Ábhar Sár-ionsúiteach ó Éitear Ceallalóis

Rinneadh staidéar ar phróiseas agus ar fheidhmíocht táirgí carboxymethyl cellulose tras-nasctha ag N, N-methylenebisacrylamide chun roisín superabsorbent a ullmhú, agus pléadh an tiúchan alcaile, méid an ghníomhaire tras-nasctha, éitearú alcaile, agus tuaslagóir. Éifeacht an dáileog ar fheidhmíocht ionsú uisce an táirge. Mínítear meicníocht asaithe an roisín ionsúite uisce go huisce. Tá sé léirithe ag staidéir go sroicheann luach coinneála uisce (WRV) an táirge seo 114ml/g.

Eochairfhocail:éitear ceallalóis; meitiléinebisaicrilimíd; ullmhúcháin

1、Réamhrá

Is ábhar polaiméire é roisín superabsorbent le grúpaí hidreafaileacha láidre agus méid áirithe trasnasctha. Tá ráta ionsú uisce íseal agus cumas coinneála uisce bocht ag ábhair choitianta ionsú uisce mar pháipéar, cadás, agus cnáib, agus is féidir le roisíní sár-ionsúite uisce a ionsú mórán uaireanta a meáchan féin, agus ní dhéanfaidh an glóthach a fhoirmítear tar éis uisce a ionsú díhiodráitiú fiú. le brú beag. Cumas coinneála uisce den scoth. Níl sé intuaslagtha in uisce ná i dtuaslagóirí orgánacha.

Tá líon mór grúpaí hiodrocsaile, grúpaí carboxyl agus hiain hydrate sóidiam ar an slabhra mhóilíneach den ábhar super absorbent déanta as ceallalóis. Tar éis uisce a ionsú, tá an t-uisce timpeallaithe ag líonra macromolecular hydrophilic agus is féidir é a choinneáil faoi bhrú seachtrach. Nuair a taiseann uisce an roisín asaithe, cruthaítear sraith de membrane leath-thréscaoilteach idir an roisín agus an t-uisce. Mar gheall ar an tiúchan ard d'ian soghluaiste (Na+) sa roisín ionsúite uisce, de réir Donnan's prionsabal cothromaíochta, is féidir leis an difríocht tiúchan ian seo brú osmotic. Go dona, ag cruthú cumhacht lag tais agus swelling, téann uisce tríd an gciseal seo de membrane leath-thréscaoilteach agus comhcheanglaíonn sé le grúpaí hidreafaileacha agus hiain ar mhacramóilíní an roisín sár-absorbent, ag laghdú tiúchan na n-ian soghluaiste, rud a léiríonn ionsú ard uisce agus swelling. Leanann an próiseas asaithe seo go dtí go bhfuil an difríocht brú osmotic de bharr an difríocht i dtiúchan na n-ian soghluaiste comhionann leis an bhfriotaíocht le leathnú breise de bharr fórsa comhtháite líonra móilíneach an roisín polaiméire. Is iad na buntáistí a bhaineann le roisín superabsorbent ullmhaithe ó cheallalóis ná: ráta ionsú uisce measartha, luas tapa ionsú uisce, friotaíocht uisce salann maith, neamh-tocsaineach, éasca le luach pH a choigeartú, is féidir é a dhíghrádú sa nádúr, agus ar chostas íseal, mar sin tá raon leathan aige. raon úsáidí. Is féidir é a úsáid mar ghníomhaire blocála uisce, oiriúntóir ithreach, agus gníomhaire coinneála uisce sa tionscal agus sa talmhaíocht. Ina theannta sin, tá dea-ionchais forbartha agus iarratais aige i sláinte, bia, micribhitheolaíocht agus leigheas.

2. Cuid turgnamhach

2.1 Prionsabal turgnamhach

Is é an t-ullmhúchán roisín superabsorbent snáithín cadáis go príomha chun struchtúr tras-nasctha a fhoirmiú le leibhéal íseal ionadú ar an gcraiceann snáithíneach. Trasnascadh le comhdhúile a mbíonn dhá ghrúpa feidhme imoibríocha nó níos mó acu de ghnáth. I measc na ngrúpaí feidhme atá in ann tras-nascadh tá vinil, hiodrocsaile, carboxyl, aimíd, clóiríd aigéad, oxirane, nítríle, etc. Tá an cóimheas ionsú uisce de roisíní superabsorbent ullmhaithe le gníomhairí tras-nasctha éagsúla. Sa turgnamh seo, úsáidtear N, N-methylenebisacrylamide mar oibreán tras-nasctha, lena n-áirítear na céimeanna seo a leanas:

(1) Imoibríonn ceallalós (Rcell) le tuaslagán alcaileach chun ceallalóis alcaile a ghiniúint, agus is imoibriú tapa eisiteirmeach é imoibriú alcaile ceallalóis. Cabhraíonn ísliú na teochta le snáithíní alcaile a fhoirmiú agus féadann sé a hidrealú a chosc. Is féidir le alcól a chur leis an neamhord ceallalóis a mhéadú, rud atá tairbheach d'alcalú agus éitearú ina dhiaidh sin.

