Etè seluloz sou résine epoksidik

Koton dechè ak syur yo itilize kòm matyè premyè, epi yo idrolize nan alkalietè selulozanba aksyon 18% alkali ak yon seri aditif. Lè sa a, sèvi ak résine epoksidik pou grèf, rapò a molè nan résine epoksidik ak fib alkali se 0.5: 1.0, tanperati a reyaksyon se 100.°C, tan reyaksyon an se 5.0h, dòz katalis la se 1%, ak pousantaj grèf eterifikasyon an se 32%. Epoxy cellulose etè a jwenn melanje ak 0.6mol Cel-Ep ak 0.4mol CAB pou fè sentèz yon nouvo pwodwi kouch ak bon pèfòmans. Estrikti pwodwi a te konfime ak IR.

Mo kle:etè seluloz; sentèz; CAB; pwopriyete kouch

Seluloz etè se yon polymère natirèl, ki fòme pa kondansasyon nanβ-glikoz. Seluloz gen yon wo degre de polymérisation, yon bon degre nan oryantasyon, ak bon estabilite chimik. Li ka jwenn nan trete chimik seluloz (esterifikasyon oswa eterifikasyon). Yon seri de dérivés seluloz, pwodwi sa yo lajman ki itilize nan plastik, bwat manje midi biodégradables, segondè-fen penti otomobil, pati oto, lank enprime, adhésifs, elatriye. Kounye a, nouvo varyete seluloz modifye yo toujou ap parèt, ak jaden aplikasyon yo se toujou ap agrandi, piti piti fòme yon sistèm endistri fib. Sijè sa a se sèvi ak sciure oswa koton dechè yo dwe idrolize nan fib kout pa lye, ak Lè sa a, chimikman grefon ak modifye yo fòme yon nouvo kalite kouch ki pa te rapòte nan dokiman an.

1. Eksperyans

1.1 Reyaktif ak enstriman

Koton dechè (lave epi seche), NaOH, 1,4-butanediol, metanol, tioure, ure, résine epoksidik, anidrid acetic, asid butirik, trichloroethane, asid fòmik, glioksal, toluèn, CAB, elatriye (Purite se klas CP) . Magna-IR 550 espektwomèt enfrawouj ki te pwodwi pa Nicolet Company nan Etazini yo te itilize pou prepare echantiyon yo pa kouch sòlvan tetrahydrofuran. Tu-4 viskometer, FVXD3-1 kalite konstan tanperati oto-kontwole elektrik brase reyaksyon Kettle, ki te pwodwi pa Weihai Xiangwei Chimik machin faktori; Viskomèt wotasyon NDJ-7, Z-10MP5 kalite, ki te pwodwi pa Shanghai Tianping Instrument Factory; pwa molekilè mezire pa viskozite Ubbelohde; Preparasyon ak tès fim penti yo dwe fèt dapre estanda nasyonal GB-79 la.

1.2 Prensip reyaksyon

1.3 Sentèz

Sentèz seluloz epoksidik: Add 100g nan fib koton koupe nan yon tanperati konstan pwòp tèt ou-kontwole elektrik brase raktor, ajoute yon oksidan ak reyaji pou 10 minit, Lè sa a, ajoute alkòl ak alkali fè yon lye ak yon konsantrasyon nan 18%. Ajoute akseleratè A, B, elatriye pou fekondasyon. Reyaji nan yon sèten tanperati anba vakyòm pou 12 èdtan, filtre, sèk ak peze 50g nan seluloz alkalize, ajoute sòlvan melanje pou fè yon sispansyon, ajoute katalis ak résine epoksidik ak pwa molekilè espesifik, chalè jiska 90 ~ 110.℃pou reyaksyon eterifikasyon 4.0 ~ 6.0h jiskaske reyaktif yo melanje. Ajoute asid fòmik pou netralize epi retire depase alkali, separe solisyon akeuz la ak sòlvan, lave ak 80℃dlo cho pou retire sèl sodyòm, epi sèk pou itilize pita. Yo te mezire viskozite intrinsèques ak yon viskozitè Ubbelohde epi yo te kalkile pwa molekilè viskozite-mwayèn dapre literati a.

Acetate butyl cellulose prepare dapre metòd literati a, peze 57.2g nan koton rafine, ajoute 55g nan anidrid acetic, 79g nan asid butirik, 9.5g nan acetate mayezyòm, 5.1g nan asid silfirik, sèvi ak acetate butil kòm sòlvan, epi reyaji nan yon sèten tanperati jiskaske kalifye, netralize lè w ajoute acetate sodyòm, presipite, filtre, lave, filtre, epi sèk pou itilize pita. Pran Cel-Ep, ajoute kantite apwopriye CAB ak sòlvan melanje espesifik, chofe epi brase pou 0.5h pou fòme yon likid inifòm epè, ak preparasyon fim kouch ak tès pèfòmans swiv metòd GB-79 la.

