clóiríd eitile, ansin clóiríd meitile curtha leis ag teocht 65°C go 90°C agus brú 3bar go 15bar, agus d'imoibrigh sé chun éitear meitile ceallalóis a tháirgeadh. Is féidir leis an modh seo a bheith an-éifeachtach Chun éitear meitile ceallalóis intuaslagtha in uisce a fháil le céimeanna éagsúla ionaid.

Is granule nó púdar teirmeaplaisteach bán é Ethylcellulose. Tá 44% ~ 49% ethocsa i dtráchtearraí ginearálta. Intuaslagtha sa chuid is mó de thuaslagóirí orgánacha, dothuaslagtha in uisce. an laíon nó lintéir cadáis le tuaslagán uiscí de hiodrocsaíd sóidiam 40% ~ 50%, agus an ceallalós alcalaithe éatocsalaithe le clóiríd eitile chun ceallalóis eitile a tháirgeadh. ceallalóis eitile (CE) a shintéisiú go rathúil le cion eitile de 43.98% trí mhodh aonchéime trí cheallalós a imoibriú le clóiríd eitile agus hiodrocsaíd sóidiam, ag baint úsáide as tolúéin mar chaolaitheoir. Baineadh úsáid as tolúéin mar chaolaitheoir sa turgnamh. Le linn an imoibrithe éitearúcháin, ní féidir leis an idirleathadh clóiríd eitile a chur chun cinn ach go dtí an ceallalóis alcaile, ach freisin an ceallalóis eitile an-ionadach a dhíscaoileadh. Le linn an imoibrithe, is féidir an chuid neamh-imoibrithe a bheith faoi lé go leanúnach, rud a fhágann go bhfuil an gníomhaire éitearúcháin éasca a ionradh, ionas go n-athraíonn an t-imoibriú ethylation ó ilchineálach go haonchineálach, agus go bhfuil dáileadh na n-ionadach sa táirge níos comhionann.

úsáidtear bróimíd eitile mar ghníomhaire éitearúcháin agus tetrahydrofuran mar chaolaitheoir chun ceallalóis eitile (CE) a shintéisiú, agus tréithríodh struchtúr an táirge ag speictreascópacht infridhearg, athshondas maighnéadach núicléach agus crómatagrafaíocht tréscaoilteachta glóthach. Ríomhtar go bhfuil méid ionadú na ceallalóis eitile sintéiseithe thart ar 2.5, tá an dáileadh mais mhóilíneach caol, agus tá tuaslagthacht maith aige i dtuaslagóirí orgánacha.

ceallalóis cyanoethyl (CEC) trí mhodhanna aonchineálach agus ilchineálach ag baint úsáide as ceallalóis le céimeanna éagsúla de pholaiméiriú mar amhábhair, agus ábhair membrane CEC dlúth ullmhaithe trí réitigh réitigh agus brú te. D'ullmhaigh teicneolaíocht NIPS seicní scagach CEC trí theicneolaíocht deighilte céime tuaslagóir-spreagtha (NIPS), agus d'ullmhaigh teicneolaíocht NIPS ábhair membrane nanach-chomhchodach titanate/cyanoethyl cellulose (BT/CEC), agus rinneadh staidéar ar a struchtúir agus a n-airíonna.

úsáid as an tuaslagóir ceallalóis féinfhorbartha (tuaslagán alcaile/úiré) mar mheán imoibrithe chun ceallalóis chianoethyl (CEC) a shintéisiú go haonchineálach le haicrilinítríle mar ghníomhaire éitearúcháin, agus rinne sé taighde ar struchtúr, airíonna agus feidhmeanna an táirge. staidéar domhain. Agus trí choinníollacha imoibrithe éagsúla a rialú, is féidir sraith CECanna le luachanna DS ó 0.26 go 1.81 a fháil.

2.1.2 Sintéis d'éitear hiodrocsaalcaile

D'ullmhaigh Fan Junlin et al ceallalóis hidroxyethyl (HEC) in imoibreoir 500 L ag baint úsáide as cadás scagtha mar amhábhar agus 87.7% isopropanol-uisce mar thuaslagóir trí alcalú aon-chéim, neodrú céim ar chéim agus éitearú céim ar chéim. . Léirigh na torthaí go raibh ionadú molar MS de 2.2-2.9 ag an ceallalóis hidroxyethyl ullmhaithe (HEC), ag teacht ar an gcaighdeán cáilíochta céanna leis an táirge Dows 250 HEC grád tráchtála le hionadú molar de 2.2-2.4. Trí úsáid a bhaint as an HEC i dtáirgeadh péint laitéis is féidir feabhas a chur ar airíonna foirmithe scannáin agus leibhéalta na péint laitéis.

