Cellulose Ether li ser Epoxy Resin

Pembû û toza çopê wekî madeyên xam têne bikar anîn, û di nav alkaliyan de hîdrolîz dibinether selulozêdi bin çalakiya 18% alkali û rêzek pêvekêşan de. Dûv re ji bo tevnhevkirinê rezîla epoksî bikar bînin, rêjeya molar ya rezîla epoksî û fîberê alkali 0.5: 1.0 e, germahiya reaksiyonê 100 e.°C, dema reaksiyonê 5.0h e, dozaja katalîzatorê% 1 e, û rêjeya veguheztina etherification% 32 e. Ethera epoksî ya selulozê ya ku hatî bidestxistin bi 0,6 mol Cel-Ep û 0,4 mol CAB re tê tevlihev kirin da ku hilberek pêvekirina nû ya bi performansa baş were hevber kirin. Struktura hilberê bi IR-ê hate pejirandin.

Peyvên sereke:ether cellulose; synthesis; CAB; taybetiyên pêçanê

Cellulose ether Polîmerek xwezayî ye, ku bi kondensasyonê pêk têβ- glukoz. Celuloz xwedan astek polîmerîzasyonek bilind, rêgezek baş û aramiya kîmyewî ya baş e. Ew dikare bi dermankirina kîmyewî ya selulozê (esterification an etherification) were bidestxistin. Rêzikek jêderkên selulozê, van hilberan bi berfirehî di plastîk, qutiyên nîvroyê yên biyolojîk de, cil û bergên otomotîvê yên bilind-dawî, perçeyên otomotîvê, melzemeyên çapkirinê, adhesive, hwd. bi berdewamî berfireh dibe, hêdî hêdî pergalek pîşesaziya fîberê ava dike. Ev mijar ew e ku toz an pembûya bermayî bikar bîne da ku ji hêla lîreyê ve di nav fiberên kurt de were hîdrolîz kirin, û dûv re bi kîmyewî were şelandin û guheztin da ku celebek nû ya cilê ku di belgeyê de nehatiye ragihandin were çêkirin.

1. Ceribandin

1.1 Reagent û amûr

Pembû çopê (şûştî û hişkkirî), NaOH, 1,4-butanediol, methanol, thiourea, urea, rezîla epoksî, anhîdrad acetîk, asîda butîric, trichloroethane, asîda formîk, glyoxal, toluene, CAB, hwd. . Magna-IR 550 spektrometra infrasor a ku ji hêla Pargîdaniya Nicolet a Dewletên Yekbûyî ve hatî hilberandin, ji bo amadekirina nimûneyan bi rûxandina tetrahydrofuran a solvan hate bikar anîn. Vîskometer Tu-4, FVXD3-1 cureyê germahiya domdar, kewçêra reaksiyona tevlêdana elektrîkê ya xwe-kontrolkirî, ku ji hêla Weihai Xiangwei Factory Makîneyên Kîmyewî ve hatî hilberandin; vîskometerê zivirî NDJ-7, cureya Z-10MP5, ku ji hêla Fabrîkaya Amûrên Shanghai Tianping ve hatî hilberandin; giraniya molekulî bi vîskozîteya Ubbelohde tê pîvandin; Amadekirin û ceribandina fîlima boyaxê dê li gorî standarda neteweyî GB-79 were kirin.