Detèminasyon degre esterifikasyon nan acetate seluloz: premye fonn acetate seluloz nan sulfoksid dimethyl, ajoute yon kantite mezi solisyon alkali nan chalè ak idrolize, ak titrate solisyon an idrolize ak NaOH solisyon estanda pou kalkile konsomasyon total de alkali. Detèminasyon kontni dlo: Mete echantiyon an nan yon fou nan 100 ~ 105°C sèk pou 0.2h, peze ak kalkile absòpsyon dlo a apre refwadisman. Detèminasyon absòpsyon alkali: peze yon echantiyon quantitative, fonn li nan dlo cho, ajoute methyl vyolèt endikatè, ak Lè sa a, titrate ak 0.05mol / L H2SO4. Detèminasyon degre ekspansyon: Peze echantiyon 50g, kraze l epi mete l nan yon tib gradye, li volim apre vibrasyon elektrik, epi konpare li ak volim poud seluloz san alkalin pou kalkile degre ekspansyon an.

2. Rezilta ak diskisyon

2.1 Relasyon ki genyen ant konsantrasyon alkali ak degre seluloz anfle

Reyaksyon an nan seluloz ak yon sèten konsantrasyon nan solisyon NaOH ka detwi regilye ak lòd kristalizasyon nan seluloz epi fè seluloz la anfle. Ak divès kalite degradasyon rive nan lye, diminye degre nan polymérisation. Eksperyans yo montre ke degre nan anfle nan seluloz ak kantite lajan an nan obligatwa alkali oswa adsorption ogmante ak konsantrasyon nan alkali. Degre nan idroliz ogmante ak ogmantasyon nan tanperati. Lè konsantrasyon alkali a rive nan 20%, degre nan idroliz se 6.8% nan t = 100.°C; degre nan idroliz se 14% nan t = 135°C. An menm tan an, eksperyans la montre ke lè alkali a se plis pase 30%, degre nan idroliz nan scission chèn seluloz siyifikativman redwi. Lè konsantrasyon alkali a rive nan 18%, kapasite adsorption ak degre anfle nan dlo se maksimòm, konsantrasyon an kontinye ap ogmante, gout sevè nan yon plato, ak Lè sa a, chanje piti piti. An menm tan an, chanjman sa a se byen sansib a enfliyans nan tanperati a. Anba menm konsantrasyon alkali a, lè tanperati a ba (<20°C), degre anfle nan seluloz se gwo, ak kantite adsorption nan dlo se gwo; nan tanperati ki wo, degre anfle ak kantite adsorption dlo yo enpòtan. diminye.

Fib alkali ak kontni dlo diferan ak kontni alkali yo te detèmine pa metòd analiz X-ray diffraction selon literati a. Nan operasyon aktyèl, yo itilize 18% ~ 20% lye pou kontwole yon tanperati reyaksyon sèten pou ogmante degre anfle nan seluloz. Eksperyans yo montre ke seluloz la reyaji pa chofaj pou 6 ~ 12h ka fonn nan solvang polè. Ki baze sou reyalite sa a, otè a panse ke solubility nan seluloz jwe yon wòl desizif nan degre nan destriksyon kosyon idwojèn ant molekil seluloz nan segman nan cristalline, ki te swiv pa degre nan destriksyon kosyon idwojèn nan gwoup glikoz intramolekilè C3-C2. Pi gwo degre nan destriksyon kosyon idwojèn, pi gwo degre nan anfle nan fib alkali a, ak kosyon an idwojèn konplètman detwi, ak idrolysat final la se yon sibstans ki idrosolubl.

