Ciamar a dhèanamh Cellulose ether?

Eitear ceallalose 'S e seòrsa de cheallalose derivative a gheibhear tro etherification atharrachadh ceallalose. Tha e air a chleachdadh gu farsaing air sgàth cho tiugh ‘s a tha e, emulsification, crochaidh, cruthachadh film, colloid dìon, gleidheadh ​​​​taise, agus feartan adhesion. Tha àite cudromach aige ann an leasachadh na h-eaconamaidh nàiseanta ann an rannsachadh saidheansail agus roinnean gnìomhachais leithid biadh, cungaidh-leigheis, dèanamh phàipeir, còmhdach, stuthan togail, ath-nuadhachadh ola, aodach-fighte agus co-phàirtean dealanach. Anns a’ phàipear seo, thathar ag ath-sgrùdadh adhartas rannsachaidh air atharrachadh ceallalose etherification.

CelluloseeitearIs e am polymer organach as pailt ann an nàdar. Tha e ath-nuadhachail, uaine agus biocompatible. Tha e na stuth amh bunaiteach cudromach airson innleadaireachd cheimigeach. A rèir nan diofar luchd-ionaid air a’ mholacile a gheibhear bhon ath-bhualadh etherification, faodar a roinn ann an ethers singilte agus measgaichte ceallalois ethers.Seo sinn a’ dèanamh lèirmheas air an adhartas rannsachaidh air synthesis ethers singilte, a’ toirt a-steach ethers alkyl, ethers hydroxyalkyl, ethers carboxyalkyl, agus ethers measgaichte.

Prìomh fhaclan: ceallalois eitear, etherification, ether singilte, ether measgaichte, adhartas rannsachaidh

1.Etherification reaction de ceallalose

Freagairt etherification ceallalose eitear 'S e sreath de thoraidhean a th' ann an iomadachadh ceallalose air a thoirt gu buil le freagairt bhuidhnean hydroxyl air slabhraidhean moileciuil ceallalose le àidseantan alkylating fo chumhachan alcaileach. Tha iomadh seòrsa de thoraidhean ceallalose ether ann, a dh'fhaodar a roinn ann an ethers singilte agus ethers measgaichte a rèir nan diofar luchd-ionaid air na moileciuilean a gheibhear bhon ath-bhualadh etherification. Faodar ethers singilte a roinn ann an ethers alcyl, ethers hydroxyalkyl agus ethers carboxyalkyl, agus bidh ethers measgaichte a ’toirt iomradh air ethers le dà bhuidheann no barrachd ceangailte san structar moileciuil. Am measg nan toraidhean ceallalose ether, tha carboxymethyl cellulose (CMC), hydroxyethyl cellulose (HEC), hydroxypropyl cellulose (HPC), hydroxypropyl methyl cellulose (HPMC) air an riochdachadh, am measg a bheil cuid de thoraidhean air an dèanamh malairteach.

2.Synthesis de ceallalose ether

2.1 Synthesis de aon ether

Tha ethers singilte a’ toirt a-steach ethers alkyl (leithid ethyl cellulose, propyl cellulose, phenyl cellulose, cyanoethyl cellulose, msaa), hydroxyalkyl ethers (leithid hydroxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, msaa), carboxyalkyl ethers (leithid carboxyethyl cellulose, carboxyethyl cellulose, carboxyethyl cellulose, etc.). msaa).

2.1.1 Synthesis de alkyl ethers

Bha Berglund et al a’ làimhseachadh ceallalose an toiseach le fuasgladh NaOH air a chur ris le ethyl chloride, agus an uairsin chuir e methyl chloride ris aig teòthachd 65°C gu 90°C agus cuideam de 3bar gu 15bar, agus fhreagair e gus ether methyl cellulose a thoirt gu buil. Faodaidh an dòigh seo a bhith gu math èifeachdach Gus ethers methyl cellulose soluble ann an uisge fhaighinn le diofar ìrean de chuir an àite.

