Meriv çawa etera Cellulosê çêdike?

Ethera selûlozê cureyek jêderveka selulozê ye ku bi guherandina eterîfkirina selulozê tê bidestxistin. Ew bi berfirehî ji ber stûrbûna xweya hêja, emulsification, suspension, damezrandina fîlimê, koloida parastinê, ragirtina şilbûnê, û taybetmendiyên adhesionê tê bikar anîn. Ew di pêşkeftina aboriya neteweyî de di warên lêkolînên zanistî û pîşesaziyê de wekî xwarin, derman, kaxezsazkirin, xêzkirin, materyalên avahîsaziyê, vejena neftê, tekstîl û pêkhateyên elektronîkî de rolek girîng dilîze. Di vê gotarê de, pêşkeftina lêkolînê ya guheztina etherîkirina selulozê tê vekolîn.

Celluloseetherdi xwezayê de polîmera organîk a herî zêde ye. Ew tê nûkirin, kesk û biyolojîk e. Ew ji bo endezyariya kîmyewî madeyek xav a bingehîn a girîng e. Li gorî cîgirên cihêreng ên li ser molekula ku ji reaksiyona eterîfîkasyonê têne wergirtin, ew dikare bibe etherên yekane û tevlihev. cellulose ethers.Li vir em pêşkeftina lêkolînê ya li ser senteza yek etheran, di nav de etherên alkyl, etherên hîdroksîalkîl, eterên karboksyalkîl, û etherên tevlihev, dinirxîne.

Peyvên sereke: cellulose ether, etherification, yek ether, ether tevlihev, pêşveçûna lêkolînê

1.Reaksiyona etherîkirina selulozê

Reaksiyona etherification ya selulozê ether reaksiyona herî girîng a derivatkirina selûlozê ye.Eterîkirina selûlozê rêzek jêderan e ku ji ber reaksiyona komên hîdroksîl ên li ser zincîreyên molekul ên selulozê bi madeyên alkîlker di şert û mercên alkalîn de têne hilberandin. Gelek celeb hilberên ethera selulozê hene, ku dikarin li gorî cîhgiranên cihêreng ên li ser molekulên ku ji reaksiyona eterîfîkasyonê têne wergirtin di nav etherên yekane û etherên tevlihev de bêne dabeş kirin. Etherên yekane dikarin li eterên alkyl, eterên hîdroksîalkîl û eterên karboksyalkîl werin dabeş kirin, û eterên tevlihev bi eterên bi du an bêtir komên ku di avahiya molekulê de ve girêdayî ne vedibêjin. Di nav hilberên etherê yên selulozê de, karboksîmetîl cellulose (CMC), hîdroksîetîl cellulose (HEC), hîdroksîpropyl cellulose (HPC), hîdroksîpropil methyl cellulose (HPMC) têne temsîl kirin, ku di nav wan de Hin hilber hatine bazirganî kirin.

2.Senteza ethera selulozê

2.1 Senteza yek ether

Etherên yekalî eterên alkîl (wekî etîl seluloz, propîl seluloz, fenîl seluloz, cyanoethyl cellulose, hwd.), eterên hîdroksîalkîl (wek hîdroksîmetîl celluloz, hîdroksîetîl celluloz, hwd.), eterên karboksyalkîl (wekî karboksîmetîlulose, karboksîmetîlûlose, wekî karboksîmetîl cellulose) hene. hwd.).

2.1.1 Senteza alkyl ethers

Berglund et al pêşî selulozê bi çareseriya NaOH ku bi etil klorîdê lê zêde kir, dûv re li germahiya 65 klorîd metîl lê zêde kirin.°C heta 90°C û zextek ji 3bar heya 15bar, û reaksiyonê kir ku ethera methyl cellulose hilberîne. Ev rêbaz dikare pir bikêrhatî be Ji bo bidestxistina eterên metîl cellulozê yên ku di avê de tê çareser kirin bi dereceyên cihêreng ên veguheztinê.

Ethylcellulose granula an tozek termoplastîk a spî ye. Berhemên gelemperî 44% ~ 49% etoxy hene. Di piraniya helawerên organîk de, di avê de nayê çareser kirin. pulp an pembû bi 40% ~ 50% çareseriya avê ya hîdroksîd sodyûmê, û seluloza alkalîzekirî bi etil klorîdê etoxylated bû ji bo hilberîna etil selulozê. Etil cellulose (EC) bi serketî bi naveroka etoksî ya 43,98% bi rêbazek yek-gavekî bi reaksiyonê selulozê bi etil klorîd û hîdroksîdê sodyûmê re reaksiyonê, bi karanîna toluene wekî diluent ve hatî sentez kirin. Di azmûnê de toluene wekî rijandin hate bikar anîn. Di dema reaksiyona etherification de, ew ne tenê dikare belavkirina etil klorîdê li seluloza alkali pêşve bixe, lê di heman demê de seluloza ethylê ya pir cîgir jî hilweşîne. Di dema reaksiyonê de, beşa ku reaksîyon nekiriye dikare bi domdarî were xuyang kirin, ku kirdeya etherîkirinê çêdike. Dagirkirina wê hêsan e, ji ber vê yekê reaksiyona etilasyonê ji heterojen berbi homojen diguhere, û belavkirina cîgiran di hilberê de yekrengtir e.