1.2 Prensîba reaksiyonê

1.3 Sentez

Senteza seluloza epoksî: 100 gr fîbera pembû ya hûrkirî têxin nav reaktorek elektrîkê ya bi germahiya domdar û xwe-kontrolkirî, oksîdanek lê zêde bikin û 10 hûrdeman bertek nîşan bidin, dûv re alkol û alkalê lê zêde bikin da ku lûkek bi giraniya 18% çêbikin. Lezkerên A, B, û hwd ji bo gemarkirinê zêde bikin. 12 saetan di bin valahiya germahiyek diyarkirî de bertek nîşan bidin, fîlter bikin, zuwa bikin û 50 gram seluloza alkalîzekirî bipîvin, helwêstê têkel lê zêde bikin da ku çêlekek çêbibe, katalîzator û rezîla epoksî ya bi giraniya molekularî ya taybetî lê zêde bikin, heya 90~110 germ bikin.℃ji bo reaksiyona etherification 4.0~ 6.0h heya ku reaktant tevlihev bibin. Ji bo bêbandorkirin û rakirina alkaliyên zêde asîda formîk lê zêde bikin, çareseriya avî û şêlê ji hev veqetînin, bi 80 bişon.℃ava germ ji bo rakirina xwêya sodyûmê, û ji bo karanîna paşê hişk bike. Vîskozîteya hundurîn bi vîskometerek Ubbelohde hate pîvandin û giraniya molekulê ya vîskozîtî-navîn li gorî wêjeyê hate hesibandin.

Acetate butyl cellulose li gorî rêbaza edebî tê amadekirin, 57,2 gram pembûya rafînerî tê hilanîn, 55 gram anhîdradê acetîk, 79 gram asîdê butîric, 9,5 gram acetate magnesium, 5,1 gr asîdê sulfurîk, butyl acetate wekî çareserker bikar tînin, û li ser reaksiyonê dikin. Germiyek diyarkirî heya ku jêhatî be, bi lêzêdekirina acetate sodyûm bêbandor kirin, bi rijandin, fîltrekirin, şuştin, fîltrekirin, û ji bo karanîna paşê hişk kirin. Cel-Ep bistînin, mîqdarek guncan a CAB û helwêstê tevlihevkirî yê taybetî lê zêde bikin, germ bikin û 0,5 demjimêran tevlihev bikin da ku şilek stûr a yekreng ava bikin, û amadekirina fîlimê û ceribandina performansê rêbaza GB-79 bişopînin.

Tesbîtkirina asta esterîfkirina selulozê acetate: Pêşî selulozê acetate di dimethyl sulfoxide de bihelînin, mîqdarek pîvandî ya çareseriya alkaliyê lê zêde bikin ku germ bikin û hîdrolîz bikin, û çareseriya hîdrolîzkirî bi çareseriya standard NaOH titre bikin da ku xerckirina giştî ya alkaliyê hesab bikin. Tespîtkirina naveroka avê: Nimûneyê di 100~105 de di tendûrê de bixin°C ji bo 0,2h zuwa bibe, piştî sarbûnê girtina avê giran bike û hesab bike. Tespîtkirina vegirtina alkaliyê: Nimûneyek mîqdar bipîvin, wê di ava germ de bihelînin, nîşana violetê methyl lê zêde bikin, û dûv re bi 0,05 mol/L H2SO4 titra bikin. Tespîtkirina pileya berfirehbûnê: 50 g nimûneyê giran bikin, wê biperçiqînin û bixin nav lûleyek birêkûpêk, hejmêra piştî lerza elektrîkê bixwînin, û wê bi qebareya toza seluloza nealkalînkirî re bidin hev da ku dereceya berfirehbûnê hesab bikin.