Is e granule no pùdar geal thermoplastic a th’ ann an ethylcellulose. Ann am bathar coitcheann tha 44% ~ 49% ethoxy. Soluble anns a 'mhòr-chuid de fhuasglaidhean organach, do-ruigsinneach ann an uisge. a’ phìob no an cotan le fuasgladh uisgeach 40% ~ 50% sodium hydroxide, agus chaidh an ceallalose alkalized a ethoxylated le ethyl chloride gus ceallalose ethyl a thoirt gu buil. air a cho-chur gu soirbheachail le ethyl cellulose (EC) le susbaint ethoxy de 43.98% le dòigh aon-cheum le bhith ag ath-bhualadh ceallalose le cus clorid ethyl agus sodium hydroxide, a’ cleachdadh toluene mar neach-dìon. Chaidh Toluene a chleachdadh mar neach-cuideachaidh san deuchainn. Rè an ath-bhualadh etherification, chan urrainn dha a-mhàin sgaoileadh ethyl chloride a bhrosnachadh gu ceallalose alkali, ach cuideachd an ceallalose ethyl a tha gu mòr na àite a sgaoileadh. Rè an ath-bhualadh, faodaidh am pàirt neo-ghnìomhach a bhith fosgailte gu leantainneach, a 'dèanamh an neach-ionaid etherification Tha e furasta ionnsaigh a thoirt air, gus am bi an ath-bhualadh ethylation ag atharrachadh bho heterogeneous gu homogeneous, agus tha cuairteachadh luchd-ionaid anns a' bhathar nas èideadh.

chleachd e ethyl bromide mar àidseant etherification agus tetrahydrofuran mar neach-cuideachaidh gus ceallalose ethyl (EC) a cho-chur, agus chomharraich e structar toraidh le speactroscopaidh infridhearg, ath-shuidheachadh magnetach niùclasach agus cromatagrafaidheachd permeation gel. Thathas a’ tomhas gu bheil an ìre de chur an àite an ceallalose ethyl synthesized timcheall air 2.5, tha an cuairteachadh tomad moileciuil cumhang, agus tha solubility math aige ann am fuasglaidhean organach.

cyanoethyl cellulose (CEC) tro dhòighean aon-ghnèitheach agus heterogeneous a’ cleachdadh ceallalose le diofar ìrean de polymerization mar stuthan amh, agus ag ullachadh stuthan dùmhail CEC membran le bhith a ’tilgeil fuasgladh agus a’ brùthadh teth. Chaidh memblan porous CEC ullachadh le teicneòlas dealachadh ìre air a bhrosnachadh le fuasgladh (NIPS), agus chaidh stuthan membran nanocomposite barium titanate / cyanoethyl cellulose (BT / CEC) ullachadh le teicneòlas NIPS, agus chaidh na structaran agus na feartan aca ullachadh.

chleachd iad an solvent ceallalose fèin-leasaichte (fuasgladh alcali / urea) mar mheadhan ath-bhualadh gus ceallalose cyanoethyl (CEC) a cho-chur gu aon-ghnèitheach le acrylonitrile mar àidseant etherification, agus rinn iad rannsachadh air structar, feartan agus cleachdadh an toraidh. sgrùdadh domhainn. Agus le bhith a’ cumail smachd air diofar shuidheachaidhean freagairt, gheibhear sreath de CECn le luachan DS eadar 0.26 agus 1.81.

2.1.2 Synthesis de hydroxyalkyl ethers

Dh'ullaich Fan Junlin et al hydroxyethyl cellulose (HEC) ann an reactair 500 L a 'cleachdadh cotan ath-leasaichte mar stuth amh agus 87.7% isopropanol-uisge mar fhuasgladh le alkalization aon-cheum, neodachadh ceum air cheum agus etherification ceum air cheum. . Sheall na co-dhùnaidhean gu robh MS ionad molar de 2.2-2.9 aig an hydroxyethyl cellulose ullaichte (HEC), a’ ruighinn an aon ìre càileachd ri toradh ìre malairteach Dows 250 HEC le ionad molar de 2.2-2.4. Le bhith a’ cleachdadh an HEC ann a bhith a’ dèanamh peant latex faodaidh sin feartan cruthachadh film is ìreachaidh a’ pheant latex a leasachadh.

Bheachdaich Liu Dan agus feadhainn eile air ullachadh salann ammonium quaternary cationic hydroxyethyl cellulose leis an dòigh leth-thioram de hydroxyethyl cellulose (HEC) agus 2,3-epoxypropyltrimethylammonium chloride (GTA) fo ghnìomhachd catalysis alkali. suidheachaidhean ether. Chaidh sgrùdadh a dhèanamh air a’ bhuaidh a bhiodh aig cur-ris cationic hydroxyethyl cellulose ether air pàipear. Tha na toraidhean deuchainneach a’ sealltainn: ann am pronnadh fiodha cruaidh bleach, nuair a tha an ìre ionadachaidh de ether cationic hydroxyethyl cellulose aig 0.26, tha an ìre gleidhidh iomlan ag èirigh 9%, agus tha an ìre sìoltachaidh uisge ag èirigh 14%; ann am pronnadh fiodha cruaidh bleach, nuair Nuair a tha an ìre de ether cationic hydroxyethyl cellulose 0.08% den fiber pulp, tha buaidh neartachaidh mòr aige air pàipear; mar as motha an ìre de chur an àite ether ceallalose cationic, is ann as motha a bhios an dùmhlachd cosgais cationic, agus is ann as fheàrr a bhios a’ bhuaidh ath-neartachaidh.

