ცელულოზის ეთერის ფიზიკოქიმიური თვისებების ანალიტიკური მეთოდი

დაინერგა ცელულოზის ეთერის წყარო, სტრუქტურა, თვისებები და გამოყენება. ცელულოზის ეთერის ინდუსტრიის სტანდარტის ფიზიკურ-ქიმიური თვისების ინდექსის ტესტის გათვალისწინებით, დახვეწილი ან გაუმჯობესებული მეთოდი იქნა წარმოდგენილი და მისი მიზანშეწონილობა გაანალიზდა ექსპერიმენტებით.

საკვანძო სიტყვები:ცელულოზის ეთერი; ფიზიკური და ქიმიური თვისებები; ანალიტიკური მეთოდი; ექსპერიმენტული გამოკვლევა

ცელულოზა არის ყველაზე უხვი ბუნებრივი პოლიმერული ნაერთი მსოფლიოში. წარმოებულების სერია შეიძლება მიღებულ იქნას ცელულოზის ქიმიური მოდიფიკაციით. ცელულოზის ეთერი არის ცელულოზის პროდუქტი ალკალიზაციის, ეთერიზაციის, გარეცხვის, გაწმენდის, დაფქვის, გაშრობის და სხვა ეტაპების შემდეგ. ცელულოზის ეთერის ძირითადი ნედლეულია ბამბა, კაპოკი, ბამბუკი, ხე და ა.შ., რომელთა შორის ცელულოზის შემცველობა ბამბაში ყველაზე მაღალია, 90 ~ 95%-მდე, იდეალური ნედლეულია ცელულოზის ეთერის წარმოებისთვის, ხოლო ჩინეთი არის ბამბის წარმოების დიდი ქვეყანა, რომელიც ასევე ხელს უწყობს ჩინეთის ცელულოზის ეთერის ინდუსტრიის განვითარებას გარკვეულწილად. დღეისათვის ბოჭკოვანი ეთერის წარმოება, დამუშავება და მოხმარება ლიდერობს მსოფლიოში.

ცელულოზის ეთერს საკვებში, მედიცინაში, კოსმეტიკაში, სამშენებლო მასალების, ქაღალდის და სხვა ინდუსტრიებში აქვს გამოყენების ფართო სპექტრი. მას აქვს ხსნადობის, სიბლანტის, სტაბილურობის, არატოქსიკურობის და ბიოთავსებადობის მახასიათებლები. ცელულოზის ეთერის ტესტის სტანდარტი JCT 2190-2013, მათ შორის ცელულოზის ეთერის გარეგნობის სისუფთავე, მშრალი წონის დაკარგვის სიჩქარე, სულფატის ნაცარი, სიბლანტე, pH მნიშვნელობა, გამტარიანობა და სხვა ფიზიკური და ქიმიური მაჩვენებლები. თუმცა, როდესაც ცელულოზის ეთერი გამოიყენება სხვადასხვა ინდუსტრიაში, გარდა ფიზიკური და ქიმიური ანალიზისა, ამ სისტემაში ცელულოზის ეთერის გამოყენების ეფექტი შეიძლება შემდგომ შემოწმდეს. მაგალითად, წყლის შეკავება სამშენებლო ინდუსტრიაში, ნაღმტყორცნების მშენებლობა და ა.შ. ადჰეზივების ინდუსტრიის გადაბმა, მობილურობა და ა.შ. ყოველდღიური ქიმიური მრეწველობის მობილურობა, ადჰეზია და ა.შ. ცელულოზის ეთერის ფიზიკური და ქიმიური თვისებები განსაზღვრავს მის გამოყენების დიაპაზონს. ცელულოზის ეთერის ფიზიკური და ქიმიური ანალიზი აუცილებელია წარმოებისთვის, გადამუშავებისთვის ან გამოყენებისთვის. JCT 2190-2013-ზე დაყრდნობით, ეს ნაშრომი გვთავაზობს ცელულოზის ეთერის ფიზიკურ-ქიმიური თვისებების ანალიზის დახვეწის ან გაუმჯობესების სამ სქემას და ამოწმებს მათ მიზანშეწონილობას ექსპერიმენტებით.