RcellOH+NaOH→RcellONa+H2O

(2) Gineann ceallalóis alcaile agus aigéad monaclóra-aicéiteach sóidiam carboxymethyl cellulose, agus baineann an t-imoibriú éitearúcháin leis an imoibriú ionadú núicléafileach:

RcellONa+ClCH2COONa→RcellOCH2COONa+NaCl

(3) N, N-meitiléinebisaicrilimíd tras-nasctha chun roisín sár-ionsúiteach a fháil. Toisc go bhfuil líon mór grúpaí hiodrocsaile fós ar an slabhra mhóilíneach de shnáithín carboxymethyl, is féidir le hianú an ghrúpa hiodrocsaile ceallalóis agus ianú an bhanna dúbailte aicriileile ar an slabhra mhóilíneach de N, N-meitilenebisacrylamide a spreagadh faoin ngníomh. de chatalú alcaile, agus ansin tarlaíonn tras-nascadh idir slabhraí móilíneacha ceallalóis trí chomhdhlúthú Michael, agus téann sé faoi mhalartú prótón láithreach le huisce chun bheith ina roisín sár-ionsúite ceallalóis in uisce.

2.2 Amhábhair agus uirlisí

Amhábhair: cadás ionsúiteach (gearrtha i linters), hiodrocsaíd sóidiam, aigéad monaclóra-aicéiteach, N, N-meitiléinebisacrylamide, eatánól absalóideach, aicéatón.

Ionstraimí: fleascán trí-mhuineál, stirring leictreach, comhdhlúthadán aife, fleascán scagaire trí shúchán, tonnadóir Buchner, oigheann a thriomú i bhfolús, caidéal folúis uisce a scaiptear.

2.3 Modh ullmhúcháin

2.3.1 Alcaileacht

Cuir 1 g de chadás ionsúiteach leis an mbotella trí mhuineál, ansin cuir méid áirithe de thuaslagán hiodrocsaíde sóidiam agus eatánól iomlán, coinnigh an teocht faoi bhun teocht an tseomra, agus corraigh ar feadh tamaill.

2.3.2 Éitearú

Cuir méid áirithe d'aigéad clóraaicéiteach leis agus corraigh ar feadh 1h.

2.3.2 Trasnascadh

Sa chéim níos déanaí den éitearú, cuireadh N,N-meitiléinebisacrylamide isteach i gcomhréir chun tras-nascadh a dhéanamh, agus corraíodh é ag teocht an tseomra ar feadh 2 uair an chloig.

2.3.4 Iarphróiseáil

Bain úsáid as aigéad aicéiteach oighreach chun an luach pH a choigeartú go 7, nigh an salann le eatánól, nigh an t-uisce le haicéatón, scagaire le súchán, agus tirim i bhfolús ar feadh 4 uair an chloig (thart ar 60°C, céim bhfolús 8.8kPa) chun táirge filiméid cadáis bán a fháil.

2.4 Tástáil anailíseach

Déantar an ráta ionsú uisce (WRV) a chinneadh trí chriathar, is é sin, cuirtear 1g den táirge (G) le eascra ina bhfuil 100ml d'uisce driogtha (V1), sáithithe ar feadh 24 uair an chloig, scagtha trí scáileán cruach dhosmálta 200-mogalra. , agus bailítear an t-uisce ag bun an scáileáin (V2). Seo a leanas an fhoirmle ríofa: WRV=(V1-V2)/G.

3. Torthaí agus plé

3.1 Roghnú coinníollacha imoibrithe alkalization

Sa phróiseas táirgthe ceallalóis alcaile trí ghníomhaíocht snáithín cadáis agus tuaslagán alcaileach, tá tionchar suntasach ag coinníollacha an phróisis ar fheidhmíocht an táirge. Tá go leor fachtóirí san imoibriú alkalization. Ar mhaithe le háisiúlacht breathnóireachta, glactar leis an modh dearadh turgnamh orthogonal.

Coinníollacha eile: Is é an tuaslagóir 20ml d'eatánól absalóideach, is é 3:1 an cóimheas idir an alcaile agus an gníomhaire éitearúcháin (mol/md), agus is é 0.05g an gníomhaire trasnasctha.

Léiríonn torthaí an turgnaimh: an gaol bunscoile agus tánaisteach: C>A>B, an cóimheas is fearr: A3B3C3. Is é an tiúchan lye an fachtóir is tábhachtaí san imoibriú alkalization. Cuidíonn an tiúchan ard lye le foirmiú ceallalóis alcaile. Mar sin féin, ba chóir a thabhairt faoi deara dá airde an tiúchan de lye, is mó an t-ábhar salainn an roisín superabsorbent ullmhaithe. Dá bhrí sin, nuair a níochán an salann le eatánól, nigh sé arís agus arís eile chun a chinntiú go bhfuil an salann sa táirge a bhaint, ionas nach ndéanfaidh sé difear d'acmhainn ionsú uisce an táirge.

