Ether ceallalose air epoxy resin

Bithear a’ cleachdadh cotan sgudail agus min-sàibh mar stuthan amh, agus tha iad air an uisgeachadh gu alcalanether ceallalosefo ghnìomh 18% alkali agus sreath de stuthan cur-ris. An uairsin cleachd roisinn epocsa airson grafadh, is e an co-mheas molar de roisinn epoxy agus snàithleach alkali 0.5: 1.0, is e an teòthachd ath-bhualadh 100°C, is e an ùine ath-bhualadh 5.0h, is e an dosachadh catalyst 1%, agus is e ìre grafadh etherification 32%. Tha an ether cellulose epoxy a gheibhear air a mheasgachadh le 0.6mol Cel-Ep agus 0.4mol CAB gus toradh còmhdach ùr a cho-chur le deagh choileanadh. Chaidh structar an toraidh a dhearbhadh le IR.

Prìomh fhaclan:ether ceallalose; sintéise; CAB; feartan còmhdach

Cellulose eitear Is e polymer nàdarra a th 'ann, a tha air a chruthachadh le co-chòrdadh deβ- glùcois. Tha ìre àrd de polymerization aig ceallalose, ìre mhath de stiùireadh, agus deagh sheasmhachd cheimigeach. Faodar fhaighinn le bhith a 'làimhseachadh ceallalose gu ceimigeach (esterification no etherification). Sreath de derivatives ceallalose, tha na toraidhean sin air an cleachdadh gu farsaing ann am plastaic, bogsaichean lòn bith-mhillidh, còmhdach fèin-ghluasadach àrd, pàirtean fèin-ghluasadach, inc clò-bhualaidh, adhesives, msaa. daonnan a 'leudachadh, mean air mhean a' cruthachadh siostam freumhag gnìomhachas. Is e an cuspair seo a bhith a’ cleachdadh min-sàibh no cotan sgudail airson a bhith air a uisgeachadh ann an snàithleach goirid le lye, agus an uairsin air a grafadh gu ceimigeach agus air atharrachadh gus seòrsa ùr de chòmhdach a chruthachadh nach deach aithris anns an sgrìobhainn.

1. Deuchainn

1.1 Ath-bheachdan agus ionnstramaidean

Cotan sgudail (air a nighe agus air a thiormachadh), NaOH, 1,4-butanediol, methanol, thiourea, urea, roisinn epoxy, acetic anhydride, searbhag butyric, trichloroethane, searbhag foirmeil, glyoxal, toluene, CAB, msaa (Is e purity ìre CP) . Chaidh an spectrometer infridhearg Magna-IR 550 a rinn Nicolet Company de na Stàitean Aonaichte a chleachdadh gus na sampallan ullachadh le còmhdach tetrahydrofuran solvent. Viscometer Tu-4, seòrsa FVXD3-1 teòthachd seasmhach fèin-smachd coire ath-bhualadh gluasad dealain, air a thoirt a-mach le Weihai Xiangwei Chemical Machinery Factory; viscometer rothlach NDJ-7, seòrsa Z-10MP5, air a thoirt a-mach le Shanghai Tianping Instrument Factory; tha cuideam moileciuil air a thomhas le slaodachd Ubbelohde; Thèid ullachadh agus deuchainn am film peant a dhèanamh a rèir inbhe nàiseanta GB-79.

1.2 Reaction prionnsabal

1.3 Sìneadh

Synthesis de epoxy cellulose: Cuir 100g de shnàithleach cotan gearraichte ri reactor gluasad dealain fèin-smachd aig teòthachd seasmhach, cuir oxidant ris agus fhreagair airson 10 mionaidean, an uairsin cuir alcol agus alcalan gus silidh a dhèanamh le dùmhlachd de 18%. Cuir luathadairean A, B, msaa a-steach airson lìonadh. Dèan freagairt aig teòthachd sònraichte fo fhalamh airson 12 uair, sìoladh, tiormaich agus cuideam 50g de cheallalose alkalized, cuir solvent measgaichte gus sioda a dhèanamh, cuir catalyst agus roisinn epoxy le cuideam moileciuil sònraichte, teas suas gu 90 ~ 110℃airson freagairt etherification 4.0 ~ 6.0h gus am bi na reactants measgaichte. Cuir searbhag formic ris gus cus alkali a neodachadh agus a thoirt air falbh, dealaich am fuasgladh uisgeach agus an solvent, nigh le 80℃uisge teth gus salann sodium a thoirt air falbh, agus tioram airson a chleachdadh nas fhaide air adhart. Chaidh an slaodachd gnèitheach a thomhas le viscometer Ubbelohde agus chaidh an cuideam moileciuil cuibheasach slaodachd a thomhas a rèir an litreachais.

