Super frásogandi efni úr sellulósa eter

Ferlið og afköst afurða karboxýmetýl sellulósa krossbundin með N, N-metýlenebisakrýlamíði til að undirbúa superabsorbent plastefni var rannsakað og rætt var um styrkur alkalí, magn krosstengingar, alkalí etering og leysiefnis. Áhrif skammta á afköst vatns frásogs vörunnar. Útskýrt er að aðsogskerfi vatns-frásogandi plastefni við vatn. Rannsóknir hafa sýnt að vatnsgildi (WRV) þessarar vöru nær 114 ml/g.

Lykilorð:sellulósa eter; metýlenebisakramíð; Undirbúningur

1、INNGANGUR

Superabsorbent plastefni er fjölliðaefni með sterka vatnssækna hópa og ákveðið krossbindingu. Algengt vatnsdeyfandi efni eins og pappír, bómull og hampi hefur lágan vatnsgeislunarhraða og lélega vatnsgetu, meðan ofur frásogandi kvoða getur tekið upp tugi vatn með lítilsháttar þrýstingi. Framúrskarandi getu vatnsgeymslu. Það er hvorki leysanlegt í vatni né lífrænum leysum.

Það er mikill fjöldi hýdroxýlhópa, karboxýlhópa og natríumhýdratjónir á sameindakeðjunni í ofur frásogandi efninu úr sellulósa. Eftir að hafa tekið upp vatn er vatnið umkringt vatnssæknu makrómeindakerfi og hægt er að halda því við utanaðkomandi þrýsting. Þegar vatn rakar aðsogs plastefni myndast lag af hálfgagnsærri himnu milli plastefni og vatns. Vegna mikils styrks hreyfanlegra jóna (Na+) í vatns-frásogandi plastefni, samkvæmt Donnan'S jafnvægisregla, þessi jónstyrksmunur getur valdið osmósuþrýstingi. Lélegt, sem myndar væta og bólginn veikan kraft, fer vatn í gegnum þetta lag af hálfgagnsærri himnu og sameinar vatnssækna hópa og jóna á makrómúlum í superbsorbent plastefni, sem dregur úr styrk hreyfanlegra jóna og sýnir þar með mikla frásog vatns og bólgu. Þetta aðsogsferli heldur áfram þar til osmósuþrýstingsmunurinn sem stafar af mismun á styrk hreyfanlegra jóna er jafnt viðnám gegn frekari stækkun af völdum samloðandi krafts sameinda nets fjölliða plastefni. Kostir superbsorbent plastefni, sem framleitt er úr sellulósa, eru: Miðlungs frásogshraði vatns, hraður frásogshraði vatns, gott saltvatnsviðnám, ekki eitrað, auðvelt að stilla pH gildi, er hægt að brjóta niður í náttúrunni og litlum tilkostnaði, svo það hefur breitt breitt svið notkunar. Það er hægt að nota sem vatnsblokkunarefni, jarðvegs hárnæring og vatnsbúnað í iðnaði og landbúnaði. Að auki hefur það góða þróun og notkunarhorfur í heilsu, mat, örverufræði og læknisfræði.

2. Tilraunahlutinn

2.1 Tilraunaregla

Undirbúningur bómullartrefja superabsorbent plastefni er aðallega til að mynda krossbundna uppbyggingu með litlu leyti skipti á trefjahúðinni. Krossbinding við efnasambönd sem yfirleitt hafa tvo eða fleiri viðbragðs starfshópa. Hagnýtir hópar sem geta krossbindingar fela í sér vinyl, hýdroxýl, karboxýl, amíð, sýruklóríð, oxiran, nítríl o.fl. Í þessari tilraun er N, N-metýlenebisakrýlamíð notað sem krossbindandi lyf, þar á meðal eftirfarandi skref:

(1) Sellulósa (RCELL) bregst við basískri lausn til að mynda basísk sellulósa og basierunarviðbrögð sellulósa eru skjót exothermic viðbrögð. Að lækka hitastigið er til þess fallið að mynda basa trefjar og getur hindrað vatnsrof þeirra. Að bæta við áfengi getur aukið röskun sellulósa, sem er gagnlegt fyrir basivæðingu og síðari etering.