1. მშრალი წონის დაკლების მაჩვენებელი

გაშრობის დროს წონის დაკლების მაჩვენებელი არის ცელულოზის ეთერის ყველაზე ძირითადი მაჩვენებელი, რომელსაც ასევე უწოდებენ ტენიანობას, რომელიც დაკავშირებულია მის ეფექტურ კომპონენტებთან, შენახვის ვადასთან და ა.შ. ტესტის სტანდარტული მეთოდია ღუმელის წონის მეთოდი: დაახლოებით 5 გ ნიმუშები აიწონეს და მოათავსეს აწონვის ბოთლში, რომლის სიღრმე არ აღემატება 5 მმ. ბოთლის თავსახური შედგით ღუმელში, ან ბოთლის თავსახური ნახევრად გახსნეს და გააშრეთ 105°C ±2°C ტემპერატურაზე 2 საათის განმავლობაში. შემდეგ ბოთლის თავსახური ამოიღეს და გააცივეს ოთახის ტემპერატურამდე საშრობით, აწონეს და გააშრეს ღუმელში 30 წუთის განმავლობაში.

ამ მეთოდით ნიმუშის ტენიანობის გამოვლენას 2 ~ 3 საათი სჭირდება, ხოლო ტენიანობა დაკავშირებულია სხვა ინდექსებთან და ხსნარის მომზადებასთან. ბევრი ინდექსი შეიძლება განხორციელდეს მხოლოდ ტენიანობის ტესტის დასრულების შემდეგ. ამიტომ, ეს მეთოდი ხშირ შემთხვევაში არ არის შესაფერისი პრაქტიკული გამოყენებისთვის. მაგალითად, ზოგიერთი ცელულოზის ეთერის ქარხნების საწარმოო ხაზს სჭირდება წყლის შემცველობის უფრო სწრაფად აღმოჩენა, ამიტომ მათ შეუძლიათ გამოიყენონ სხვა მეთოდები წყლის შემცველობის დასადგენად, როგორიცაა სწრაფი ტენიანობის მრიცხველი.

ტენიანობის გამოვლენის სტანდარტული მეთოდის მიხედვით, წინა პრაქტიკული ექსპერიმენტული გამოცდილების მიხედვით, ზოგადად საჭიროა ნიმუშის გაშრობა მუდმივ წონამდე 105℃, 2.5სთ.

სხვადასხვა ცელულოზის ეთერის ტენიანობის ტესტის შედეგები სხვადასხვა ტესტის პირობებში. ჩანს, რომ 135℃ და 0.5 სთ ტესტის შედეგები ყველაზე ახლოსაა სტანდარტული მეთოდის შედეგებთან 105℃ და 2.5სთ-ზე და სწრაფი ტენიანობის მრიცხველის შედეგების გადახრა შედარებით დიდია. ექსპერიმენტული შედეგების გამოქვეყნების შემდეგ, სტანდარტული მეთოდის 2,5 სთ-ის 135℃, 0,5 სთ და 105℃ გამოვლენის ორი პირობა გაგრძელდა დიდი ხნის განმავლობაში დაკვირვება და შედეგები მაინც დიდად არ განსხვავდებოდა. მაშასადამე, ტესტის მეთოდი 135℃ და 0.5 სთ შესაძლებელია, ხოლო ტენიანობის ტესტის დრო შეიძლება შემცირდეს დაახლოებით 2 სთ-ით.

