Stuth Super Absorbent bho Cellulose Ether

Chaidh sgrùdadh a dhèanamh air pròiseas agus coileanadh toraidh carboxymethyl cellulose tar-cheangailte le N, N-methylenebisacrylamide gus roisinn superabsorbent ullachadh, agus chaidh beachdachadh air dùmhlachd alkali, an ìre de àidseant tar-cheangail, etherification alkali, agus solvent. Buaidh dosage air coileanadh sùghadh uisge an toraidh. Thathas a’ mìneachadh an dòigh anns a bheil an roisinn a tha a’ gabhail uisge ri uisge gu uisge. Tha sgrùdaidhean air sealltainn gu bheil luach glèidhidh uisge (WRV) an toraidh seo a’ ruighinn 114ml / g.

Prìomh fhaclan:ether ceallalose; methylenebisacrylamide; ullachadh

1、Ro-ràdh

Is e stuth polymer a th’ ann an roisinn superabsorbent le buidhnean làidir hydrophilic agus ìre sònraichte de thar-cheangal. Tha ìre sùghaidh uisge ìosal agus comas glèidhidh uisge truagh aig stuthan cumanta a tha a’ gabhail a-steach uisge leithid pàipear, cotan, agus cainb, agus faodaidh resins làn-ghlùineach uisge a ghabhail a-steach dusanan de thursan an cuideam fhèin, agus cha bhith an gel a thèid a chruthachadh às deidh uisge a ghabhail a-steach eadhon dehydrated. le beagan cuideam. Comas glèidhidh uisge sàr-mhath. Chan eil e solubhail ann an uisge no ann an solventan organach.

Tha àireamh mhòr de bhuidhnean hydroxyl, buidhnean carboxyl agus ions sodium hydrate air an t-sreath moileciuil den stuth super absorbent air a dhèanamh le ceallalose. Às deidh uisge a ghabhail a-steach, tha an t-uisge air a chuairteachadh le lìonra macromolecular hydrophilic agus faodar a chumail fo chuideam bhon taobh a-muigh. Nuair a ghluaiseas uisge an roisinn asorption, tha còmhdach de membran leth-thrèigte air a chruthachadh eadar an roisinn agus uisge. Mar thoradh air an ìre àrd de ianan gluasadach (Na +) anns an roisinn a tha a’ gabhail uisge-uisge, a rèir Donnan's prionnsapal co-ionannachd, faodaidh an eadar-dhealachadh dùmhlachd ion seo cuideam osmotic adhbhrachadh. Gu dona, a ’cruthachadh cumhachd lag tais agus sèid, bidh uisge a’ dol tron ​​​​fhilleadh seo de membran leth-rùisgte agus a ’tighinn còmhla ri buidhnean hydrophilic agus ian air macromolecules an roisinn superabsorbent, a’ lughdachadh dùmhlachd ions gluasadach, agus mar sin a ’nochdadh làn sùghadh uisge agus sèid. Tha am pròiseas assorption seo a’ leantainn gus am bi an eadar-dhealachadh cuideam osmotic air adhbhrachadh leis an eadar-dhealachadh ann an dùmhlachd ions gluasadach co-ionann ris an aghaidh an aghaidh leudachadh a bharrachd air adhbhrachadh le feachd co-leanailteach lìonra moileciuil an roisinn polymer. Is e na buannachdan a tha an lùib roisinn superabsorbent air ullachadh bho cheallalose: ìre sùghaidh uisge meadhanach, astar sùghadh uisge luath, deagh sheasamh uisge salainn, neo-phuinnseanta, furasta atharrachadh luach pH, ​​faodar a lughdachadh ann an nàdar, agus cosgais ìosal, agus mar sin tha raon farsaing aige. raon cleachdaidh. Faodar a chleachdadh mar àidseant bacadh uisge, inneal-gleidhidh ùir, agus àidseant gleidhidh uisge ann an gnìomhachas agus àiteachas. A bharrachd air an sin, tha deagh chothroman leasachaidh agus tagraidh aige ann an slàinte, biadh, meanbh-bhitheòlas agus cungaidh-leigheis.

2. Pàirt deuchainneach

2.1 Prionnsabal deuchainneach

Tha ullachadh roisinn superabsorbent fiber cotan sa mhòr-chuid airson structar tar-cheangailte a chruthachadh le ìre ìosal de ionadachadh air a’ chraiceann fiber. Tar-cheangal ri companaidhean aig a bheil dà bhuidheann gnìomh reactive no barrachd. Tha na buidhnean gnìomh a tha comasach air tar-cheangal a’ toirt a-steach vinyl, hydroxyl, carboxyl, amide, searbhag cloride, oxirane, nitrile, msaa. Anns an deuchainn seo, tha N, N-methylenebisacrylamide air a chleachdadh mar àidseant tar-cheangail, a’ toirt a-steach na ceumannan a leanas:

(1) Bidh ceallalose (Rcell) ag ath-fhreagairt le fuasgladh alcaileach gus ceallalose alcaileach a ghineadh, agus tha freagairt alkalization ceallalose na ath-bhualadh luath exothermic. Tha ìsleachadh na teodhachd a’ toirt taic do bhith a’ cruthachadh snàithleach alkali agus faodaidh e bacadh a chur air an uisgeachadh. Le bhith a’ cur alcohols ris faodaidh eas-òrdugh ceallalose a mheudachadh, a tha buannachdail dha alkalization agus etherification às deidh sin.