Phléigh Liu Dan agus daoine eile ullmhú ceallalóis hiodrocsaitile cationic salann amóiniam ceathartha trí mhodh leath-tirim de cheallalóis hiodrocsaitile (HEC) agus clóiríd 2,3-epoxypropyltrimethylammonium (GTA) faoi ghníomh catalaithe alcaile. coinníollacha éitear. Rinneadh imscrúdú ar an éifeacht a bhaineann le héitear ceallalóis hiodrocsaitile cationic a chur ar pháipéar. Léiríonn na torthaí turgnamhacha: i laíon crua-adhmaid tuartha, nuair a bhíonn an leibhéal ionaid éitear ceallalóis hidroxyethyl cationic 0.26, méadaíonn an ráta coinneála iomlán 9%, agus ardaíonn an ráta scagacháin uisce 14%; i laíon crua-adhmaid tuartha, nuair Nuair a bhíonn an méid éitear ceallalóis hidroxyethyl cationic 0.08% den snáithín laíon, tá éifeacht athneartaithe suntasach aige ar pháipéar; is mó an méid ionadú éitear ceallalóis cationic, is mó an dlús muirear cationic, agus is amhlaidh is fearr an éifeacht athneartaithe.

Úsáideann Zhanhong an modh sintéise leachtach-chéim chun ceallalóis hidroxyethile a ullmhú le luach slaodachta 5×104mPa·s nó níos mó agus luach fuinseog níos lú ná 0.3% tríd an bpróiseas dhá chéim d'alcalú agus éitearú. Baineadh úsáid as dhá mhodh alkalization. Is é an chéad mhodh aicéatón a úsáid mar chaolaitheoir. Tá an t-amhábhar ceallalóis bunaithe go díreach i dtiúchan áirithe de thuaslagán uiscí hiodrocsaíd sóidiam. Tar éis an t-imoibriú bonnúcháin a dhéanamh, cuirtear gníomhaire éitearúcháin leis chun an t-imoibriú éitearúcháin a dhéanamh go díreach. Is é an dara modh ná go ndéantar an t-amhábhar ceallalóis a alcalú i dtuaslagán uiscí de hiodrocsaíd sóidiam agus úiré, agus ní mór an ceallalóis alcaile a ullmhaítear leis an modh seo a bhrú chun an iomarca lye a bhaint roimh an imoibriú éitearúcháin. Léiríonn na torthaí turgnamhacha go bhfuil tionchar mór ag fachtóirí ar nós an méid caolaithe roghnaithe, an méid ocsaíd eitiléine a chuirtear leis, an t-am alkalization, teocht agus am an chéad imoibrithe, agus teocht agus am an dara imoibriú ar an bhfeidhmíocht. den táirge.

Tá Xu Qin et al. rinne sé imoibriú éitearúcháin ceallalóis alcaile agus ocsaíd próipiléin, agus sintéisithe ceallalóis hiodrocsapróipil (HPC) le céim ionadú íseal ag modh chéim gás-soladach. Rinneadh staidéar ar éifeachtaí mais-chodán ocsaíd próipiléine, cóimheas fáis agus teocht éitearaithe ar an méid éitearaithe HPC agus úsáid éifeachtach ocsaíd próipiléine. Léirigh na torthaí gurb iad na coinníollacha sintéise is fearr de HPC ná codán mais ocsaíd próipiléine 20% (cóimheas mais le ceallalóis), cóimheas easbhrúite ceallalóis alcaile 3.0, agus teocht éitearaithe 60°C. Léiríonn tástáil struchtúir HPC trí athshondas maighnéadach núicléach gurb é 0.23 an leibhéal éitearaithe de HPC, is é 41.51% an ráta úsáide éifeachtach ocsaíd próipiléine, agus tá an slabhra móilíneach ceallalóis ceangailte go rathúil le grúpaí hidroxypropil.

Tá Cong Xingjie et al. ceallalóis hidroxypropil ullmhaithe le leacht ianach mar thuaslagóir chun imoibriú aonchineálach ceallalóis a bhaint amach chun rialáil an phróisis imoibrithe agus na dtáirgí a rialú. Le linn an turgnaimh, baineadh úsáid as an leacht ianach fosfáit imidazole sintéiseach 1, 3-diethylimidazole fosfáit diethyl chun ceallalóis microcrystalline a dhíscaoileadh, agus fuarthas ceallalóis hidroxypropil trí alcalú, éitearú, aigéadú, agus níocháin.