2. სულფატური ნაცარი

სულფატური ნაცარი ცელულოზის ეთერი არის მნიშვნელოვანი მაჩვენებელი, რომელიც პირდაპირ კავშირშია მის აქტიურ შემადგენლობასთან, სისუფთავესთან და ა.შ. ტესტის სტანდარტული მეთოდი: გააშრეთ ნიმუში 105℃±2℃ ტემპერატურაზე რეზერვისთვის, აწონეთ დაახლოებით 2 გ ნიმუში ჭურჭელში, რომელიც დამწვარია სწორი და მუდმივი წონით, დადეთ ქილა გათბობის ფირფიტაზე ან ელექტრო ღუმელზე და ნელა გააცხელეთ ნიმუშის მიღებამდე. მთლიანად კარბონირებულია. ჭურჭლის გაციების შემდეგ ემატება 2 მლ კონცენტრირებული გოგირდმჟავა, ნარჩენი ტენიანდება და ნელა თბება თეთრი კვამლის გაჩენამდე. ჭურჭელი იდება მაფლის ღუმელში და წვავენ 750°C ±50°C ტემპერატურაზე 1 საათის განმავლობაში. დაწვის შემდეგ ჭურჭელს იღებენ და აცივებენ ოთახის ტემპერატურამდე საშრობით და იწონებენ.

ჩანს, რომ სტანდარტული მეთოდი წვის პროცესში იყენებს დიდი რაოდენობით კონცენტრირებულ გოგირდმჟავას. გახურების შემდეგ, დიდი რაოდენობით აორთქლებული კონცენტრირებული გოგირდმჟავა კვამლი. იმ შემთხვევაშიც კი, თუ ის იმუშავებს გამწოვში, ის სერიოზულ გავლენას მოახდენს გარემოზე ლაბორატორიის შიგნით და მის გარეთ. ამ ნაშრომში გამოყენებულია სხვადასხვა ცელულოზის ეთერები ნაცრის გამოსავლენად სტანდარტული მეთოდის შესაბამისად კონცენტრირებული გოგირდმჟავას დამატების გარეშე და ტესტის შედეგები შედარებულია ნორმალურ სტანდარტულ მეთოდთან.

ჩანს, რომ არსებობს გარკვეული ხარვეზი ორი მეთოდის გამოვლენის შედეგებში. ამ თავდაპირველ მონაცემებზე დაყრდნობით, ნაშრომი ითვლის ამ ორის ნაპრალის ჯერადს 1,35 ~ 1,39-ის მიახლოებით დიაპაზონში. ანუ, თუ მეთოდის ტესტის შედეგი გოგირდმჟავას გარეშე გამრავლდება კოეფიციენტზე 1,35 ~ 1,39, ნაცარი ტესტის შედეგი გოგირდმჟავასთან შეიძლება მიღებულ იქნას უხეშად. ექსპერიმენტული შედეგების გამოქვეყნების შემდეგ, გამოვლენის ორი პირობა შეადარეს დიდი ხნის განმავლობაში და შედეგები დაახლოებით ამ კოეფიციენტში დარჩა. ეს გვიჩვენებს, რომ ეს მეთოდი შეიძლება გამოყენებულ იქნას სუფთა ცელულოზის ეთერის ფერფლის შესამოწმებლად. თუ არსებობს ინდივიდუალური სპეციალური მოთხოვნები, უნდა იქნას გამოყენებული სტანდარტული მეთოდი. ვინაიდან რთული ცელულოზის ეთერი ამატებს სხვადასხვა მასალებს, აქ არ იქნება განხილული. ცელულოზის ეთერის ხარისხის კონტროლისას, ნაცარი ტესტის მეთოდის გამოყენებით კონცენტრირებული გოგირდმჟავას გარეშე შეიძლება შეამციროს დაბინძურება ლაბორატორიის შიგნით და გარეთ, შეამციროს ექსპერიმენტის დრო, რეაგენტის მოხმარება და შეამციროს ექსპერიმენტის პროცესით გამოწვეული შესაძლო ავარიის საფრთხე.