Bidh Zhanhong a’ cleachdadh an dòigh synthesis ìre-leaghaidh gus hydroxyethyl cellulose ullachadh le luach slaodachd 5×104mPa·s no barrachd agus luach luaithre nas lugha na 0.3% tron ​​​​phròiseas dà-cheum de alkalization agus etherification. Chaidh dà dhòigh alkalization a chleachdadh. Is e a 'chiad dhòigh a bhith a' cleachdadh acetone mar neach-cuideachaidh. Tha an stuth amh ceallalose stèidhichte gu dìreach ann an dùmhlachd sònraichte de fhuasgladh uisgeach sodium hydroxide. Às deidh an ath-bhualadh bunait a dhèanamh, thèid àidseant etherification a chuir ris gus an ath-bhualadh etherification a dhèanamh gu dìreach. Is e an dàrna dòigh gu bheil an stuth amh ceallalose air a alkalachadh ann am fuasgladh uisgeach de sodium hydroxide agus urea, agus feumar an ceallalose alkali a chaidh ullachadh leis an dòigh seo a bhrùthadh gus cus lye a thoirt air falbh ron ath-bhualadh etherification. Tha na toraidhean deuchainneach a’ sealltainn gu bheil buaidh mhòr aig factaran leithid an tomhas caolachaidh taghte, an ìre de ethylene oxide a chaidh a chur ris, an ùine alkalization, teòthachd agus àm a’ chiad ath-bhualadh, agus teòthachd agus àm an dàrna ath-bhualadh air coileanadh. den toradh.

Xu Qin et al. rinn e ath-bhualadh etherification de cheallalose alkali agus propylene oxide, agus synthesized hydroxypropyl cellulose (HPC) le ìre ionadachaidh ìosal le modh ìre gas-solid. Chaidh sgrùdadh a dhèanamh air buaidhean bloigh tomad de propylene oxide, co-mheas sèididh agus teòthachd etherification air an ìre de etherification de HPC agus cleachdadh èifeachdach de propylene oxide. Sheall na co-dhùnaidhean gur e na suidheachaidhean synthesis as fheàrr de HPC bloigh tomad propylene oxide 20% (co-mheas mòr gu ceallalose), co-mheas eas-tharraing ceallalose alkali 3.0, agus teòthachd etherification 60°C. Tha deuchainn structar HPC le ath-shuidheachadh magnetach niùclasach a’ sealltainn gur e an ìre de etherification de HPC 0.23, is e an ìre cleachdaidh èifeachdach de propylene oxide 41.51%, agus tha an t-sreath moileciuil ceallalose ceangailte gu soirbheachail ri buidhnean hydroxypropyl.

Kong Xingjie et al. hydroxypropyl ceallalose ullaichte le leaghan ionic mar fhuasgladh gus freagairt aon-ghnèitheach ceallalose a thoirt gu buil gus riaghladh pròiseas ath-bhualadh agus toraidhean a thoirt gu buil. Rè an deuchainn, chaidh an leaghan ionic imidazole phosphate synthetigeach 1, 3-diethylimidazole diethyl phosphate a chleachdadh gus ceallalose microcrystalline a sgaoileadh, agus chaidh ceallalose hydroxypropyl fhaighinn tro alkalization, etherification, acidification, agus nighe.

2.1.3 Synthesis de carboxyalkyl ethers

Is e an carboxymethyl cellulose as cumanta carboxymethyl cellulose (CMC). Tha na gnìomhan aig an fhuasgladh uisgeach de carboxymethyl cellulose de thiughachadh, cruthachadh film, ceangal, gleidheadh ​​​​uisge, dìon colloid, emulsification agus crochaidh, agus tha e air a chleachdadh gu farsaing ann an nighe. Cungaidhean-leigheis, biadh, poca fhiaclan, aodach, clò-bhualadh agus dathadh, dèanamh phàipeir, peatroil, mèinneadh, cungaidh-leigheis, ceirmeag, co-phàirtean dealanach, rubair, peant, puinnseanan, cungaidhean maise, leathar, plastaic agus drileadh ola, msaa.

