Kepiye carane nggawe selulosa eter?

Selulosa eter minangka turunan selulosa sing diduweni dening modifikasi eterifikasi selulosa. Iki digunakake kanthi akeh amarga penebalan, emulsifikasi, suspensi, pembentukan film, koloid protèktif, retensi kelembapan, lan sifat adhesi. Iki nduweni peran penting ing pangembangan ekonomi nasional ing riset ilmiah lan sektor industri kayata panganan, obat-obatan, pembuatan kertas, lapisan, bahan bangunan, pemulihan minyak, tekstil lan komponen elektronik. Ing makalah iki, kemajuan riset modifikasi eterifikasi selulosa dideleng.

Selulosaeterpunika polimer organik paling KALUBÈRAN ing alam. Bisa dianyari, ijo lan biokompatibel. Iki minangka bahan baku dhasar sing penting kanggo teknik kimia. Miturut substituen beda ing molekul sing dipikolehi saka reaksi eterifikasi, bisa dipérang dadi eter tunggal lan campuran. selulosa eter.Kene kita nliti kemajuan riset babagan sintesis eter tunggal, kalebu eter alkil, eter hidroksialkil, eter karboksialkil, lan eter campuran.

tembung kunci: selulosa eter, eterifikasi, eter tunggal, eter campuran, kemajuan riset

1.Reaksi eterifikasi selulosa

Reaksi eterifikasi selulosa eter minangka reaksi derivatisasi selulosa sing paling penting.Eterifikasi selulosa yaiku seri derivatif sing diprodhuksi dening reaksi gugus hidroksil ing rantai molekul selulosa kanthi agen alkilasi ing kahanan alkalin. Ana macem-macem jinis produk eter selulosa, sing bisa dipérang dadi eter tunggal lan eter campuran miturut substituen sing beda ing molekul sing dipikolehi saka reaksi eterifikasi. Eter tunggal bisa dipérang dadi eter alkil, eter hidroksialkil lan eter karboksilkil, lan eter campuran ngrujuk marang eter kanthi rong gugus utawa luwih sing disambungake ing struktur molekul. Antarane produk eter selulosa, carboxymethyl cellulose (CMC), hydroxyethyl cellulose (HEC), hydroxypropyl cellulose (HPC), hydroxypropyl methyl cellulose (HPMC) diwakili, ing antarane sawetara produk wis dikomersialake.

2. Sintesis selulosa eter

2.1 Sintesis eter tunggal

Eter tunggal kalebu alkil eter (kayata etil selulosa, propil selulosa, fenil selulosa, sianoetil selulosa, lan liya-liyane), eter hidroksialkil (kayata hidroksimetil selulosa, hidroksietil selulosa, lsp.), eter karboksilkil (kayata karboksimetil selulosa, karboksimetil selulosa, lsp).

2.1.1 Sintesis alkil eter

Berglund et al pisanan nambani selulosa nganggo larutan NaOH sing ditambah karo etil klorida, banjur ditambahake metil klorida ing suhu 65°C iki 90°C lan tekanan 3bar nganti 15bar, lan bereaksi kanggo ngasilake metil selulosa eter. Cara iki bisa dadi efisien banget Kanggo entuk eter metil selulosa sing larut banyu kanthi tingkat substitusi sing beda.

Etilselulosa minangka granul utawa bubuk termoplastik putih. Komoditas umum ngemot 44% ~ 49% ethoxy. Larut ing paling pelarut organik, ora larut ing banyu. pulp utawa katun linters karo 40% ~ 50% sodium hidroksida larutan banyu, lan selulosa alkalized iki ethoxylated karo etil klorida kanggo gawé etil selulosa. kasil sintesis etil selulosa (EC) kanthi kandungan etoksi 43,98% kanthi cara siji-langkah kanthi reaksi selulosa karo etil klorida lan natrium hidroksida sing berlebihan, nggunakake toluene minangka pengencer. Toluene digunakake minangka pengencer ing eksperimen. Sajrone reaksi etherifikasi, ora mung bisa ningkatake difusi etil klorida menyang selulosa alkali, nanging uga mbubarake etil selulosa sing diganti banget. Sajrone reaksi kasebut, bagean sing ora ditanggepi bisa terus-terusan katon, nggawe agen eterifikasi Gampang nyerang, supaya reaksi etilasi diganti saka heterogen dadi homogen, lan distribusi substituen ing produk luwih seragam.