RcellOH+NaOH→RcellONa+H2O

(2) Bidh ceallalose alkali agus searbhag monochloroacetic a’ gineadh sodium carboxymethyl cellulose, agus buinidh an ath-bhualadh etherification don ath-bhualadh ionadachaidh nucleophilic:

RcellONa+ClCH2COONa→RcellOCH2COONa+NaCl

(3) N, N-methylenebisacrylamide tar-cheangailte gus roisinn super sùghaidh fhaighinn. Leis gu bheil àireamh mhòr de bhuidhnean hydroxyl fhathast air an t-sreath moileciuil de charboxymethyl fiber, faodar ionization a ’bhuidheann hydroxyl de cheallalose agus ionization a’ cheangal dùbailte acryloyl air an t-sreath moileciuil de N, N-methylenebisacrylamide a phiobrachadh fon ghnìomh de catalysis alkali, agus an uairsin bidh tar-cheangal eadar slabhraidhean moileciuil ceallalose a’ tachairt tro cho-dhlùthadh Mìcheal, agus sa bhad a’ dol tro iomlaid proton le uisge gus a bhith na roisinn superabsorbent ceallalose neo-sholabailte le uisge.

2.2 Stuthan amh agus ionnstramaidean

Stuthan amh: cotan sùghaidh (air a ghearradh a-steach do lòchrain), sodium hydroxide, searbhag monochloroacetic, N, N-methylenebisacrylamide, ethanol iomlan, acetone.

Ionnstramaidean: flasg trì-amhaich, gluasad dealain, condenser reflux, flasg sìoltachain suidse, funail Buchner, àmhainn tiormachaidh falamh, pumpa falamh uisge a tha a’ cuairteachadh.

2.3 Modh ullachaidh

2.3.1 Alkalinization

Cuir 1 g de cotan sùghaidh ris a’ bhotal trì-amhaich, an uairsin cuir beagan de fhuasgladh sodium hydroxide agus làn ethanol, cùm an teòthachd fo teòthachd an t-seòmair, agus gluais airson greiseag.

2.3.2 Etherification

Cuir beagan searbhag cloroacetic ris agus gluais airson 1 uair a thìde.

2.3.2 Crois-cheangal

Anns an ìre nas fhaide air adhart de etherification, chaidh N, N-methylenebisacrylamide a chur ris ann an co-roinn gus tar-cheangal a dhèanamh, agus air a ghluasad aig teòthachd an t-seòmair airson 2 uair.

2.3.4 Iar-ghiollachd

Cleachd searbhag acetic eigh-shruthach gus an luach pH atharrachadh gu 7, nigh air falbh an salann le ethanol, nigh air falbh an t-uisge le acetone, sìoladh le suidse, agus tiormaich falamh airson 4 uairean (aig timcheall air 60°C, ceum falamh 8.8kPa) gus toradh filament cotan geal fhaighinn.

2.4 Deuchainn anailis

Tha an ìre sùghaidh uisge (WRV) air a dhearbhadh le criathar, is e sin, tha 1g den toradh (G) air a chur ri bìog anns a bheil 100ml de dh’ uisge grùide (V1), air a bogadh airson 24 uair, air a shìoladh tro scrion stàilinn stainless 200-mogal , agus tha an t-uisge aig bonn na sgrìn air a chruinneachadh (V2). Tha am foirmle àireamhachaidh mar a leanas: WRV = (V1-V2)/G.

3. Toraidhean agus deasbaireachd

3.1 Taghadh de shuidheachaidhean freagairt alkalization

Anns a ’phròiseas a bhith a’ toirt a-mach ceallalose alkali le gnìomh snàithleach cotan agus fuasgladh alcalin, tha buaidh mhòr aig cumhaichean a ’phròiseas air coileanadh an toraidh. Tha mòran fhactaran anns an ath-bhualadh alkalization. Airson goireasachd amharc, thathas a’ gabhail ris an dòigh dealbhaidh deuchainn orthogonal.

Cumhachan eile: Is e an solvent 20ml de làn ethanol, is e an co-mheas de alkali gu àidseant etherifying (mol / md) 3: 1, agus is e an àidseant tar-cheangail 0.05g.