RCELLOH+NAOH→Rcellona+H2O

)

Rcellona+clch2coona→Rcelloch2coona+naCl

(3) N, N-metýlenebisakrýlamíð krosstengd til að fá frábær frásogandi plastefni. Vegna þess að enn er mikill fjöldi hýdroxýlhópa á sameindakeðjunni af karboxýmetýl trefjum, er hægt að kveikja á jónun hýdroxýlhópsins og jónun akrýlóýl tvítengisins á sameindakeðjunni N, N-metýlenebisakramíð af basa hvata, og síðan krosstenging milli sellulósa sameinda keðjur á sér stað í gegnum Michael þéttingu og gengur strax í róteind með vatni til að verða vatnsleysanlegt sellulósa superabsorbent plastefni.

2.2 Hráefni og hljóðfæri

Hráefni: frásogandi bómull (skorið í linters), natríumhýdroxíð, einlitaediksýru, N, N-metýlenebisakrýlamíð, alger etanól, asetón.

Hljóðfæri: Þriggja háls kolbu, rafmagns hrærslu, bakflæðari, sogsímstur, Buchner trekt, tómarúmþurrkur, blóð tómarúmdæla.

2.3 Undirbúningsaðferð

2.3.1 Alkalinization

Bætið 1 g af frásogandi bómull við þriggja háls flöskuna, bættu síðan við ákveðnu magni af natríumhýdroxíðlausn og algeru etanóli, haltu hitastiginu undir stofuhita og hrærið um stund.

2.3.2 eterification

Bætið við ákveðnu magni af klórósýru og hrærið í 1 klst.

2.3.2 Krossbinding

Á síðari stigum eteríu var N, N-metýlenebisakrýlamíði bætt við í hlutfalli til að framkvæma krossbindingu og hrært við stofuhita í 2 klukkustundir.

2.3.4 eftir vinnslu

Notaðu ediksýru jökulsýru til að stilla pH gildi að 7, þvo burt saltið með etanóli, þvo burt vatnið með asetoni, sía með sog og tómarúm þurrk í 4 klukkustundir (við um það bil 60°C, tómarúmgráðu 8,8kPa) til að fá hvíta bómullarþráða vöru.

2.4 Greiningarpróf

Uppsogshraði vatnsins (WRV) ræðst af sigtingu, það er 1g af vörunni (g) er bætt við bikarglas sem inniheldur 100 ml af eimuðu vatni (V1), liggja í bleyti í 24 klukkustundir, síað í gegnum 200 möskva ryðfríu stáli skjá , og vatninu neðst á skjánum er safnað (V2). Útreikningsformúlan er eftirfarandi: WRV = (V1-V2)/G.

3. Niðurstöður og umræða

3.1 Val á viðbragðsaðstæðum í basi

Í því ferli að framleiða alkalí sellulósa með verkun bómullartrefja og basískrar lausnar, hafa ferlið aðstæður veruleg áhrif á afköst vörunnar. Það eru margir þættir í basunarviðbrögðum. Til þæginda við athugun er hönnunaraðferð rétthyrndra tilrauna notuð.

Önnur skilyrði: Leysirinn er 20 ml af algeru etanóli, hlutfall basa og eterifying Agent (MOL/MD) er 3: 1, og krossbindingin er 0,05g.

Niðurstöður tilrauna sýna að: aðal- og framhaldssamband: C> A> B, besta hlutfallið: A3B3C3. Styrkur lye er mikilvægasti þátturinn í basunarviðbrögðum. Hár styrkur lye er til þess fallinn að mynda basa sellulósa. Hins vegar skal tekið fram að því hærri sem styrkur lye er, því meiri er saltinnihald tilbúins superabsorbent plastefni. Þess vegna, þegar þú þvott saltið með etanóli, þvoðu það nokkrum sinnum til að tryggja að saltið í vörunni sé fjarlægð, svo að það hafi ekki áhrif á frásogsgetu vatnsins.