Tha acetate butyl cellulose air ullachadh a rèir an dòigh litreachais, cuideam 57.2g de cotan ath-leasaichte, cuir 55g de acetic anhydride, 79g de dh’ aigéad butyric, 9.5g de magnesium acetate, 5.1g de dh ’aigéad sulfarach, cleachd butyl acetate mar fhuasgladh, agus freagairt aig teòthachd sònraichte gus am bi e teisteanasach, air a neodachadh le bhith a’ cur sodium acetate a-steach, air a dhòrtadh, air a shìoladh, air a nighe, air a shìoladh agus air a thiormachadh airson a chleachdadh nas fhaide air adhart. Gabh Cel-Ep, cuir meud iomchaidh de CAB agus fuasgladh measgaichte sònraichte, teas suas agus gluais airson 0.5h gus leaghan tiugh èideadh a chruthachadh, agus bidh ullachadh film còmhdach agus deuchainn coileanaidh a ’leantainn modh GB-79.

Co-dhùnadh dè an ìre de esterification de acetate ceallalose: an toiseach cuir a-mach acetate ceallalose ann an dimethyl sulfoxide, cuir tomhas meadhanach de fhuasgladh alkali gu teas agus hydrolyze, agus tirate am fuasgladh hydrolyzed le fuasgladh àbhaisteach NaOH gus caitheamh iomlan alkali obrachadh a-mach. Co-dhùnadh susbaint uisge: Cuir an sampall ann an àmhainn aig 100 ~ 105°C airson tiormachadh airson 0.2h, cuideam agus obrachadh a-mach an sùghadh uisge às deidh fuarachadh. Co-dhùnadh sùghadh alkali: cuideam sampall cainneachdail, sgaoil e ann an uisge teth, cuir comharradh methyl violet ris, agus an uairsin tirate le 0.05mol / L H2SO4. Co-dhùnadh ceum leudachaidh: Cuidich sampall 50g, pronnadh e agus cuir a-steach e ann an tiùb ceumnaichte, leugh an tomhas às deidh crith dealain, agus dèan coimeas eadar e agus meud pùdar ceallalose neo-alcaileach gus an ìre leudachaidh obrachadh a-mach.

2. Toraidhean agus deasbad

2.1 An dàimh eadar dùmhlachd alkali agus ìre sèid ceallalose

Faodaidh ath-bhualadh ceallalose le dùmhlachd sònraichte de fhuasgladh NaOH sgrios a dhèanamh air criostalachadh ceallalose cunbhalach agus òrdail agus toirt air an ceallalose at. Agus diofar truailleadh a 'tachairt ann an lye, a' lùghdachadh an ìre de polymerization. Tha deuchainnean a’ sealltainn gu bheil an ìre de at ann an ceallalose agus an ìre de cheangal alkali no sùghadh a’ dol am meud le dùmhlachd alkali. Bidh an ìre de hydrolysis ag àrdachadh le àrdachadh teòthachd. Nuair a ruigeas an dùmhlachd alkali 20%, tha an ìre de hydrolysis aig 6.8% aig t = 100°C; tha an ìre de hydrolysis aig 14% aig t = 135°C. Aig an aon àm, tha an deuchainn a 'sealltainn, nuair a tha an alkali nas àirde na 30%, tha an ìre de hydrolysis de siosar slabhraidh ceallalose air a lùghdachadh gu mòr. Nuair a ruigeas an dùmhlachd alkali 18%, is e an comas sùghaidh agus an ìre sèididh uisge an ìre as àirde, tha an dùmhlachd a ’sìor dhol suas, a’ tuiteam gu sgiobalta chun àrdchlàr, agus an uairsin ag atharrachadh gu cunbhalach. Aig an aon àm, tha an t-atharrachadh seo gu math mothachail air buaidh teòthachd. Fon aon dùmhlachd alkali, nuair a tha an teòthachd ìosal (<20°C), tha an ìre sèid de cheallalose mòr, agus tha an ìre sùghaidh uisge mòr; aig teòthachd àrd, tha an ìre sèid agus an ìre sùghaidh uisge cudromach. lughdaich.