Tha na toraidhean deuchainneach a’ sealltainn: dàimh bun-sgoile agus àrd-sgoile: C>A>B, an co-mheas as fheàrr: A3B3C3. Is e dùmhlachd lye am feart as cudromaiche anns an ath-bhualadh alkalization. Tha an ìre àrd de lye a tha cuideachail airson cruthachadh ceallalose alkali. Ach, bu chòir a thoirt fa-near, mar as àirde an ìre de bhreugan, is ann as motha a bhios susbaint salainn an roisinn superabsorbent ullaichte. Mar sin, nuair a bhios tu a’ nighe an t-salann le ethanol, nigh e grunn thursan gus dèanamh cinnteach gun tèid an salann san toradh a thoirt air falbh, gus nach toir e buaidh air comas sùghaidh uisge an toraidh.

3.2 Buaidh dosachadh àidseant tar-cheangail air toradh WRV

Is e na cumhaichean deuchainneach: 20ml de ethanol iomlan, co-mheas 2.3: 1 de alkali gu àidseant etherification, 20ml de lye, agus 90min de alkalization.

Sheall na co-dhùnaidhean gun tug an àireamh de àidseant tar-cheangail buaidh air an ìre tar-cheangail de CMC-Na. Tha cus tar-cheangail a’ leantainn gu structar lìonra teann anns an raon toraidh, a tha air a chomharrachadh le ìre ìosal de sùghadh uisge agus droch elasticity às deidh sùghadh uisge; nuair a tha an àireamh de dh’ àidseant tar-cheangail beag, tha an tar-cheangal neo-choileanta, agus tha toraidhean soluiteach uisge ann, a bheir buaidh cuideachd air ìre sùghaidh uisge. Nuair a tha an àireamh de àidseant tar-cheangail nas lugha na 0.06g, bidh an ìre sùghaidh uisge ag àrdachadh leis an àrdachadh anns an àireamh de àidseant tar-cheangail, nuair a tha an àireamh de àidseant tar-cheangail nas àirde na 0.06g, bidh an ìre sùghaidh uisge a’ dol sìos leis an uiread de àidseant tar-cheangail. Mar sin, tha an dosachadh de àidseant tar-cheangail timcheall air 6% den tomad snàithleach cotan.

3.3 Buaidh cumhachan etherification air toradh WRV

Is e na suidheachaidhean deuchainneach: dùmhlachd alkali 40%; tomhas-lìonaidh alkali 20ml; iomlan ethanol 20ml; dosachadh àidseant tar-cheangail 0.06g; alkalization 90min.

Bhon fhoirmle ath-bhualadh ceimigeach, bu chòir an co-mheas alkali-ether (NaOH: CICH2-COOH) a bhith 2: 1, ach tha an fhìor mheud de alkali a thathar a ’cleachdadh nas àirde na a’ cho-mheas seo, oir feumar dearbhadh a dhèanamh air dùmhlachd alkali an-asgaidh san t-siostam ath-bhualadh. , air sgàth: sònraichte Tha dùmhlachd nas àirde de bhunait an-asgaidh a tha cuideachail airson crìoch a chur air an ath-bhualadh alkalization; feumar an ath-bhualadh tar-cheangail a dhèanamh fo chumhachan alcaileach; bidh cuid de ath-bheachdan taobh ag ithe alkali. Ach, ma thèid cus alkali a chur ris, thèid an snàithleach alkali a mhilleadh gu mòr, agus aig an aon àm, thèid èifeachdas an àidseant etherification a lughdachadh. Tha deuchainnean a’ sealltainn gu bheil an co-mheas de alkali gu ether mu 2.5:1.

3.4 Buaidh an t-suim solvent

Is e na suidheachaidhean deuchainneach: dùmhlachd alkali 40%; alkali dosage 20ml; co-mheas alkali-ether 2.5: 1; àidseant tar-cheangail dosage 0.06g, alkalization 90min.

Bidh an ethanol anhydrous fuasglaidh a 'cluich pàirt ann a bhith a' sgapadh, a 'co-sheòrsachadh agus a' cumail suas staid sileadh an t-siostaim, a tha buannachdail a bhith a 'sgapadh agus a' gluasad an teas a chaidh a leigeil ma sgaoil nuair a thathar a 'cruthachadh ceallalose alkali, agus faodaidh e lùghdachadh a dhèanamh air ath-bhualadh ceallalose alkali, agus mar sin a' faighinn èideadh ceallalose. Ach, ma tha an ìre de dheoch làidir a tha air a chur ris cus, sgaoilidh an alkali agus sodium monochloroacetate ann, lughdaichidh an dùmhlachd de reactants, lughdaichidh an ìre ath-bhualadh, agus bidh droch bhuaidh aige cuideachd air a’ chrois-cheangail às deidh sin. Nuair a tha an ìre de ethanol iomlan 20ml, tha luach WRV mòr.

Ann an geàrr-chunntas, is iad na suidheachaidhean as freagarraiche airson roisinn superabsorbent ullachadh bho cotan sùghaidh alkalized agus etherified carboxymethyl cellulose tar-cheangailte le N, N-methylenebisacrylamide: dùmhlachd alkali 40%, 20ml uisge gun fhuasgladh agus ethanol, an co-mheas de alkali gu ether is e 2.5: 1, agus is e an dosachadh de àidseant tar-cheangail 0.06g (6% den àireamh de lionntan cotan).