celulozni eter na epoksidnoj smoli

Otpadni pamuk i piljevina koriste se kao sirovine, te se hidroliziraju u alkalijecelulozni eterpod djelovanjem 18% lužine i niza aditiva. Zatim upotrijebite epoksidnu smolu za cijepljenje, molarni omjer epoksidne smole i alkalnog vlakna je 0,5:1,0, reakcijska temperatura je 100°C, vrijeme reakcije je 5.0h, doza katalizatora je 1%, a stopa cijepljenja eterifikacije je 32%. Dobiveni epoksidni celulozni eter pomiješan je s 0,6 mol Cel-Ep i 0,4 mol CAB da se sintetizira novi proizvod za oblaganje s dobrim učinkom. Struktura proizvoda potvrđena je IR.

Ključne riječi:celulozni eter; sinteza; TAKSI; svojstva premaza

Celuloza eter je prirodni polimer, koji nastaje kondenzacijomβ-glukoza. Celuloza ima visok stupanj polimerizacije, dobar stupanj orijentacije i dobru kemijsku stabilnost. Može se dobiti kemijskom obradom celuloze (esterifikacija ili eterifikacija). Niz derivata celuloze, ovi se proizvodi naširoko koriste u plastici, biorazgradivim kutijama za ručak, vrhunskim automobilskim premazima, auto dijelovima, tiskarskim bojama, ljepilima itd. Trenutno se stalno pojavljuju nove modificirane vrste celuloze, a polja primjene su neprestano se širi, postupno formirajući sustav industrije vlakana. Ova tema je korištenje piljevine ili otpadnog pamuka koji će se hidrolizirati u kratka vlakna pomoću lužine, a zatim kemijski cijepiti i modificirati kako bi se formirala nova vrsta premaza koji nije prijavljen u dokumentu.

1. Eksperimentirajte

1.1 Reagensi i instrumenti

Otpadni pamuk (oprani i osušeni), NaOH, 1,4-butandiol, metanol, tiourea, urea, epoksidna smola, anhidrid octene kiseline, maslačna kiselina, trikloroetan, mravlja kiselina, glioksal, toluen, CAB, itd. (Čistoća je CP stupanj) . Infracrveni spektrometar Magna-IR 550 tvrtke Nicolet iz Sjedinjenih Američkih Država korišten je za pripremu uzoraka premazivanjem otapalom tetrahidrofuranom. Tu-4 viskozimetar, FVXD3-1 tip FVXD3-1 samokontrolirani električni miješajući reakcijski kotlić, proizveden od Weihai Xiangwei Chemical Machinery Factory; rotacijski viskozimetar NDJ-7, tip Z-10MP5, proizveden od Shanghai Tianping Instrument Factory; molekularna težina se mjeri Ubbelohdeovom viskoznošću; Priprema i ispitivanje filma boje provodi se prema nacionalnoj normi GB-79.

1.2 Načelo reakcije

1.3 Sinteza

Sinteza epoksidne celuloze: Dodajte 100 g nasjeckanih pamučnih vlakana u reaktor za električno miješanje sa samokontrolom konstantne temperature, dodajte oksidans i reagirajte 10 minuta, zatim dodajte alkohol i lužinu kako biste dobili lužinu koncentracije od 18%. Dodati ubrzivače A, B itd. za impregnaciju. Reagirajte na određenoj temperaturi pod vakuumom 12 sati, filtrirajte, osušite i izvažite 50 g alkalizirane celuloze, dodajte miješano otapalo da napravite kašu, dodajte katalizator i epoksidnu smolu specifične molekulske težine, zagrijte do 90~110℃za reakciju eterifikacije 4.0~ 6.0h dok se reaktanti ne počnu miješati. Dodajte mravlju kiselinu za neutralizaciju i uklanjanje viška lužine, odvojite vodenu otopinu i otapalo, isperite s 80℃tople vode za uklanjanje natrijeve soli i osušite za kasniju upotrebu. Intrinzična viskoznost izmjerena je Ubbelohdeovim viskozimetrom, a srednja molekularna težina viskoznosti izračunata je prema literaturi.

