셀룰로오스 에테르 에폭시 수지에

폐목화, 톱밥 등을 원료로 사용하여 가수분해하여 알칼리로셀룰로오스 에테르18% 알칼리와 일련의 첨가제의 작용하에. 그런 다음 그래프팅을 위해 에폭시 수지를 사용하고 에폭시 수지와 알칼리 섬유의 몰비는 0.5:1.0이며 반응 온도는 100입니다.°C, 반응 시간은 5.0h, 촉매 투여량은 1%, 에테르화 그래프팅 속도는 32%입니다. 얻은 에폭시 셀룰로오스 에테르를 Cel-Ep 0.6mol과 CAB 0.4mol과 혼합하여 성능이 좋은 새로운 코팅 제품을 합성합니다. IR을 통해 제품구조를 확인하였습니다.

핵심 단어:셀룰로오스 에테르; 합성; 택시; 코팅 특성

셀룰로오스 에테르 의 축합으로 형성된 천연고분자이다.β-포도당. 셀룰로오스는 높은 중합도, 좋은 배향도, 좋은 화학적 안정성을 가지고 있습니다. 셀룰로오스를 화학적으로 처리(에스테르화 또는 에테르화)하여 얻을 수 있습니다. 일련의 셀룰로오스 유도체인 이 제품은 플라스틱, 생분해성 도시락, 고급 자동차 코팅, 자동차 부품, 인쇄 잉크, 접착제 등에 널리 사용됩니다. 현재 새로운 변형 셀룰로오스 품종이 지속적으로 등장하고 있으며 응용 분야는 다음과 같습니다. 지속적으로 확장하여 점차 섬유 산업 시스템을 형성합니다. 본 주제는 톱밥이나 폐면을 사용하여 잿물에 의해 단섬유로 가수분해된 후 화학적으로 접목 및 변형되어 문서에 보고되지 않은 새로운 유형의 코팅을 형성하는 것입니다.

1. 실험

1.1 시약 및 기기

폐면(세탁 및 건조), NaOH, 1,4-부탄디올, 메탄올, 티오요소, 요소, 에폭시수지, 무수초산, 부티르산, 트리클로로에탄, 포름산, 글리옥살, 톨루엔, CAB 등 (순도는 CP등급) . 용매 테트라히드로푸란 코팅법으로 시료를 제조하기 위해 미국 Nicolet Company에서 제작한 Magna-IR 550 적외선 분광계를 사용하였다. Tu-4 점도계, FVXD3-1형 항온 자동 제어형 전기 교반 반응 주전자, 웨이하이 샹웨이 화학 기계 공장에서 생산. 회전 점도계 NDJ-7, Z-10MP5 유형, Shanghai Tianping Instrument Factory에서 생산; 분자량은 Ubbelohde 점도로 측정됩니다. 페인트 필름의 준비 및 테스트는 국가 표준 GB-79에 따라 수행됩니다.

1.2 반응원리

1.3 합성

에폭시셀룰로오스의 합성 : 항온자율 전기교반반응기에 잘게 썬 면섬유 100g을 넣고 산화제를 첨가하여 10분간 반응시킨 후 알코올과 알칼리를 첨가하여 농도 18%의 잿물을 만든다. 함침을 위해 촉진제 A, B 등을 첨가합니다. 진공하에서 일정온도에서 12시간 반응시킨 후 알칼리화셀룰로오스 50g을 여과, 건조, 칭량한 후 혼합용매를 첨가하여 슬러리로 만든 후 촉매 및 특정 분자량의 에폭시수지를 첨가하여 90~110℃까지 가열한다.℃에테르화 반응의 경우 반응물이 혼화될 때까지 4.0~6.0시간 동안 진행됩니다. 개미산을 첨가하여 중화시키고 과잉의 알칼리를 제거한 후 수용액과 용매를 분리하고 80°C로 세척한다.℃뜨거운 물로 나트륨염을 제거하고 건조시킨 후 나중에 사용하세요. 고유점도는 Ubbelohde 점도계로 측정하였고, 문헌에 따라 점도-평균 분자량을 계산하였다.