2. Encam û nîqaş

2.1 Têkiliya di navbera kombûna alkali û asta werimîna selulozê de

Reaksiyona selûlozê ya bi qasekî diyarkirî ya çareseriya NaOH dikare krîstalîzasyona birêkûpêk û bi rêkûpêk a selulozê hilweşîne û selulozê bitewîne. Û di lîzê de hilweşandinên cihêreng çêdibin, asta polîmerîzasyonê kêm dikin. Ezmûnan nîşan didin ku asta werimîna selulozê û mîqdara girêdana alkaliyan an jî adsorpsiyonê bi giranbûna alkaliyê zêde dibe. Bi zêdebûna germahiyê re asta hîdrolîzê zêde dibe. Dema ku tewra alkali digihîje %20, asta hîdrolîzê di t=100 de %6,8 e.°C; pileya hîdrolîzê li t=135 %14 e°C. Di heman demê de, ezmûn nîşan dide ku dema ku alkali ji% 30 zêdetir be, asta hîdrolîza zincîra selulozê bi girîngî kêm dibe. Gava ku tansiyona alkali digihîje% 18, kapasîteya adsorption û asta werimîna avê ya herî zêde ye, tansiyon her ku diçe zêde dibe, bi tundî dadikeve deştek, û dûv re bi domdarî diguhezîne. Di heman demê de, ev guhertin ji bo bandora germê pir hesas e. Di bin heman giraniya alkaliyê de, dema ku germ kêm be (<20°C), asta werimîna selulozê mezin e, û mîqdara adsorbasyona avê mezin e; di germahiya bilind de, asta werimandinê û mîqdara adsorbasyona avê girîng e. kêmkirin.

Li gorî wêjeyê fîberên alkalî yên bi naveroka avê û naveroka alkaliyê yên cihêreng bi rêbaza analîza tîrêjê ya rontgenê hatine destnîşankirin. Di operasyona rastîn de, 18% ~ 20% lûk tê bikar anîn da ku germahiya reaksiyonê ya diyarkirî kontrol bike da ku asta werimandina selulozê zêde bike. Ceribandin nîşan didin ku seluloza ku bi germkirina 6 ~ 12 saetan re bertek nîşan dide dikare di nav halên polar de were hilweşandin. Li ser bingeha vê rastiyê, nivîskar difikire ku çareserbûna selulozê di asta hilweşîna girêdana hîdrojenê de di navbera molekulên selulozê de di beşa krîstal de, li dûv re asta hilweşîna girêdana hîdrojenê ya komên glukozê yên intramolekular C3-C2 de rolek diyarker dilîze. Her ku pileya hilweşîna girêdana hîdrojenê mezintir be, ew qas mezinbûna tîrêja alkaliyê mezintir dibe, û girêdana hîdrojenê bi tevahî tê hilweşandin, û hîdrolîzata dawîn maddeyek ku di avê de çareser dibe ye.

2.2 Bandora Accelerator

Di dema alkalîzasyona selulozê de zêdekirina alkolê ya xala kelînê ya bilind dikare germahiya reaksiyonê zêde bike, û lê zêdekirina mîqdarek piçûktir a berfê wekî alkolê kêm û thiourea (an urea) dikare pir zêde bikeve nav û werimandina selulozê. Her ku tansiyona alkolê zêde dibe, vegirtina alkalî ya selulozê zêde dibe, û xalek ji nişka ve guheztinek çêdibe dema ku tansiyon %20 be, ku dibe ku alkola yekfunctional bikeve nav molekulên selulozê da ku bi selulozê re girêdanên hîdrojenê çêbike, û rê li ber selulozê bigire. molekul Girêdanên hîdrojenê yên di navbera zincîre û zincîrên molekulî de pileya tevliheviyê zêde dike, rûberê zêde dike û rêjeya adsorbasyona alkaliyê zêde dike. Lêbelê, di bin heman şert û mercan de, vegirtina alkali ya çîpên darê kêm e, û kevçî di rewşek guhezbar de diguhere. Dibe ku ew bi naveroka kêm selulozê ya di çîpên darê de têkildar be, ku tê de hejmareke mezin lignin heye, ku ketina alkolê asteng dike, û xwedan berxwedana baş a avê û berxwedana alkalî ye.