Acetat butil celuloza se priprema prema metodi iz literature, izvaže se 57,2 g rafiniranog pamuka, doda se 55 g anhidrida octene kiseline, 79 g maslačne kiseline, 9,5 g magnezijevog acetata, 5,1 g sumporne kiseline, upotrijebi butil acetat kao otapalo i reagira na određenoj temperaturi dok se ne kvalificira, neutralizira dodavanjem natrijevog acetata, istaloži, filtrira, ispere, filtrira i osuši za kasniju upotrebu. Uzmite Cel-Ep, dodajte odgovarajuću količinu CAB-a i specifičnog miješanog otapala, zagrijte i miješajte 0,5 h kako biste formirali jednoličnu gustu tekućinu, a priprema filma za oblaganje i ispitivanje performansi slijede metodu GB-79.

Određivanje stupnja esterifikacije celuloznog acetata: najprije otopiti celulozni acetat u dimetilsulfoksidu, dodati odmjerenu količinu otopine lužine za zagrijavanje i hidrolizaciju, te titrirati hidroliziranu otopinu standardnom otopinom NaOH da se izračuna ukupna potrošnja lužine. Određivanje sadržaja vode: Stavite uzorak u pećnicu na 100~105°C da se suši 0,2 sata, izvažite i izračunajte upijanje vode nakon hlađenja. Određivanje apsorpcije lužine: izvažite kvantitativni uzorak, otopite ga u vrućoj vodi, dodajte indikator metil violet i zatim titrirajte s 0,05mol/L H2SO4. Određivanje stupnja ekspanzije: Izvažite uzorak od 50 g, zdrobite ga i stavite u graduiranu epruvetu, očitajte volumen nakon električne vibracije i usporedite ga s volumenom nealkaliziranog celuloznog praha kako biste izračunali stupanj ekspanzije.

2. Rezultati i rasprava

2.1 Odnos između koncentracije lužine i stupnja bubrenja celuloze

Reakcija celuloze s određenom koncentracijom otopine NaOH može uništiti redovitu i urednu kristalizaciju celuloze i dovesti do bubrenja celuloze. I u lužini se javljaju razne degradacije, smanjujući stupanj polimerizacije. Eksperimenti pokazuju da se stupanj bubrenja celuloze i količina vezanja ili adsorpcije lužine povećavaju s koncentracijom lužine. Stupanj hidrolize raste s porastom temperature. Kada koncentracija lužine dosegne 20%, stupanj hidrolize je 6,8% pri t=100°C; stupanj hidrolize je 14% pri t=135°C. U isto vrijeme, eksperiment pokazuje da kada je lužina veća od 30%, stupanj hidrolize kidanja celuloznog lanca značajno se smanjuje. Kada koncentracija lužine dosegne 18%, adsorpcijski kapacitet i stupanj bubrenja vode su maksimalni, koncentracija nastavlja rasti, naglo pada do platoa, a zatim se ravnomjerno mijenja. Pritom je ova promjena prilično osjetljiva na utjecaj temperature. Pod istom koncentracijom lužine, kada je temperatura niska (<20°C), stupanj bubrenja celuloze je velik, a količina adsorpcije vode je velika; na visokoj temperaturi, stupanj bubrenja i količina adsorpcije vode su značajni. smanjiti.

Alkalna vlakna s različitim udjelom vode i udjelom lužina određena su metodom rendgenske difrakcije prema literaturi. U stvarnom radu, 18%~20% lužine se koristi za kontrolu određene temperature reakcije kako bi se povećao stupanj bubrenja celuloze. Eksperimenti pokazuju da se celuloza koja reagira zagrijavanjem 6~12h može otopiti u polarnim otapalima. Na temelju te činjenice autor smatra da topljivost celuloze ima odlučujuću ulogu u stupnju razaranja vodikove veze između molekula celuloze u kristalnom segmentu, a potom i stupanj razaranja vodikove veze intramolekularnih glukoznih skupina C3-C2. Što je veći stupanj razaranja vodikove veze, to je veći stupanj bubrenja alkalnog vlakna, te je vodikova veza potpuno uništena, a konačni hidrolizat je tvar topiva u vodi.