문헌방법에 따라 아세트산부틸셀룰로오스를 제조하고 정제면 57.2g을 달아 무수초산 55g, 부티르산 79g, 아세트산마그네슘 9.5g, 황산 5.1g을 넣고 아세트산부틸을 용매로 하여 100℃에서 반응시킨다. 자격이 부여될 때까지 특정 온도에서 아세트산 나트륨을 첨가하여 중화하고 침전시키고 여과하고 세척하고 여과하고 나중에 사용하기 위해 건조합니다. Cel-Ep를 취하여 적당량의 CAB와 특정 혼합용매를 첨가하고 0.5시간 동안 가열 및 교반하여 균일하고 걸쭉한 액체를 형성하며, 코팅막 제조 및 성능 시험은 GB-79 방법을 따른다.

셀룰로오스 아세테이트의 에스테르화 정도 측정: 먼저 셀룰로오스 아세테이트를 디메틸설폭사이드에 용해시키고, 계량된 양의 알칼리 용액을 첨가하여 가열하고 가수분해한 다음, 가수분해된 용액을 NaOH 표준 용액으로 적정하여 알칼리의 총 소모량을 계산합니다. 수분 함량 측정: 샘플을 100~105도 오븐에 넣습니다.°C에서 0.2시간 동안 건조시키고, 무게를 측정하고 냉각 후 흡수율을 계산합니다. 알칼리흡수측정 : 정량시료를 달아 뜨거운 물에 녹인 후 메틸바이올렛 지시약을 넣고 0.05mol/L H2SO4로 적정한다. 팽창도 측정: 시료 50g을 계량하고 분쇄하여 눈금관에 넣은 후 전기 진동 후 부피를 판독하고 이를 비알칼리성 셀룰로오스 분말의 부피와 비교하여 팽창도를 계산합니다.

2. 결과 및 논의

2.1 알칼리 농도와 셀룰로오스 팽윤도의 관계

특정 농도의 NaOH 용액과 셀룰로오스의 반응은 셀룰로오스의 규칙적이고 규칙적인 결정화를 파괴하고 셀룰로오스를 부풀게 만들 수 있습니다. 그리고 잿물에서는 다양한 분해가 일어나 중합도가 감소합니다. 실험 결과, 알칼리 농도에 따라 셀룰로오스의 팽윤 정도와 알칼리 결합 또는 흡착량이 증가하는 것으로 나타났습니다. 온도가 증가함에 따라 가수분해 정도도 증가합니다. 알칼리 농도가 20%에 도달하면 t=100에서 가수분해도는 6.8%입니다.°기음; 가수분해도는 t=135에서 14%입니다.°C. 동시에, 실험에 따르면 알칼리가 30%를 초과하면 셀룰로오스 사슬 절단의 가수분해 정도가 크게 감소하는 것으로 나타났습니다. 알칼리 농도가 18%에 도달하면 물의 흡착 능력과 팽윤 정도가 최대가 되고 농도는 계속 증가하다가 정체 상태로 급격하게 떨어지다가 꾸준히 변화합니다. 동시에 이러한 변화는 온도의 영향에 매우 민감합니다. 동일한 알칼리 농도에서 온도가 낮을 ​​때(<20°C) 셀룰로오스의 팽윤도가 크고 물의 흡착량이 크다. 고온에서는 팽윤 정도와 수분 흡착량이 중요합니다. 줄이다.

수분 함량과 알칼리 함량이 다른 알칼리 섬유는 문헌에 따른 X-선 회절 분석 방법을 사용하여 결정되었습니다. 실제 작업에서는 셀룰로오스의 팽윤 정도를 높이기 위해 18%~20%의 잿물을 사용하여 특정 반응 온도를 제어합니다. 실험에 따르면 6~12시간 동안 가열하여 반응한 셀룰로오스는 극성 용매에 용해될 수 있습니다. 이러한 사실을 토대로 저자는 셀룰로오스의 용해도가 결정성 부분의 셀룰로오스 분자 사이의 수소결합 파괴 정도에 결정적인 역할을 하고, 이어서 분자 내 포도당 그룹 C3-C2의 수소결합 파괴 정도에 결정적인 역할을 한다고 생각합니다. 수소결합 파괴 정도가 클수록 알칼리 섬유의 팽윤 정도가 커지며, 수소결합이 완전히 파괴되어 최종 가수분해물은 수용성 물질이 된다.