2.1.3 Sintéis d'éitear carboxyalkyl

Is é an ceallalóis carboxymethyl is tipiciúla ná carboxymethyl cellulose (CMC). Tá feidhmeanna ramhrú, foirmiú scannáin, nascáil, coinneáil uisce, cosaint colloid, emulsification agus fionraí ag an tuaslagán uiscí de cheallalóis carboxymethyl, agus úsáidtear go forleathan é i níocháin. Cógaisíocht, bia, taos fiacla, teicstílí, priontáil agus dathú, papermaking, peitriliam, mianadóireacht, leigheas, criadóireacht, comhpháirteanna leictreonacha, rubair, péint, lotnaidicídí, cosmaidí, leathair, plaistigh agus druileáil ola, etc.

I 1918, chum an Gearmánach E. Jansen an modh sintéise de cheallalóis carboxymethyl. I 1940, thuig monarcha Kalle de chuid na Gearmáine IG Farbeninaustrie Company táirgeadh tionsclaíoch. I 1947, d'éirigh le Cuideachta Cheimiceach Wyandotle na Stát Aontaithe próiseas táirgthe leanúnach a fhorbairt. chuir mo thír isteach i dtáirgeadh tionsclaíoch CMC den chéad uair i Monarcha Celluloid Shanghai i 1958. Is éitear ceallalóis é carboxymethyl cellulose a tháirgtear ó chadás scagtha faoi ghníomhaíocht hiodrocsaíde sóidiam agus aigéad clóróaicéiteach. Is féidir a modhanna táirgthe tionsclaíocha a roinnt ina dhá chatagóir: modh uisce-bhunaithe agus modh tuaslagóir-bhunaithe de réir meáin éagsúla éitearúcháin. Tugtar an modh meán uisce ar an bpróiseas a úsáideann uisce mar mheán imoibrithe, agus tugtar an modh tuaslagóir ar an bpróiseas ina bhfuil tuaslagóir orgánach sa mheán imoibrithe.

Le doimhniú taighde agus dul chun cinn na teicneolaíochta, cuireadh coinníollacha imoibrithe nua i bhfeidhm ar shintéis ceallalóis carboxymethyl, agus tá tionchar mór ag an gcóras tuaslagóir nua ar an bpróiseas imoibrithe nó ar chaighdeán an táirge. Olaru et al. fuarthas amach go bhfuil imoibriú carboxymethylation ceallalóis ag baint úsáide as córas measctha eatánól-aicéatón níos fearr ná imoibriú eatánól nó aicéatón amháin. Nicholson et al. Sa chóras, ullmhaíodh CMC le leibhéal íseal ionadaíochta. D'ullmhaigh Philipp et al CMC an-ionadach le Ocsaíd N-methylmorpholine-N agus córais tuaslagóirí N, démheitiolaicimíd/clóiríd litiam faoi seach. Cai et al. forbraíodh modh chun CMC a ullmhú i gcóras tuaslagóir NaOH/úiré. Ramos et al. d'úsáid sé an córas leacht ianach fluairíde DMSO/tetrabutylammonium mar thuaslagóir chun carboxymethylate an amhábhar ceallalóis arna scagadh ó chadás agus sisal, agus fuair sé táirge CMC le céim ionadaíochta chomh hard le 2.17. Chen Jinghuan et al. ceallalóis a úsáidtear le tiúchan ard laíon (20%) mar amhábhar, hiodrocsaíd sóidiam agus aicriolaimíde mar imoibrithe modhnú, rinne imoibriú modhnú carboxyethylation ag am socraithe agus teocht, agus ar deireadh a fuarthas carboxyethyl bonn ceallalóis. Is féidir ábhar carboxyethyl an táirge modhnaithe a rialú trí mhéid hiodrocsaíde sóidiam agus aicriolaimíde a athrú.

2.2 Éitear measctha a shintéisiú

Is cineál éitear ceallalóis neamh-pholach é hidroxypropil intuaslagtha in uisce fuar a fhaightear ó cheallalós nádúrtha trí mhodhnú alcalú agus éitearúcháin. Déantar é alkalized le tuaslagán hiodrocsaíde sóidiam agus chuir sé méid áirithe de thuaslagóir isopropanol agus tolúéin leis, is é an gníomhaire éitearúcháin a ghlacann clóiríd meitile agus ocsaíd próipiléine.

Dúirt Dai Mingyun et al. úsáid ceallalóis hidroxyethile (HEC) mar chnámh droma an pholaiméir hidreafhile, agus ghreamaigh an gníomhaire hidreafóbála éitear búitile glycidile (BGE) ar an gcnámh droma trí imoibriú éitearaithe chun an grúpa búitile grúpa hidreafóbach a choigeartú. Céim ionadú an ghrúpa, ionas go mbeidh luach cothromaíochta hidrophilic-lipophilic oiriúnach aige, agus ullmhaítear ceallalóis 2-hiodrocsa-3-butoxypropyl hidroxyethyl (HBPEC) a fhreagraíonn do theocht; ullmhaítear airí a fhreagraíonn do theocht Soláthraíonn na hábhair fheidhmiúla atá bunaithe ar cheallalós bealach nua chun ábhair fheidhmiúla a chur i bhfeidhm i réimsí scaoileadh marthanach drugaí agus bitheolaíocht.