Ann an 1918, dh'innlich E. Jansen Gearmailteach an dòigh synthesis de carboxymethyl cellulose. Ann an 1940, thuig factaraidh Kalle de Chompanaidh IG Farbeninaustrie na Gearmailt cinneasachadh gnìomhachais. Ann an 1947, chruthaich Companaidh Ceimigeach Wyandotle na Stàitean Aonaichte pròiseas toraidh leantainneach gu soirbheachail. chuir mo dhùthaich a-steach gu cinneasachadh gnìomhachais CMC an toiseach ann am Factaraidh Celluloid Shanghai ann an 1958. Tha carboxymethyl cellulose na ether ceallalose air a thoirt a-mach à cotan ath-leasaichte fo ghnìomhachd sodium hydroxide agus searbhag cloroacetic. Faodar na dòighean cinneasachaidh gnìomhachais aige a roinn ann an dà roinn: modh stèidhichte air uisge agus dòigh stèidhichte air solvent a rèir diofar mheadhanan etherification. Canar modh meadhain uisge ris a’ phròiseas a tha a’ cleachdadh uisge mar mheadhan freagairt, agus canar am modh fuasglaidh ris a’ phròiseas anns a bheil fuasgladh organach anns a’ mheadhan freagairt.

Le doimhneachadh rannsachadh agus adhartas teicneòlais, chaidh suidheachaidhean freagairt ùra a chuir an sàs ann an synthesis carboxymethyl cellulose, agus tha buaidh mhòr aig an t-siostam fuasglaidh ùr air a ’phròiseas ath-bhualadh no càileachd toraidh. Olaru et al. lorg gu bheil an ath-bhualadh carboxymethylation de cheallalose a’ cleachdadh siostam measgaichte ethanol-acetone nas fheàrr na ethanol no acetone leis fhèin. MacNeacail et al. Anns an t-siostam, chaidh CMC le ìre ìosal de ionadachadh ullachadh. Dh'ullaich Philipp et al CMC a bha gu mòr na àite Siostaman fuasglaidh N-methylmorpholine-N oxide agus N, dimethylacetamide / lithium chloride fa leth. Cai et al. leasaich e dòigh airson CMC ullachadh ann an siostam NaOH/urea solvent. Ramos et al. chleachd iad an siostam lionn ionic fluoride DMSO / tetrabutylammonium mar fhuasgladh gu carboxymethylate an stuth amh ceallalose air a ghrinneachadh bho cotan agus sisal, agus fhuair e toradh CMC le ìre ionadachaidh cho àrd ri 2.17. Chen Jinghuan et al. Chleachd ceallalose le dùmhlachd pulp àrd (20%) mar stuth amh, sodium hydroxide agus acrylamide mar ath-bheachdan atharrachaidh, rinn iad ath-bhualadh atharrachaidh carboxyethylation aig àm agus teòthachd stèidhichte, agus mu dheireadh fhuair iad carboxyethyl base cellulose. Faodar susbaint carboxyethyl an toraidh atharraichte a riaghladh le bhith ag atharrachadh na tha de sodium hydroxide agus acrylamide.

2.2 Synthesis de ethers measgaichte

Tha hydroxypropyl methyl cellulose ether na sheòrsa de ether ceallalose neo-polar a tha solubhail ann an uisge fuar a gheibhear bho cheallalose nàdarra tro alkalization agus atharrachadh etherification. Tha e air a alkalized le fuasgladh sodium hydroxide agus chuir e tomhas sònraichte de fhuasgladh isopropanol agus toluene ris, is e an àidseant etherification a bhios a’ gabhail ris methyl chloride agus propylene oxide.

Tha Dai Mingyun et al. chleachd e hydroxyethyl cellulose (HEC) mar chnàimh-droma an polymer hydrophilic, agus ghrafaich e an àidseant hydrophobizing butyl glycidyl ether (BGE) air a’ chnàimh-droma le ath-bhualadh etherification gus am buidheann butyl buidheann hydrophobic atharrachadh. An ìre de ionadachadh na buidhne, gus am bi luach cothromachaidh hydrophilic-lipophilic iomchaidh aige, agus ullachadh 2-hydroxy-3-butoxypropyl hydroxyethyl cellulose (HBPEC) le freagairt teòthachd; tha togalach a tha a’ freagairt air teòthachd air ullachadh Tha na stuthan gnìomh stèidhichte air ceallalose a’ toirt seachad dòigh ùr airson stuthan gnìomh a chuir an sàs ann an raointean sgaoileadh dhrogaichean agus bith-eòlas.