2.2 Učinak akceleratora

Dodavanje alkohola s visokim vrelištem tijekom alkalizacije celuloze može povećati temperaturu reakcije, a dodavanje male količine potisnog plina kao što je niži alkohol i tiourea (ili urea) može uvelike pospješiti prodiranje i bubrenje celuloze. Kako se koncentracija alkohola povećava, apsorpcija lužine celuloze se povećava, a dolazi do iznenadne točke promjene kada je koncentracija 20%, što može biti da monofunkcionalni alkohol prodire u molekule celuloze kako bi stvorio vodikove veze s celulozom, sprječavajući celulozu molekule Vodikove veze između lanaca i molekulskih lanaca povećavaju stupanj nereda, povećavaju površinu i povećavaju količinu adsorpcije alkalija. Međutim, pod istim uvjetima, apsorpcija lužine drvne sječke je niska, a krivulja se mijenja u fluktuirajućem stanju. To može biti povezano s niskim udjelom celuloze u drvnoj sječki, koja sadrži veliku količinu lignina, koji sprječava prodor alkohola, a ima dobru vodootpornost i otpornost na lužine.

2.3 Eterifikacija

Dodajte 1% B katalizatora, kontrolirajte različite reakcijske temperature i provedite modifikaciju eterifikacijom epoksidnom smolom i alkalnim vlaknima. Aktivnost reakcije eterifikacije je niska na 80°C. Stopa cijepljenja Cela je samo 28%, a aktivnost eterifikacije gotovo je udvostručena na 110°C. Uzimajući u obzir uvjete reakcije kao što je otapalo, temperatura reakcije je 100°C°C, a vrijeme reakcije je 2,5 h, a stopa cijepljenja Cel može doseći 41%. Osim toga, u početnoj fazi reakcije eterifikacije (<1,0 h), zbog heterogene reakcije između alkalne celuloze i epoksidne smole, brzina cijepljenja je niska. S povećanjem stupnja eterifikacije Cel postupno prelazi u homogenu reakciju, pa se reakcija Aktivnost naglo povećava, a brzina cijepljenja se povećava.

2.4 Odnos između stope cijepljenja Cel i topljivosti

Eksperimenti su pokazali da se nakon cijepljenja epoksidne smole s alkalnom celulozom fizikalna svojstva kao što su viskoznost proizvoda, adhezija, vodootpornost i toplinska stabilnost mogu značajno poboljšati. Ispitivanje topljivosti Proizvod sa stopom cijepljenja Cel <40% može se otopiti u nižem alkoholnom esteru, alkidnoj smoli, smoli poliakrilne kiseline, akrilnoj pimarnoj kiselini i drugim smolama. Cel-Ep smola ima očigledan učinak otapanja.

U kombinaciji s testom filma premaza, mješavine sa stopom cijepljenja od 32% ~ 42% općenito imaju bolju kompatibilnost, a mješavine sa stopom cijepljenja od <30% imaju lošu kompatibilnost i slab sjaj filma premaza; stopa cijepljenja je viša od 42%, otpornost na kipuću vodu, otpornost na alkohol i otpornost na polarno organsko otapalo filma premaza su smanjeni. Kako bi se poboljšala kompatibilnost materijala i izvedba premaza, autor je dodao CAB prema formuli u tablici 1 za daljnju solubilizaciju i modifikaciju za promicanje koegzistencije Cel-Ep i CAB. Smjesa tvori približno homogeni sustav. Debljina sučelja sastava mješavine ima tendenciju biti vrlo tanka i pokušava biti u stanju nano-stanica.

2.5 Odnos između Cel—Ep/CAB omjer miješanja i fizikalna svojstva

Koristeći Cel-Ep za miješanje s CAB-om, rezultati ispitivanja premaza pokazuju da acetat celuloze može značajno poboljšati svojstva premaza materijala, posebno brzinu sušenja. Čistu komponentu Cel-Ep-a teško je sušiti na sobnoj temperaturi. Nakon dodavanja CAB-a, dva materijala imaju očiglednu komplementarnost performansi.

2.6 Detekcija FTIR spektra

3. Zaključak

(1) Pamučna celuloza može nabubriti na 80°C s >18% koncentrirane lužine i nizom aditiva, povisiti temperaturu reakcije, produljiti vrijeme reakcije, povećati stupanj bubrenja i razgradnje sve dok se potpuno ne hidrolizira.

(2) Reakcija eterifikacije, Cel-Ep molarni omjer napajanja je 2, reakcijska temperatura je 100°C, vrijeme je 5 sati, doza katalizatora je 1%, a stopa cijepljenja eterifikacije može doseći 32% ~ 42%.

(3) Modifikacija miješanja, kada je molarni omjer Cel-Ep:CAB=3:2, učinak sintetiziranog proizvoda je dobar, ali se čisti Cel-Ep ne može koristiti kao premaz, već samo kao ljepilo.