Chaidh snàithleach alcaileach le susbaint uisge eadar-dhealaichte agus susbaint alkali a dhearbhadh le dòigh sgrùdaidh X-ray diffraction a rèir an litreachais. Ann an obrachadh dha-rìribh, thathas a’ cleachdadh lye 18% ~ 20% gus smachd a chumail air teòthachd freagairt sònraichte gus ìre sèid ceallalose a mheudachadh. Tha deuchainnean a’ sealltainn gum faod an ceallalose ath-fhreagairt le teasachadh airson 6 ~ 12h a bhith air a sgaoileadh ann am fuasglaidhean pòla. Stèidhichte air an fhìrinn seo, tha an t-ùghdar den bheachd gu bheil pàirt chinnteach aig sùbailteachd ceallalose anns an ìre de sgrios banna hydrogen eadar moileciuilean ceallalose anns an roinn criostalach, agus an uairsin an ìre de sgrios bann hydrogen de bhuidhnean glùcois intramolecular C3-C2. Mar as motha an ìre de sgrios bann haidridean, is ann as motha a bhios an ìre sèididh den snàithleach alkali, agus an ceangal hydrogen air a sgrios gu tur, agus tha an hydrolyzate deireannach na stuth soluiteach uisge.

2.2 Buaidh Accelerator

Le bhith a’ cur alcol àrd-ghoil ri linn alkalization ceallalose faodaidh sin an teòthachd ath-bhualadh àrdachadh, agus le bhith a’ cur beagan de propellant leithid alcol nas ìsle agus thiourea (no urea) air adhart gu mòr ri dol a-steach agus sèid ceallalose. Mar a bhios an ìre de dheoch làidir a’ dol am meud, bidh gabhail a-steach alkali ceallalose a’ dol am meud, agus tha atharrachadh gu h-obann ann nuair a tha an dùmhlachd 20%, agus is dòcha gu bheil alcol monofunctional a’ dol a-steach do na moileciuilean ceallalose gus bannan hydrogen a chruthachadh le ceallalose, a’ cur casg air ceallalose. mholacilean Bidh na ceanglaichean haidridean eadar slabhraidhean agus slabhraidhean moileciuil a’ meudachadh ìre eas-òrdugh, a’ meudachadh farsaingeachd an uachdair, agus a’ meudachadh na tha de alkali adsorption. Ach, fo na h-aon chumhachan, tha an ìre de sùghadh alkali de chips fiodha ìosal, agus tha an lùb ag atharrachadh ann an staid caochlaideach. Is dòcha gu bheil e co-cheangailte ri susbaint ìosal ceallalose ann an sliseagan fiodha, anns a bheil tòrr lignin, a chuireas bacadh air dol a-steach deoch làidir, agus aig a bheil deagh neart uisge agus strì an aghaidh alkali.