Chleachd Chen Yangming agus feadhainn eile hydroxyethyl cellulose mar stuth amh, agus anns an t-siostam fuasglaidh isopropanol, chuir iad beagan de Na2B4O7 ris an reactant airson ath-bhualadh aon-ghnèitheach gus ether hydroxyethyl carboxymethyl cellulose ullachadh. Tha an toradh sa bhad ann an uisge, agus tha an slaodachd seasmhach.

Bidh Wang Peng a’ cleachdadh cotan ath-leasaichte ceallalose nàdarra mar an stuth amh bunaiteach, agus a’ cleachdadh pròiseas etherification aon-cheum gus ceallalose carboxymethyl hydroxypropyl a thoirt gu buil le freagairt èideadh, slaodachd àrd, deagh neart searbhagach agus strì an aghaidh salainn tro ath-bhualaidhean alkalization agus etherification. A’ cleachdadh pròiseas etherification aon-cheum, tha deagh neart salainn, strì an aghaidh searbhagach agus solubility aig carboxymethyl hydroxypropyl cellulose a chaidh a thoirt a-mach. Le bhith ag atharrachadh na suimean coimeasach de propylene oxide agus searbhag cloroacetic, faodar toraidhean le diofar susbaint carboxymethyl agus hydroxypropyl ullachadh. Tha toraidhean an deuchainn a’ sealltainn gu bheil cearcall cinneasachaidh goirid aig an ceallalose carboxymethyl hydroxypropyl a chaidh a thoirt a-mach le dòigh aon-cheum, caitheamh fuasglaidh ìosal, agus tha deagh sheasamh aig an toradh ri salann monovalent agus divalent agus deagh neart searbhagach. An coimeas ri toraidhean ether ceallalose eile, tha farpaiseachd nas làidire aige ann an raointean sgrùdadh bìdh is ola.

Is e hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) am measgachadh as ioma-chruthach agus as coileanadh am measg gach seòrsa ceallalose, agus tha e cuideachd na riochdaire àbhaisteach de mhalairteachadh am measg ethers measgaichte. Ann an 1927, chaidh hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) a cho-chur gu soirbheachail agus a sgaradh. Ann an 1938, thuig Dow Chemical Co. de na Stàitean Aonaichte cinneasachadh gnìomhachais methyl cellulose agus chruthaich iad an comharra-malairt ainmeil “Methocel”. Thòisich cinneasachadh gnìomhachais mòr de hydroxypropyl methylcellulose anns na Stàitean Aonaichte ann an 1948. Faodar pròiseas toraidh HPMC a roinn ann an dà roinn: modh ìre gas agus modh ìre leaghaidh. Aig an àm seo, tha dùthchannan leasaichte leithid an Roinn Eòrpa, Ameireagaidh agus Iapan nas motha a’ gabhail ris a’ phròiseas ìre gas, agus tha cinneasachadh dachaigheil HPMC gu ìre mhòr stèidhichte air a’ phròiseas ìre lionn.

Mhìnich Zhang Shuangjian agus feadhainn eile pùdar cotan mar stuth amh, alkalized e le sodium hydroxide ann an toluene meadhan fuasgladh freagairt agus isopropanol, etherify e le àidseant etherifying propylene oxide agus methyl chloride, ag ath-fhreagairt agus ag ullachadh seòrsa de ether ceallalose bonn alcol hydroxypropyl methyl sa bhad.

3. Ro-shealladh

Tha ceallalose na stuth amh ceimigeach agus ceimigeach cudromach a tha beairteach ann an goireasan, uaine agus càirdeil don àrainneachd, agus ath-nuadhachail. Tha coileanadh sàr-mhath aig na toraidhean de mhion-atharrachadh ceallalose etherification, raon farsaing de chleachdaidhean agus buaidhean cleachdaidh sàr-mhath, agus bidh iad a’ coinneachadh gu ìre mhòr ri feumalachdan an eaconamaidh nàiseanta. Agus feumalachdan leasachadh sòisealta, le adhartas teicneòlach leantainneach agus coileanadh malairteachadh san àm ri teachd, ma dh’ fhaodas stuthan amh synthetigeach agus dòighean synthetigeach de thoraidhean ceallalose a bhith nas tionnsgalach, bidh iad air an làn chleachdadh agus air raon nas fharsainge de thagraidhean a thoirt gu buil. Luach.