2.2 액셀러레이터의 효과

셀룰로오스 알칼리화 시 고비점 알코올을 첨가하면 반응온도가 상승할 수 있으며, 저급 알코올, 티오요소(또는 요소) 등 추진제를 소량 첨가하면 셀룰로오스의 침투 및 팽윤을 크게 촉진할 수 있습니다. 알코올의 농도가 증가함에 따라 셀룰로오스의 알칼리 흡수가 증가하며, 농도가 20%가 되면 급격한 변화점이 있는데, 이는 단관능성 알코올이 셀룰로오스 분자에 침투하여 셀룰로오스와 수소 결합을 형성하여 셀룰로오스의 흡수를 방해할 수 있습니다. 분자 사슬과 분자 사슬 사이의 수소 결합은 무질서 정도를 증가시키고, 표면적을 증가시키며, 알칼리 흡착량을 증가시킵니다. 그러나 동일한 조건에서 우드칩의 알칼리 흡수율은 낮고, 곡선이 변동하는 상태로 변화합니다. 이는 우드칩의 셀룰로오스 함량이 낮기 때문일 수 있는데, 리그닌이 다량 함유되어 있어 알코올의 침투를 방해하고 내수성, 내알칼리성이 우수합니다.

2.3 에테르화

1% B 촉매를 추가하고 다양한 반응 온도를 제어하며 에폭시 수지와 알칼리 섬유로 에테르화 변형을 수행합니다. 에테르화 반응 활성이 80으로 낮습니다.°C. Cel의 접목율은 28%에 불과하며, 에테르화 활성은 110에서 거의 2배가 됩니다.°다. 용매 등 반응조건을 고려하여 반응온도는 100℃로 한다.°C, 반응 시간은 2.5시간이고 Cel의 접목율은 41%에 도달할 수 있습니다. 또한, 에테르화 반응 초기(<1.0h)에서는 알칼리 셀룰로오스와 에폭시 수지의 불균일 반응으로 인해 그래프팅 속도가 낮다. Cel 에테르화도가 증가함에 따라 점차 균질한 반응으로 바뀌므로 반응 활성이 급격히 증가하고 그래프트율도 증가하였다.

2.4 Cel 접목률과 용해도의 관계

실험 결과, 에폭시 수지에 알칼리 셀룰로오스를 접목한 후 제품 점도, 접착력, 내수성, 열 안정성 등의 물리적 특성이 크게 향상되는 것으로 나타났습니다. 용해도 시험 Cel 그래프팅률이 40% 미만인 제품은 저급 알코올 에스테르, 알키드 수지, 폴리아크릴산 수지, 아크릴 피마르산 및 기타 수지에 용해될 수 있습니다. Cel-Ep 수지는 확실한 용해 효과를 가지고 있습니다.

코팅 필름 테스트와 결합하면 그래프트율이 32%~42%인 블렌드가 일반적으로 더 나은 상용성을 가지며 그래프트율이 <30%인 블렌드는 상용성이 낮고 코팅 필름의 광택이 낮습니다. 그래프트율이 42%를 초과하면 도막의 비등수성, 내알코올성, 극성유기용제성이 저하됩니다. 저자는 재료 호환성과 코팅 성능을 향상시키기 위해 표 1의 공식에 따라 CAB를 추가하여 더욱 용해시키고 변형시켜 Cel-Ep와 CAB의 공존을 촉진했습니다. 혼합물은 대략적인 균질 시스템을 형성합니다. 블렌드의 조성계면두께는 매우 얇아서 나노셀 상태에 있으려고 하는 경향이 있다.

2.5 셀 간의 관계—Ep/CAB 혼합 비율 및 물리적 특성

CAB와 혼합하기 위해 Cel-Ep를 사용한 코팅 테스트 결과는 셀룰로오스 아세테이트가 재료의 코팅 특성, 특히 건조 속도를 크게 향상시킬 수 있음을 보여줍니다. Cel-Ep의 순수 성분은 상온에서 건조되기 어렵습니다. CAB를 추가한 후 두 재료는 확실한 성능 보완성을 갖습니다.

2.6 FTIR 스펙트럼 검출

3. 결론

(1) 면 셀룰로오스는 80도에서 팽창할 수 있습니다.°C>18% 농축 알칼리 및 일련의 첨가제를 사용하면 반응 온도를 높이고 반응 시간을 연장하며 완전히 가수분해될 때까지 팽윤 및 분해 정도를 증가시킵니다.

(2) 에테르화 반응, Cel-Ep 몰 공급비는 2, 반응 온도는 100°C, 시간은 5시간이고 촉매 투여량은 1%이며 에테르화 그래프팅 속도는 32%~42%에 도달할 수 있습니다.

(3) Blending 변형, Cel-Ep:CAB=3:2의 몰비일 때 합성된 생성물의 성능은 양호하지만 순수 Cel-Ep는 코팅제로는 사용할 수 없고 접착제로만 사용할 수 있습니다.