Sentèz ak pwopriyete reolojik nan Etè Hydroxyethyl Cellulose

Nan prezans yon katalis alkali pwòp tèt ou-fè, endistriyèl hydroxyethyl seluloz te reyaji ak N-(2,3-epoxypropyl)trimethylammonium chloride (GTA) reyaktif cationization pou prepare segondè-sibstitisyon amonyòm kwatènè pa metòd sèk Kalite sèl Hydroxyethyl seluloz etè (HEC). Efè rapò GTA a hydroxyethyl cellulose (HEC), rapò NaOH a HEC, tanperati reyaksyon an, ak tan reyaksyon an sou efikasite reyaksyon an te envestige ak yon plan eksperimantal inifòm, ak kondisyon pwosesis optimize yo te jwenn atravè Monte. Carlo simulation. Ak efikasite nan reyaksyon nan reyaktif la eterifikasyon kationik rive nan 95% nan verifikasyon eksperimantal. An menm tan an, yo te diskite sou pwopriyete reolojik li yo. Rezilta yo te montre ke solisyon an nanHEC te montre karakteristik sa yo nan likid ki pa Newtonian, ak viskozite aparan li yo ogmante ak ogmantasyon nan konsantrasyon an mas solisyon; nan yon sèten konsantrasyon solisyon sèl, viskozite a aparan nanHEC diminye ak ogmantasyon nan konsantrasyon sèl la ajoute. Anba menm pousantaj taye, viskozite aparan nanHEC nan sistèm solisyon CaCl2 pi wo pase sa aHEC nan sistèm solisyon NaCl.

Mo kle:Hydroxyethyletè seluloz; pwosesis sèk; pwopriyete reolojik

Seluloz gen karakteristik sous rich, biodégradabilite, byokonpatibilite ak derivatizasyon fasil, epi li se yon otspo rechèch nan anpil domèn. Seluloz kationik se youn nan reprezantan ki pi enpòtan nan dérivés seluloz. Pami polymères cationiques pou pwodwi pwoteksyon pèsonèl ki anrejistre pa CTFA nan parfen Industry Association, konsomasyon li se premye. Li ka lajman itilize nan aditif kondisyone kondisyone cheve, adousisan, inhibiteurs hydrasyon ajil feyte perçage ak ajan anti-koagulasyon san ak lòt jaden.

Kounye a, metòd preparasyon amonyòm kwatènè kationik hydroxyethyl cellulose etè se yon metòd sòlvan, ki mande pou yon gwo kantite solvang òganik chè, se koute chè, san danje, ak polye anviwònman an. Konpare ak metòd sòlvan an, metòd sèk la gen avantaj eksepsyonèl nan pwosesis senp, efikasite reyaksyon segondè, ak mwens polisyon nan anviwònman an. Nan papye sa a, etè seluloz kasyonik te sentèz pa metòd sèk ak konpòtman reolojik li yo te etidye.

1. Pati eksperimantal

1.1 Materyèl ak reyaktif

Hydroxyethyl cellulose (HEC pwodwi endistriyèl, degre sibstitisyon molekilè li yo DS se 1.8 ~ 2.0); reyaktif cationization N-(2,3-epoxypropyl) trimethylammonium chloride (GTA), prepare nan klori epoksidik Pwopan ak trimethylamine yo fè pwòp tèt ou anba sèten kondisyon; katalis alkali pwòp tèt ou fè; etanòl ak asid acetic glacial yo analiz pi bon kalite; NaCl, KCl, CaCl2, ak AlCl3 se reyaktif chimik pi bon kalite.

1.2 Preparasyon seluloz kationik amonyòm kwatènè

Ajoute 5g idroksietil seluloz ak yon kantite apwopriye katalis alkali endijèn nan yon silenn asye silendrik ekipe ak yon brase, epi brase pou 20 minit nan tanperati chanm; Lè sa a, ajoute yon sèten kantite GTA, kontinye brase pou 30 minit nan tanperati chanm, epi reyaji nan yon sèten tanperati ak tan, yon pwodwi solid solid esansyèlman ki baze sou yo te jwenn. Se pwodwi brit la tranpe nan yon solisyon etanòl ki gen yon kantite apwopriye nan asid acetic, filtre, lave, ak vakyòm-seche pou jwenn seluloz kationik amonyòm kwatènè an poud.

1.3 Detèminasyon fraksyon mas nitwojèn amonyòm kationik idroksietil seluloz

Metòd Kjeldahl te detèmine fraksyon mas nitwojèn nan echantiyon yo.