nggunakake etil bromida minangka agen eterifikasi lan tetrahydrofuran minangka pengencer kanggo sintesis etil selulosa (EC), lan ciri struktur produk kanthi spektroskopi inframerah, resonansi magnetik nuklir lan kromatografi permeasi gel. Diwilang yen derajat substitusi etil selulosa sing disintesis kira-kira 2,5, distribusi massa molekul sempit, lan nduweni kelarutan sing apik ing pelarut organik.

cyanoethyl cellulose (CEC) liwat metode homogen lan heterogen nggunakake selulosa kanthi derajat polimerisasi sing beda-beda minangka bahan mentah, lan nyiapake bahan membran CEC sing padhet kanthi cara casting solusi lan penet panas. Membran CEC keropos disiapake kanthi teknologi pemisahan fase sing diakibatake pelarut (NIPS), lan bahan membran nanocomposite barium titanate / cyanoethyl cellulose (BT / CEC) disiapake dening teknologi NIPS, lan struktur lan sifate diteliti.

nggunakake pelarut selulosa sing dikembangake dhewe (larutan alkali / urea) minangka medium reaksi kanggo sintesis selulosa cyanoethyl (CEC) kanthi homogen karo acrylonitrile minangka agen eterifikasi, lan nindakake riset babagan struktur, sifat lan aplikasi produk. sinau kanthi jero. Lan kanthi ngontrol kahanan reaksi sing beda-beda, seri CEC kanthi nilai DS wiwit saka 0,26 nganti 1,81 bisa diduweni.

2.1.2 Sintesis hidroksialkil eter

Fan Junlin et al nyiapake hydroxyethyl cellulose (HEC) ing reaktor 500 L kanthi nggunakake katun olahan minangka bahan mentah lan 87,7% isopropanol-banyu minangka pelarut kanthi alkalisasi siji-langkah, netralisasi langkah-langkah lan eterifikasi langkah-langkah. . Asil kasebut nuduhake yen hidroksietil selulosa (HEC) sing disiapake nduweni substitusi molar MS 2.2-2.9, tekan standar kualitas sing padha karo produk Dows 250 HEC kelas komersial kanthi substitusi molar 2.2-2.4. Nggunakake HEC ing produksi cat lateks bisa nambah film-mbentuk lan gawe tingkat saka cat lateks.

Liu Dan lan liya-liyane mbahas persiapan kuarterner amonium uyah kationik hidroksietil selulosa kanthi metode semi-garing hidroksietil selulosa (HEC) lan 2,3-epoxypropyltrimethylammonium chloride (GTA) kanthi tumindak katalisis alkali. kahanan eter. Efek nambahake eter hidroksietil selulosa kationik ing kertas diselidiki. Asil eksperimen nuduhake yen: ing pulp kayu atos bleached, nalika jurusan substitusi saka kationik hydroxyethyl selulosa eter punika 0,26, tingkat penylametan total mundhak dening 9%, lan tingkat filtrasi banyu mundhak dening 14%; ing pulp kayu atos bleached, nalika Nalika jumlah kationik hydroxyethyl selulosa eter punika 0,08% saka serat pulp, wis efek reinforcing wujud ing kertas; luwih gedhe derajat substitusi eter selulosa kationik, luwih gedhe kapadhetan muatan kationik, lan luwih apik efek penguatan.

Zhanhong nggunakake metode sintesis fase cair kanggo nyiapake selulosa hidroksietil kanthi nilai viskositas 5×104mPa·s utawa luwih lan nilai awu kurang saka 0,3% liwat proses loro-langkah alkalisasi lan eterifikasi. Loro cara alkalisasi digunakake. Cara pisanan yaiku nggunakake aseton minangka pengencer. Bahan mentah selulosa langsung didhasarake ing konsentrasi larutan banyu natrium hidroksida tartamtu. Sawise reaksi basaifikasi ditindakake, agen eterifikasi ditambahake kanggo langsung nindakake reaksi eterifikasi. Cara liya yaiku yen bahan mentah selulosa alkalin ing larutan natrium hidroksida lan urea, lan selulosa alkali sing disiapake kanthi cara iki kudu diperes kanggo mbusak keluwihan lye sadurunge reaksi eterifikasi. Asil eksperimen nuduhake yen faktor kayata jumlah pengencer sing dipilih, jumlah etilen oksida sing ditambahake, wektu alkalisasi, suhu lan wektu reaksi pisanan, lan suhu lan wektu reaksi kapindho kabeh duwe pengaruh gedhe ing kinerja. saka produk.