D'úsáid Chen Yangming agus daoine eile hidroxyethyl ceallalóis mar amhábhar, agus sa chóras réitigh isopropanol, chuir sé méid beag Na2B4O7 leis an imoibreoir le haghaidh imoibriú aonchineálach chun éitear measctha ceallalóis carboxyethyl a ullmhú. Tá an táirge toirt in uisce, agus Tá an slaodacht cobhsaí.

Úsáideann Wang Peng cadás scagtha ceallalóis nádúrtha mar an t-amhábhar bunúsach, agus úsáideann sé próiseas éitearúcháin aon-chéim chun ceallalóis carboxymethyl hidroxypropil a tháirgeadh le imoibriú aonfhoirmeach, slaodacht ard, friotaíocht aigéad maith agus friotaíocht salainn trí imoibrithe alkalization agus éitearúcháin Éitear cumaisc. Ag baint úsáide as próiseas éitearúcháin aon-chéim, tá friotaíocht maith salainn, friotaíocht aigéad agus tuaslagthacht ag ceallalóis carboxymethyl hidroxypropil a tháirgtear. Trí mhéideanna coibhneasta ocsaíd próipiléine agus aigéad chloroacetic a athrú, is féidir táirgí a bhfuil ábhair éagsúla carboxymethyl agus hidroxypropil acu a ullmhú. Léiríonn na torthaí tástála go bhfuil timthriall táirgthe gearr, tomhaltas íseal tuaslagóirí ag an ceallalóis carboxymethyl hidroxypropil a tháirgtear trí mhodh aon-chéim, agus tá friotaíocht den scoth ag an táirge ar shalainn monovalent agus divalent agus friotaíocht maith aigéad. I gcomparáid le táirgí éitear ceallalóis eile, tá iomaíochas níos láidre aige i réimsí na taiscéalaíochta bia agus ola.

Is é Hidroxypropylmethylcellulose (HPMC) an éagsúlacht is versatile agus is fearr i measc gach cineál ceallalóis, agus tá sé ina ionadaí tipiciúil de thráchtálú i measc éitear measctha freisin. I 1927, rinneadh hidroxypropylmethylcellulose (HPMC) a shintéisiú agus a leithlisiú go rathúil. Sa bhliain 1938, thuig Dow Chemical Co. na Stát Aontaithe táirgeadh tionsclaíoch na ceallalóis meitile agus chruthaigh sé an trádmharc aitheanta “Methocel”. Thosaigh táirgeadh tionsclaíoch ar scála mór de hydroxypropil methylcellulose sna Stáit Aontaithe i 1948. Is féidir próiseas táirgthe HPMC a roinnt ina dhá chatagóir: modh céim gáis agus modh céim leachtach. Faoi láthair, tá tíortha forbartha mar an Eoraip, Meiriceá agus an tSeapáin níos mó ag glacadh leis an bpróiseas céim gáis, agus tá táirgeadh baile HPMC bunaithe go príomha ar an bpróiseas céim leachtach.

Zhang Shuangjian agus daoine eile scagtha púdar cadáis mar amhábhar, alkalized sé le hiodrocsaíd sóidiam i meán imoibriú tuaslagóir tolúéin agus isopropanol, éitear sé le gníomhaire etherifying ocsaíd próipiléine agus clóiríd meitile, d'imoibrigh agus d'ullmhaigh cineál éitear ceallalóis bonn alcóil meitile hidroxypropil toirt.

3. Outlook

Is amhábhar ceimiceach agus ceimiceach tábhachtach é ceallalós atá saibhir ó thaobh acmhainní, glas agus neamhdhíobhálach don chomhshaol, agus in-athnuaite. Tá feidhmíocht den scoth, raon leathan úsáide agus éifeachtaí úsáide den scoth ag na díorthaigh modhnú éitearú ceallalóis, agus freastal ar riachtanais an gheilleagair náisiúnta go mór. Agus riachtanais na forbartha sóisialta, leis an dul chun cinn teicneolaíochta leanúnach agus réadú tráchtálaithe sa todhchaí, más féidir na hamhábhair sintéiseacha agus modhanna sintéiseacha díorthaigh ceallalóis a bheith níos tionsclaíochta, déanfar iad a úsáid níos iomláine agus raon níos leithne d'iarratais a bhaint amach. Luach.