3, ცელულოზის ეთერის ჯგუფის შემცველობის ტესტის ნიმუშის წინასწარი მკურნალობა

ჯგუფის შემცველობა არის ცელულოზის ეთერის ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი მაჩვენებელი, რომელიც პირდაპირ განსაზღვრავს ცელულოზის ეთერის ქიმიურ თვისებებს. ჯგუფის შემცველობის ტესტი ეხება ცელულოზის ეთერს კატალიზატორის მოქმედების ქვეშ, გათბობა და კრეკი დახურულ რეაქტორში, შემდეგ კი პროდუქტის მოპოვება და ინექცია გაზის ქრომატოგრაფში რაოდენობრივი ანალიზისთვის. ჯგუფის შინაარსის გათბობის კრეკინგის პროცესს ამ ნაშრომში წინასწარი დამუშავება ეწოდება. სტანდარტული წინასწარი დამუშავების მეთოდია: აწონეთ 65 მგ გამხმარი ნიმუში, დაამატეთ 35 მგ ადიპინის მჟავა რეაქციის ბოთლში, შეიწოვება 3.0 მლ შიდა სტანდარტის სითხე და 2.0 მლ ჰიდროიოდმჟავა, ჩააგდეთ რეაქციის ბოთლში, დააფარეთ მჭიდროდ და აწონეთ. რეაქციის ბოთლი ხელით შეანჯღრიეთ 30 წამის განმავლობაში, მოათავსეთ რეაქციის ბოთლი ლითონის თერმოსტატში 150℃±2℃ 20 წუთის განმავლობაში, ამოიღეთ და შეანჯღრიეთ 30 წამის განმავლობაში და შემდეგ გააცხელეთ 40 წუთის განმავლობაში. ოთახის ტემპერატურამდე გაციების შემდეგ, წონაში კლება უნდა იყოს არაუმეტეს 10 მგ. წინააღმდეგ შემთხვევაში, ნიმუშის ხსნარი ხელახლა უნდა მომზადდეს.

გათბობის სტანდარტული მეთოდი გამოიყენება ლითონის თერმოსტატის გათბობის რეაქციაში, რეალურ გამოყენებაში, ლითონის აბაზანის თითოეული რიგის ტემპერატურული სხვაობა დიდია, შედეგები ძალიან ცუდი განმეორებადობაა და იმის გამო, რომ გაცხელების ბზარის რეაქცია უფრო მძიმეა, ხშირად იმიტომ, რომ რეაქცია ბოთლის თავსახური არ არის მკაცრი გაჟონვა და გაზის გაჟონვა, არსებობს გარკვეული რისკი. ამ ნაშრომში, ხანგრძლივი ტესტირებისა და დაკვირვების შედეგად, წინასწარი დამუშავების მეთოდი შეიცვალა შემდეგში: მინის რეაქციის ბოთლის გამოყენებით, ბუტილის რეზინის საცობით მჭიდროდ და სითბოს მდგრადი პოლიპროპილენის ლენტით შეფუთული ინტერფეისი, შემდეგ რეაქციის ბოთლი ჩადეთ სპეციალურ პატარა ცილინდრში. , მჭიდროდ დაახურეთ თავსახური, ბოლოს შედგით ღუმელში გაცხელებაში. რეაქციის ბოთლი ამ მეთოდით არ გაჟონავს სითხეს ან ჰაერს და უსაფრთხო და მარტივია მუშაობა, როდესაც რეაგენტი რეაქციის დროს კარგად შეირყევა. ელექტრული აფეთქებით საშრობი ღუმელის გათბობის გამოყენებამ შეიძლება თითოეული ნიმუში თანაბრად გაათბოს, შედეგი არის კარგი განმეორებადობა.

4. რეზიუმე

ექსპერიმენტული შედეგები აჩვენებს, რომ ამ ნაშრომში ნახსენები ცელულოზის ეთერის გამოვლენის გაუმჯობესებული მეთოდები შესაძლებელია. ამ ნაშრომში მოცემული პირობების გამოყენებამ გაშრობის წონის დაკარგვის სიჩქარის შესამოწმებლად შეიძლება გააუმჯობესოს ეფექტურობა და შეამციროს ტესტირების დრო. გოგირდის მჟავას ტესტის გარეშე წვის ნაცრის გამოყენებამ შეიძლება შეამციროს ლაბორატორიული დაბინძურება; ამ ნაშრომში გამოყენებული ღუმელის მეთოდი, როგორც ცელულოზის ეთერის ჯგუფის შემცველობის ტესტის წინასწარი დამუშავების მეთოდი, შეუძლია წინასწარი დამუშავება უფრო ეფექტური და უსაფრთხო გახადოს.