Xu Qin et al. nindakake reaksi eterifikasi saka selulosa alkali lan propilena oksida, lan sintesis hidroksipropil selulosa (HPC) kanthi tingkat substitusi rendah kanthi metode fase gas-padat. Efek fraksi massa propilen oksida, rasio squeeze lan suhu eterifikasi ing derajat eterifikasi HPC lan pemanfaatan efektif propilen oksida diteliti. Asil kasebut nuduhake yen kondisi sintesis HPC paling optimal yaiku fraksi massa propilen oksida 20% (rasio massa kanggo selulosa), rasio ekstrusi selulosa alkali 3,0, lan suhu eterifikasi 60°C. Tes struktur HPC kanthi résonansi magnetik nuklir nuduhake yen derajat eterifikasi HPC yaiku 0,23, tingkat pemanfaatan efektif propilen oksida yaiku 41,51%, lan rantai molekul selulosa kasil disambungake karo gugus hidroksipropil.

Kong Xingjie et al. disiapake hydroxypropyl selulosa karo Cairan ion minangka solvent kanggo mujudaken reaksi podho saka selulosa supaya minangka kanggo éling angger-angger saka proses reaksi lan produk. Sajrone eksperimen, cairan ionik imidazole fosfat sintetik 1, 3-diethylimidazole dietil fosfat digunakake kanggo mbubarake selulosa mikrokristalin, lan selulosa hidroksipropil diduweni liwat alkalisasi, eterifikasi, acidifikasi, lan ngumbah.

2.1.3 Sintesis eter karboksilkil

Karboksimetil selulosa sing paling khas yaiku karboksimetil selulosa (CMC). Solusi banyu saka carboxymethyl selulosa nduweni fungsi thickening, film mbentuk, iketan, penylametan banyu, pangayoman colloid, emulsification lan suspension, lan digunakake digunakake ing ngumbah. Farmasi, panganan, pasta gigi, tekstil, percetakan lan pewarnaan, nggawe kertas, minyak bumi, pertambangan, obat-obatan, keramik, komponen elektronik, karet, cat, pestisida, kosmetik, kulit, plastik lan pengeboran minyak, lsp.

Ing taun 1918, E. Jansen Jerman nemokake cara sintesis selulosa karboksimetil. Ing taun 1940, pabrik Kalle saka Perusahaan IG Farbeninaustrie Jerman nyadari produksi industri. Ing taun 1947, Wyandotle Chemical Company saka Amerika Serikat kasil ngembangake proses produksi sing terus-terusan. negaraku pisanan sijine menyang produksi industri CMC ing Shanghai Celluloid Factory ing 1958. Carboxymethyl selulosa punika eter selulosa diprodhuksi saka katun olahan ing tumindak sodium hidroksida lan asam chloroacetic. Cara produksi industri kasebut bisa dipérang dadi rong kategori: metode adhedhasar banyu lan metode adhedhasar pelarut miturut media eterifikasi sing beda. Proses nggunakake banyu minangka media reaksi diarani metode media banyu, lan proses sing ngemot pelarut organik ing media reaksi kasebut diarani metode pelarut.

Kanthi pendalaman riset lan kemajuan teknologi, kahanan reaksi anyar wis ditrapake kanggo sintesis karboksimetil selulosa, lan sistem pelarut anyar duwe pengaruh sing signifikan ing proses reaksi utawa kualitas produk. Olaru et al. nemokake yen reaksi karboksimetilasi selulosa nggunakake sistem campuran etanol-aseton luwih apik tinimbang etanol utawa aseton wae. Nicholson et al. Ing sistem kasebut, CMC kanthi tingkat substitusi sing sithik disiapake. Philipp et al disiapake Highly diganti CMC karo N-methylmorpholine-N oxide lan N, N dimethylacetamide / sistem pelarut litium klorida. Cai et al. ngembangake metode kanggo nyiapake CMC ing sistem pelarut NaOH / urea. Ramos et al. nggunakake sistem cairan ionik DMSO/tetrabutylammonium fluoride minangka pelarut kanggo karboksimetilasi bahan mentah selulosa sing disaring saka katun lan sisal, lan entuk produk CMC kanthi gelar substitusi nganti 2,17. Chen Jinghuan et al. nggunakake selulosa kanthi konsentrasi pulp dhuwur (20%) minangka bahan mentah, natrium hidroksida lan akrilamida minangka reagen modifikasi, nindakake reaksi modifikasi karboksitilasi ing wektu lan suhu sing disetel, lan pungkasane entuk selulosa basa karboksitilasi. Isi karboksitil produk sing diowahi bisa diatur kanthi ngganti jumlah natrium hidroksida lan akrilamida.