3.2 Áhrif skammtar af krossbindingu á vöru WRV

Tilraunaaðstæður eru: 20 ml af algeru etanóli, 2,3: 1 hlutfall basa og eterification umboðsmanns, 20 ml af lye og 90 mín af basi.

Niðurstöðurnar sýndu að magn krossbindingarinnar hafði áhrif á krossbindingarstig CMC-NA. Óhófleg krossbinding leiðir til þéttrar netuppbyggingar í vörurýminu, sem einkennist af lágum frásogshraða vatns og lélegri mýkt eftir frásog vatns; Þegar magn krossbindinga er lítið er krossbindingin ófullnægjandi og það eru vatnsleysanlegar vörur, sem hafa einnig áhrif á frásogshraða vatnsins. Þegar magn krosstengingarefnis er minna en 0,06g eykst frásogshraði vatnsins með aukningu á magni krossbindinga, þegar magn krossbindinga er meira en 0,06g, lækkar frásogshraði vatnsins með magni krosstengingarefnis. Þess vegna er skammtur af krossbindandi lyfjum um 6% af bómullar trefjamassa.

3.3 Áhrif eteríuskilyrða á WRV vöru

Tilraunaaðstæður eru: styrkur alkalí 40%; Alkalí bindi 20ml; alger etanól 20ml; krossbindandi skammtar 0,06g; Alkalization 90 mín.

Út frá efnafræðilegri formúlunni ætti alkalí-eter hlutfallið (NaOH: Cich2-CoOH) að vera 2: 1, en raunverulegt magn basa sem notað er er meira en þetta hlutfall, vegna þess að ákveðinn frjáls basa styrkur verður að vera tryggður í hvarfskerfinu , vegna þess að: viss um að hærri styrkur frjálsra grunns sé til þess fallinn að ljúka basunarviðbrögðum; Gera verður krossbindandi viðbrögð við basískum aðstæðum; Sumir hliðarviðbrögð neyta basa. Hins vegar, ef magni basa er bætt of mikið, verður alkalítrefjarnir brotið alvarlega niður og á sama tíma mun skilvirkni eterification lyfsins minnka. Tilraunir sýna að hlutfall basa og eter er um 2,5: 1.

3.4 Áhrif á leysiefnismagn

Tilraunaaðstæður eru: styrkur alkalí 40%; Alkalískammtur 20ml; Alkali-eter hlutfall 2,5: 1; Skammtar um krossbindingu 0,06g, basization 90 mín.

Leysandi vatnsfrítt etanól gegnir hlutverki dreifingar, einsleitni og viðhaldið slurry ástand kerfisins, sem er gagnlegt til að dreifa og flytja hitann sem losnar við myndun basa sellulósa, og getur dregið úr vatnsrof viðbrögðum basa sellulósa, þar með fengið einkennisbúning sellulósa. Hins vegar, ef magn áfengis sem bætt er við er of mikið, mun basa og natríum einlitadaketat leysast upp í því, mun styrkur hvarfefna minnka, hvarfhraðinn mun lækka og það mun einnig hafa slæm áhrif á þverbindingu í kjölfarið. Þegar magn algerrar etanóls er 20ml er WRV gildi stórt.

Í stuttu máli eru hentugustu skilyrðin til að undirbúa superabsorbent plastefni úr frásogandi bómullar basískum og eteríu karboxýmetýl sellulósa krossbundin með n, n-metýlenbísakrýlamíði: basa styrkur 40%, leysiefni 20 ml af vatni og etanól, hlutfall alkalí til ether. er 2,5: 1, og skammtur af krossbindandi lyfjum er 0,06g (6% af magni bómullarliða).