2.2 Efè akseleratè

Ajoute alkòl segondè-bouyi-pwen pandan alkalizasyon seluloz ka ogmante tanperati reyaksyon an, epi ajoute yon ti kantite propellant tankou pi ba alkòl ak thiourea (oswa ure) ka anpil ankouraje pénétration ak anfle nan seluloz. Kòm konsantrasyon nan alkòl ogmante, absòpsyon nan alkali nan seluloz ogmante, epi gen yon pwen chanjman toudenkou lè konsantrasyon an se 20%, ki ka ke alkòl la monofonksyonèl antre nan molekil yo seluloz yo fòme lyezon idwojèn ak seluloz, anpeche seluloz la. molekil Lyezon idwojèn ki genyen ant chenn ak chèn molekilè ogmante degre nan dezòd, ogmante sifas la, ak ogmante kantite adsorption alkali. Sepandan, nan menm kondisyon yo, absòpsyon alkali nan bato bwa yo ba, ak koub la chanje nan yon eta fluktue. Li ka gen rapò ak kontni an ba nan seluloz nan bato bwa, ki gen yon gwo kantite lignin, ki anpeche pénétration nan alkòl, e li gen bon rezistans dlo ak rezistans alkali.

2.3 Eterifikasyon

Ajoute 1% B katalis, kontwole diferan tanperati reyaksyon, epi pote modifikasyon eterifikasyon ak résine epoksidik ak fib alkali. Aktivite reyaksyon eterifikasyon an ba nan 80°C. Pousantaj grèf Cel se sèlman 28%, ak aktivite eterifikasyon an prèske double nan 110.°C. Lè ou konsidere kondisyon reyaksyon yo tankou sòlvan, tanperati reyaksyon an se 100°C, ak tan reyaksyon an se 2.5h, ak pousantaj grèf Cel ka rive nan 41%. Anplis de sa, nan etap inisyal la nan reyaksyon an eterifikasyon (<1.0h), akòz reyaksyon an heterogeneous ant seluloz alkali ak résine epoksidik, to a grèf se ba. Avèk ogmantasyon degre Cel eterifikasyon, li piti piti vin tounen yon reyaksyon omojèn, kidonk reyaksyon aktivite a ogmante sevè, ak pousantaj grèf la ogmante.

2.4 Relasyon ant Cel grèf pousantaj ak solubility

Eksperyans yo te montre ke apre grèf résine epoksidik ak seluloz alkali, pwopriyete fizik yo tankou viskozite pwodwi, adezyon, rezistans dlo, ak estabilite tèmik ka siyifikativman amelyore. Tès Solibilite Pwodwi a ak pousantaj grèf Cel <40% ka fonn nan pi ba alkòl-estè, résine alkid, résine asid polyacrylic, asid pimarik Acrylic ak lòt rezin. Cel-Ep résine gen efè solubilize evidan.

Konbine ak tès la fim kouch, melanj yo ak yon pousantaj grèf nan 32% ~ 42% jeneralman gen pi bon konpatibilite, ak melanj yo ak yon pousantaj grèf nan <30% gen pòv konpatibilite ak enteprete ba nan fim nan kouch; to a grèf se pi wo pase 42%, rezistans nan dlo bouyi, rezistans alkòl, ak polè rezistans sòlvan òganik nan fim nan kouch yo redwi. Yo nan lòd yo amelyore konpatibilite materyèl la ak pèfòmans kouch, otè a te ajoute CAB dapre fòmil la nan tablo 1 pou plis solubilize ak modifye ankouraje ko-egzistans nan Cel-Ep ak CAB. Melanj lan fòme yon sistèm omojèn apwoksimatif. Epesè konpozisyon koòdone nan melanj la gen tandans yo dwe trè mens epi eseye yo dwe nan eta a nan nano-selil.

2.5 Relasyon ant Cel—Ep/CAB melanj rapò ak pwopriyete fizik

Sèvi ak Cel-Ep pou melanje ak CAB, rezilta tès yo montre ke acetate seluloz ka siyifikativman amelyore pwopriyete yo kouch nan materyèl la, espesyalman vitès la siye. Eleman pi bon kalite Cel-Ep difisil pou siye nan tanperati chanm. Apre ajoute CAB, de materyèl yo gen konplemantè pèfòmans evidan.

2.6 FTIR spectre deteksyon

3. Konklizyon

(1) Seluloz koton ka anfle nan 80°C ak> 18% konsantre alkali ak yon seri aditif, ogmante tanperati reyaksyon an, pwolonje tan reyaksyon an, ogmante degre anfle ak degradasyon jiskaske li konplètman idrolize.

(2) Reyaksyon eterifikasyon, rapò manje Cel-Ep molè a se 2, tanperati reyaksyon an se 100.°C, tan an se 5h, dòz katalis la se 1%, ak pousantaj grèf eterifikasyon ka rive nan 32% ~ 42%.

(3) Modifikasyon melanje, lè rapò molè Cel-Ep:CAB = 3:2, pèfòmans nan pwodwi sentèz la bon, men pi bon kalite Cel-Ep pa ka itilize kòm yon kouch, sèlman kòm yon adezif.