2.2 Sintesis eter campuran

Hydroxypropyl methyl cellulose ether minangka jinis eter selulosa non-polar sing larut ing banyu adhem sing dipikolehi saka selulosa alami liwat modifikasi alkalisasi lan eterifikasi. Punika alkalized karo solusi natrium hidroksida lan ditambahake jumlah tartamtu saka Jumlah isopropanol lan toluene solvent, agen etherification sing adopts punika metil klorida lan propylene oxide.

Dai Mingyun et al. nggunakake hydroxyethyl cellulose (HEC) minangka backbone saka polimer hidrofilik, lan grafted agen hydrophobizing butyl glycidyl ether (BGE) menyang backbone kanthi reaksi eterifikasi kanggo nyetel gugus butil hidrofobik. Tingkat substitusi gugus kasebut, supaya nduweni nilai keseimbangan hidrofilik-lipofilik sing cocok, lan 2-hydroxy-3-butoxypropyl hydroxyethyl cellulose (HBPEC) responsif suhu disiapake; Properti sing responsif suhu disiapake Bahan fungsional sing adhedhasar selulosa nyedhiyakake cara anyar kanggo aplikasi bahan fungsional ing bidang pelepasan obat lan biologi.

Chen Yangming lan liya-liyane nggunakake selulosa hidroksietil minangka bahan mentah, lan ing sistem solusi isopropanol, nambahake jumlah cilik Na2B4O7 menyang reaktan kanggo reaksi homogen kanggo nyiapake campuran eter hidroksietil karboksimetil selulosa. Prodhuk cepet ing banyu, lan viskositas stabil.

Wang Peng nggunakake katun olahan selulosa alam minangka bahan mentahan dhasar, lan nggunakake proses etherification siji-langkah kanggo gawé carboxymethyl hydroxypropyl selulosa karo reaksi seragam, viskositas dhuwur, resistance asam apik lan resistance uyah liwat alkaliization lan reaksi etherification Senyawa eter. Nggunakake proses eterifikasi siji-langkah, karboksimetil hidroksipropil selulosa sing diprodhuksi nduweni resistensi uyah sing apik, tahan asam lan kelarutan. Kanthi ngganti jumlah propilen oksida lan asam kloroasetat relatif, produk kanthi isi karboksimetil lan hidroksipropil sing beda bisa disiapake. Asil tes nuduhake yen selulosa carboxymethyl hydroxypropyl diprodhuksi kanthi cara siji-langkah duwe siklus produksi cendhak, konsumsi solvent kurang, lan produk wis resistance banget kanggo uyah monovalent lan divalent lan resistance asam apik. Dibandhingake karo produk eter selulosa liyane, nduweni daya saing sing luwih kuat ing bidang eksplorasi pangan lan minyak.

Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) minangka macem-macem sing paling serbaguna lan paling apik ing antarane kabeh jinis selulosa, lan uga minangka wakil komersialisasi ing antarane campuran eter. Ing taun 1927, hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) kasil disintesis lan diisolasi. Ing taun 1938, Dow Chemical Co saka Amerika Serikat nyadari produksi industri metil selulosa lan nggawe merek dagang sing kondhang "Methocel". Produksi industri hydroxypropyl methylcellulose ing skala gedhe diwiwiti ing Amerika Serikat ing taun 1948. Proses produksi HPMC bisa dipérang dadi rong kategori: metode fase gas lan metode fase cair. Saiki, negara maju kayata Eropa, Amerika lan Jepang luwih nggunakake proses fase gas, lan produksi domestik HPMC utamane adhedhasar proses fase cair.

Zhang Shuangjian lan liya-liyane wêdakakêna katun olahan minangka bahan mentahan, alkalized karo sodium hidroksida ing reaksi solvent toluene medium lan isopropanol, etherified karo agen etherifying propylene oxide lan metil klorida, reacted lan nyiapake jenis cepet hydroxypropyl metil alkohol basa selulosa eter.

3. Wawasan

Selulosa minangka bahan mentah kimia lan kimia penting sing sugih sumber daya, ijo lan ramah lingkungan, lan bisa dianyari. Turunan modifikasi eterifikasi selulosa nduweni kinerja sing apik, macem-macem panggunaan lan efek panggunaan sing apik, lan nyukupi kabutuhan ekonomi nasional kanthi akeh. Lan kabutuhan pembangunan sosial, kanthi kemajuan teknologi sing terus-terusan lan realisasi komersialisasi ing mangsa ngarep, yen bahan mentah sintetik lan metode sintetik saka turunan selulosa bisa luwih industrialisasi, mula bakal dimanfaatake kanthi luwih lengkap lan nyadari aplikasi sing luwih akeh. Nilai.