3.2 Éifeacht dáileog oibreáin trasnasctha ar WRV an táirge

Is iad na coinníollacha turgnamhacha ná: 20ml d'eatánól absalóideach, cóimheas 2.3:1 idir alcaile agus gníomhaire éitearúcháin, 20ml de lye, agus 90min d'alcalú.

Léirigh na torthaí go raibh tionchar ag méid an oibreáin tras-nasctha ar chéim tras-nasctha CMC-Na. Mar thoradh ar thrasnasc iomarcach tá struchtúr líonra daingean sa spás táirge, arb é is sainairíonna é ráta ionsú uisce íseal agus droch-leaisteachas tar éis ionsú uisce; nuair a bhíonn an méid gníomhaire tras-nasctha beag, tá an tras-nascadh neamhiomlán, agus tá táirgí intuaslagtha in uisce, a dhéanann difear freisin ar an ráta ionsú uisce. Nuair a bhíonn an méid gníomhaire tras-nasctha níos lú ná 0.06g, méadaíonn an ráta ionsú uisce leis an méadú ar an méid gníomhaire tras-nasctha, nuair a bhíonn an méid de ghníomhaire tras-nasctha níos mó ná 0.06g, laghdaítear an ráta ionsú uisce. leis an méid gníomhaire tras-nasctha. Dá bhrí sin, tá thart ar 6% de mhais an tsnáithín cadáis sa dáileog de ghníomhaire trasnascála.

3.3 Éifeacht na gcoinníollacha éitearúcháin ar WRV an táirge

Is iad na coinníollacha turgnamhacha ná: tiúchan alcaile 40%; toirt alcaile 20ml; eatánól iomlán 20ml; dáileog gníomhaire tras-nasctha 0.06g; alkalization 90min.

Ón bhfoirmle imoibrithe ceimiceach, ba cheart go mbeadh an cóimheas alcaile-éitear (NaOH: CICH2-COOH) 2:1, ach tá an méid iarbhír alcaile a úsáidtear níos mó ná an cóimheas seo, toisc go gcaithfear tiúchan áirithe alcaile saor in aisce a ráthú sa chóras imoibrithe. , mar gheall ar: áirithe Tá tiúchan níos airde de bhonn saor in aisce a chabhródh le críochnú an imoibriú alkalization; ní mór an t-imoibriú tras-nasctha a dhéanamh faoi choinníollacha alcaileach; itheann roinnt frithghníomhartha taobh alcaile. Mar sin féin, má chuirtear an méid alcaile leis an iomarca, déanfar an snáithín alcaile a dhíghrádú go mór, agus ag an am céanna, laghdófar éifeachtacht an ghníomhaire éitearúcháin. Léiríonn turgnaimh go bhfuil an cóimheas idir an alcaile le héitear thart ar 2.5:1.

3.4 Tionchar a imirt ar mhéid an tuaslagóra

Is iad na coinníollacha turgnamhacha ná: tiúchan alcaile 40%; dáileog alcaile 20ml; cóimheas alcaile-éitear 2.5:1; dáileog gníomhaire tras-nasctha 0.06g, alkalization 90min.

Tá ról ag an tuaslagóir eatánól ainhidriúil a scaipeadh, a homogenizing agus a chothabháil staid sciodair an chórais, atá tairbheach a scaipeadh agus a aistriú an teas a scaoileadh le linn foirmiú ceallalóis alcaile, agus is féidir laghdú ar an imoibriú hidrealú ceallalóis alcaile, rud a fháil aonfhoirmeach. ceallalóis. Mar sin féin, má tá an méid alcóil a chuirtear leis an iomarca, déanfaidh an monochloroacetate alcaile agus sóidiam a thuaslagadh ann, laghdóidh tiúchan na n-imoibritheoirí, laghdóidh an ráta imoibrithe, agus beidh drochthionchar aige freisin ar an trasnascadh ina dhiaidh sin. Nuair is é 20ml an méid iomlán eatánóil, tá an luach WRV mór.

Go hachomair, is iad na coinníollacha is oiriúnaí chun roisín superabsorbent a ullmhú ó chadás ionsúiteach ceallalóis carboxymethyl alcalized agus etherified tras-nasctha le N, N-methylenebisacrylamide: tiúchan alcaile 40%, 20ml uisce agus eatánól saor ó thuaslagóir, an cóimheas idir alcaile agus éitear. Is é 2.5:1, agus is é 0.06g (6% de mhéid na líneálacha cadáis) dáileog an ghníomhaire trasnascála.