2.3 Etherification

Katalîzatorê 1% B lê zêde bikin, germahiyên reaksiyonê yên cihêreng kontrol bikin, û bi rezîla epoksî û fîbera alkali re guheztina etherîkirinê pêk bînin. Çalakiya reaksiyona etherification di 80 de kêm e°C. Rêjeya grafkirinê ya Cel tenê% 28 e, û çalakiya etherification hema hema di 110 de duqat e.°C. Bi dîtina şert û mercên reaksiyonê yên wekî çareserker, germahiya reaksiyonê 100 e°C, û dema reaksiyonê 2.5h e, û rêjeya grafkirinê ya Cel dikare bigihîje 41%. Wekî din, di qonaxa destpêkê ya reaksiyona etherification de (<1.0h), ji ber reaksiyona heterojen a di navbera seluloza alkali û rezîla epoksî de, rêjeya grafkirinê kêm e. Bi zêdebûna asta etherification Cel, ew hêdî hêdî vediguhere reaksiyonek homojen, ji ber vê yekê reaksiyonê Çalakî bi tundî zêde bû, û rêjeya grafkirinê zêde bû.

2.4 Têkiliya di navbera rêjeya grafkirina Cel û çareserbûnê de

Ceribandinan destnîşan kir ku piştî ku rezbera epoksî bi seluloza alkali ve tê veşandin, taybetmendiyên laşî yên wekî vîskozîteya hilberê, adhesion, berxwedana avê, û aramiya germî dikare bi girîngî were çêtir kirin. Testa çareserbûnê Hilbera ku bi rêjeya neqlandina Celal <40% dikare di alkol-estera jêrîn, rezîla alkîd, rezîla asîda polyacrylic, asîda pimarîk akrilîk û reşên din de were hilweşandin. Rezîna Cel-Ep xwedan bandorek çareserkirinê ya eşkere ye.

Bi ceribandina fîlimê re digel hev, tevliheviyên bi rêjeya gewrkirinê 32% ~ 42% bi gelemperî lihevhatinek çêtir heye, û tevheviyên bi rêjeya neqlkirinê ya <30% xwedan lihevhatinek qels û ronahiya kêm a fîlima xêzkirinê ne; rêjeya şilkirinê ji 42% bilindtir e, berxwedana ava kelandî, berxwedana alkolê, û berxwedana rûkala organîk a polar a fîlima pêvekirinê kêm dibe. Ji bo baştirkirina lihevhatina materyalê û performansa pêvekirinê, nivîskar CAB li gorî formula di Tabloya 1-ê de zêde kir da ku bêtir çareser bike û biguhezîne da ku hevjiyana Cel-Ep û CAB pêşve bibe. Tevlihev pergalek hema hema hema hema pêk tîne. Kûrahiya navbera berhevokê ya tevliheviyê pir zirav e û hewl dide ku di rewşa nano-hucreyan de be.

2.5 Têkiliya di navbera Cel-Rêjeya tevlihevkirina Ep / CAB û taybetmendiyên laşî

Bi karanîna Cel-Ep ji bo tevlihevkirina CAB-ê, encamên ceribandina pêvekirinê destnîşan dikin ku acetate selulozê dikare bi girîngî taybetmendiyên pêvekirina materyalê, nemaze leza zuwakirinê baştir bike. Hêmana paqij a Cel-Ep zehmet e ku di germahiya odeyê de hişk bibe. Piştî lê zêdekirina CAB, her du materyal xwedan performansa berbiçav e.

2.6 Vedîtina spektra FTIR

3. Encam

(1) Seluloza pembû dikare di 80 de biwerime°C bi> 18% alkaliya konsantrekirî û rêzek pêvek, germahiya reaksiyonê zêde dike, dema reaksiyonê dirêj dike, asta werimandin û hilweşandinê zêde dike heya ku bi tevahî hîdrolîz bibe.

(2) Reaksiyona etherification, rêjeya xwarina molarê Cel-Ep 2 ye, germahiya reaksiyonê 100 e°C, dem 5h e, dozaja katalîzatorê% 1 e, û rêjeya eterîfîkasyonê dikare bigihîje 32% ~ 42%.

(3) Guhertina tevlihevkirinê, dema ku rêjeya molarê ya Cel-Ep:CAB=3:2, performansa hilbera sentezkirî baş e, lê Cel-Ep-a safî nikare wekî pêçek, tenê wekî adhesive were bikar anîn.