2. Eksperimantal konsepsyon ak optimize pwosesis sentèz sèk

Metòd konsepsyon inifòm yo te itilize pou konsepsyon eksperyans lan, epi yo te envestige efè rapò GTA ak idroksietil seluloz (HEC), rapò NaOH ak HEC, tanperati reyaksyon ak tan reyaksyon sou efikasite reyaksyon an.

3. Rechèch sou pwopriyete reolojik

3.1 Enfliyans konsantrasyon ak vitès wotasyon

Pran efè taye yo ki te konn sou viskozite aparan deHEC nan diferan konsantrasyon Ds = 0.11 kòm yon egzanp, li ka wè ke kòm pousantaj la taye piti piti ogmante soti nan 0.05 a 0.5 s-1, viskozite a aparan nanHEC solisyon diminye, espesyalman nan 0.05 ~ 0.5s-1 viskozite aparan tonbe sevè soti nan 160MPa·s a 40MPa·s, Chea eklèsi, ki endike ke aHEC solisyon akeuz ekspoze pwopriyete reolojik ki pa Newtonyen. Efè a nan estrès taye aplike a se diminye fòs la entèraksyon ant patikil yo nan faz la dispèse. Anba sèten kondisyon, pi gwo fòs la, pi gwo viskozite aparan an.

Li ka wè tou nan viskozite yo aparan nan 3% ak 4%HEC solisyon akeuz ke konsantrasyon an mas se respektivman 3% ak 4% nan diferan pousantaj taye. Viskozite aparan nan solisyon an endike ke kapasite viskozite-ogmante li yo ogmante ak konsantrasyon an. Rezon ki fè la se ke kòm konsantrasyon an ogmante nan sistèm solisyon an, repouse mityèl ant molekil yo nan chèn prensipal la nanHEC ak ant chèn molekilè yo ogmante, ak viskozite aparan ogmante.

3.2 Efè diferan konsantrasyon sèl ajoute

Konsantrasyon nanHEC te fiks nan 3%, ak efè a nan ajoute sèl NaCl sou pwopriyete yo viskozite nan solisyon an te envestige nan pousantaj taye taye diferan.

Li ka wè nan rezilta yo ke viskozite a aparan diminye ak ogmantasyon nan konsantrasyon nan sèl te ajoute, ki montre evidan fenomèn polyelectrolyte. Sa a se paske yon pati nan Na+ nan solisyon sèl la mare nan anyon an nanHEC chèn bò. Pi gwo konsantrasyon nan solisyon an sèl, se pi gwo degre nan netralizasyon oswa pwoteksyon nan poliyon an pa kontreyon an, ak rediksyon nan repouse elektwostatik la, sa ki lakòz yon diminisyon nan dansite chaj nan poliyon an. , chèn polymère a ratresi ak boukl, ak konsantrasyon aparan an diminye.

3.3 Efè diferan sèl ajoute sou

Li ka wè nan enfliyans nan de diferan sèl ajoute, Nacl ak CaCl2, sou viskozite aparan nan la.HEC solisyon ke viskozite aparan an diminye ak adisyon a nan sèl la te ajoute, ak nan menm vitès la taye, viskozite a aparan nanHEC solisyon nan sistèm solisyon CaCl2 Viskozite aparan siyifikativman pi wo pase sa aHEC solisyon nan sistèm solisyon NaCl. Rezon ki fè la se ke sèl kalsyòm se yon ion divalan, epi li pi fasil yo mare sou Cl- nan chèn nan bò polyelectrolyte. Konbinezon an nan gwoup la amonyòm kwatènèr souHEC ak Cl- redwi, ak pwoteksyon an mwens, ak dansite chaj nan chèn polymère a pi wo, sa ki lakòz repouse elèktrostatik la sou chèn polymère a pi gwo, ak chèn polymère a lonje, kidonk viskozite aparan an pi wo.

4. Konklizyon

Preparasyon sèk nan seluloz kasyonik trè ranplase se yon metòd preparasyon ideyal ak operasyon senp, efikasite reyaksyon segondè, ak mwens polisyon, epi li ka evite gwo konsomasyon enèji, polisyon nan anviwònman an, ak toksisite ki te koze pa itilize nan Solvang.

Solisyon an nan etè seluloz kationik prezante karakteristik likid ki pa Newtonian e li gen karakteristik eklèsi taye taye; kòm konsantrasyon mas solisyon an ogmante, viskozite aparan li yo ogmante; nan yon sèten konsantrasyon nan solisyon sèl,HEC viskozite aparan ogmante ak ogmantasyon ak diminye. Anba menm pousantaj taye, viskozite aparan nanHEC nan sistèm solisyon CaCl2 pi wo pase sa aHEC nan sistèm solisyon NaCl.