2.3 Etherification

Cuir catalyst 1% B ris, smachd a chumail air teodhachd freagairt eadar-dhealaichte, agus dèan atharrachadh etherification le roisinn epoxy agus snàithleach alkali. Tha gnìomhachd ath-bhualadh etherification ìosal aig 80°C. Chan eil an ìre grafaidh de Cel ach 28%, agus tha an gnìomhachd etherification cha mhòr air dùblachadh aig 110°C. A’ beachdachadh air na suidheachaidhean freagairt leithid solvent, is e an teòthachd freagairt 100°C, agus is e an ùine freagairt 2.5h, agus faodaidh ìre grafaidh Cel ruighinn 41%. A bharrachd air an sin, aig a’ chiad ìre den ath-bhualadh etherification (<1.0h), mar thoradh air an ath-bhualadh heterogeneous eadar ceallalose alkali agus roisinn epoxy, tha an ìre grafaidh ìosal. Leis an àrdachadh ann an ìre Cel etherification, bidh e a 'tionndadh gu bhith na fhreagairt aon-ghnèitheach, agus mar sin an ath-fhreagairt Mheudaich gnìomhachd gu mòr, agus mheudaich an ìre grafaidh.

2.4 Dàimh eadar ìre grafadh Cel agus solubility

Tha deuchainnean air sealltainn, às deidh a bhith a’ grafadh roisinn epoxy le ceallalose alkali, gum faodar na feartan fiosaigeach leithid slaodachd toraidh, adhesion, strì an aghaidh uisge, agus seasmhachd teirmeach a leasachadh gu mòr. Deuchainn solubility Faodar an toradh le ìre grafadh Cel <40% a sgaoileadh ann an eistear alcol nas ìsle, roisinn alkyd, roisinn searbhag polyacrylic, searbhag pimaric acrylic agus resins eile. Tha buaidh solubilizing follaiseach aig roisinn Cel-Ep.

Còmhla ris an deuchainn film còmhdach, tha co-chòrdalachd nas fheàrr aig na measgachaidhean le ìre grafaidh de 32% ~ 42% sa chumantas, agus tha co-chòrdalachd ìosal aig na measgachaidhean le ìre grafaidh <30% agus gleans ìosal den fhilm còmhdach; tha an ìre grafaidh nas àirde na 42%, tha an aghaidh uisge goileach, strì an aghaidh deoch làidir, agus strì an aghaidh solventach organach polar den fhilm còmhdaich air a lughdachadh. Gus co-fhreagarrachd stuthan agus coileanadh còmhdach a leasachadh, chuir an t-ùghdar ris CAB a rèir na foirmle ann an Clàr 1 gus tuilleadh solubilize agus atharrachadh gus co-bhith Cel-Ep agus CAB a bhrosnachadh. Tha am measgachadh a 'cruthachadh siostam tuairmseach aon-ghnèitheach. Tha tiugh an eadar-aghaidh co-dhèanamh buailteach a bhith gu math tana agus feuch ri bhith ann an staid nano-cheallan.

2.5 Dàimh eadar Cel-Co-mheas measgachadh Ep/CAB agus feartan fiosaigeach

A’ cleachdadh Cel-Ep gus a bhith a’ measgachadh le CAB, tha toraidhean an deuchainn còmhdach a’ sealltainn gum faod acetate ceallalose leasachadh mòr a thoirt air feartan còmhdach an stuth, gu sònraichte an astar tiormachaidh. Tha am pàirt fìor de Cel-Ep duilich a thiormachadh aig teòthachd an t-seòmair. Às deidh CAB a chuir ris, tha co-fhreagarrachd coileanaidh follaiseach aig an dà stuth.

2.6 Lorgadh speactram FTIR

3. Co-dhùnadh

(1) Faodaidh ceallalose cotan sèid aig 80°C le> 18% alkali dùmhail agus sreath de stuthan cur-ris, àrdaich an teòthachd ath-bhualadh, leudaich an ùine ath-bhualadh, àrdaich an ìre de at agus truailleadh gus am bi e làn uisgeachadh.

(2) Ath-bhualadh etherification, is e an co-mheas beathachaidh molar Cel-Ep 2, is e teòthachd an ath-bhualadh 100°C, is e an ùine 5h, is e an dosachadh catalyst 1%, agus faodaidh an ìre grafaidh etherification ruighinn 32% ~ 42%.

(3) Mion-atharrachadh measgachadh, nuair a tha an co-mheas molar de Cel-Ep: CAB = 3: 2, coileanadh an toraidh synthesized math, ach chan urrainnear Cel-Ep fìor-ghlan a chleachdadh mar chòmhdach, dìreach mar adhesive.