Etil bromide wekî kargêrê etherification û tetrahydrofuran wekî diluent bikar anîn da ku etil cellulose (EC) sentez bike, û strukturên hilberê bi spektroskopiya infrared, rezonansa magnetîkî ya nukleer û kromatografiya permeation gel diyar kir. Tê hesab kirin ku dereceya cîgiriya seluloza etilê ya sentezkirî bi qasî 2,5 e, belavkirina girseya molekulî teng e, û ew di halên organîk de xwedan helbûna baş e.

cyanoethyl cellulose (CEC) bi rêbazên homojen û heterojen bi karanîna selulozê bi dereceyên cihêreng ên polîmerîzasyonê wekî madeyên xav, û materyalên membranê yên CEC-ê yên hişk bi avêtina çareseriyê û pêça germ ve têne amadekirin. Parzûnên CEC yên porous bi teknolojiya veqetandina qonaxê (NIPS) ve hatî çêkirin, û materyalên membrana nanokompozît barium titanate/cyanoethyl cellulose (BT/CEC) ji hêla teknolojiya NIPS ve hatine amadekirin, û avahî û taybetmendiyên wan hatine lêkolîn kirin.

Ji bo ku cyanoethyl cellulose (CEC) bi akrylonitrile re wekî eterîfîkasyonê bi rengek homojen sentez bike, çareserkerê selulozê (çareseriya alkali/urea) ya xwe-pêşkeftî (çareseriya alkali/urea) bikar anî, û lêkolînek li ser avahî, taybetmendî û sepanên hilberê kir. kûr lêkolîn. Û bi kontrolkirina şert û mercên reaksiyonê yên cihêreng, rêzek CEC-ên bi nirxên DS-ê yên ku ji 0.26 heta 1.81-ê ne têne wergirtin.

2.1.2 Senteza etherên hîdroksîalkîl

Fan Junlin et al di reaktorek 500 L de hîdroksîetîl selulozê (HEC) amade kir ku pembûya rafînerkirî wekî madeya xav û 87,7% isopropanol-ava wekî çareserker bi alkalîzasyona yek gav, bêbandorkirina gav-gav û etherîkirina gav-gav bikar tîne. . Encaman destnîşan kir ku seluloza hîdroksîetîl a amadekirî (HEC) xwedan veguheztina molarê ya MS 2.2-2.9 bû, ku digihîje heman standarda kalîteyê wekî hilbera pola bazirganî ya Dows 250 HEC bi veguheztina molarê ya 2.2-2.4. Bikaranîna HEC-ê di hilberîna boyaxa lateksê de dikare taybetmendiyên çêkirina fîlim û hevsengkirina boyaxa lateksê baştir bike.

Liu Dan û yên din li ser amadekirina xwêya ammonyûmê ya çarçaxê katyonîk hîdroksîethyl cellulose bi rêbaza nîv-zuwa ya hîdroksîethyl cellulose (HEC) û 2,3-epoxypropyltrimethylammonium kloride (GTA) di bin çalakiya katalîzasyona alkali de nîqaş kirin. şert û mercên ether. Bandora lêzêdekirina etera hîdroksîethyl cellulose kationîk li ser kaxezê hate lêkolîn kirin. Encamên ceribandinê destnîşan dikin ku: di pulpa dara hişkkirî ya spîkirî de, dema ku dereceya veguheztina etera hîdroksîetîl selulozê ya kationîk 0,26 be, rêjeya ragirtina giştî %9 zêde dibe û rêjeya parzûna avê %14 zêde dibe; di pulpa dara hişk a spîkirî de, dema ku mîqdara etera hîdroksîetîl selulozê ya kationîk %0,08 ê felqê ye, ew li ser kaxezê xwedî bandorek xurtker a girîng e; asta cîgirbûna etera selulozê ya kationîk çi qas mezintir be, ew qas tîrêjiya barkirina kationîk mezintir û bandora xurtkirinê jî baştir dibe.

Zhanhong ji bo amadekirina hîdroksîetîl selulozê bi nirxa vîskozîteyê 5 rêbaza senteza qonaxa şil bikar tîne.×104 mPa·s an zêdetir û nirxek ash ji% 0,3 kêmtir bi pêvajoya du-gavekî ya alkalîzasyon û etherification. Du rêbazên alkalîzasyonê hatin bikaranîn. Rêbaza yekem ev e ku meriv acetone wekî diluent bikar bîne. Madeya xav a selulozê rasterast di nav hûriyek diyarkirî ya çareseriya avê ya hîdroksîdê sodyûmê de tê bingehîn. Piştî ku reaksiyona bingehîn pêk tê, karmendek etherification tê zêdekirin da ku rasterast reaksiyona etherification pêk bîne. Rêbaza duyemîn ev e ku maddeya xav a selulozê di nav çareseriyek avî ya hîdroksîdê sodyûm û urea de tê alkalîzekirin, û seluloza alkalî ya ku bi vê rêbazê hatî amadekirin divê were qul kirin da ku leyla zêde berî reaksiyona etherification were rakirin. Encamên ceribandinê destnîşan dikin ku faktorên wekî mîqdara diluentê bijartî, mîqdara ethylene oxide zêde, dema alkalîzasyonê, germahî û dema reaksiyona yekem, û germahî û dema reaksiyona duyemîn hemî bandorek mezin li ser performansê dikin. ya berhemê.

Xu Qin et al. reaksiyona etherîkirina seluloza alkalî û oksîdê propîlen pêk anî, û hîdroksîpropîl seluloz (HPC) bi dereceya cîgirkirina kêm bi rêbaza qonaxa gaz-zelal çêkir. Bandorên perçeya girseyî ya oksîdê propylene, rêjeya kêşanê û germahiya etherification li ser asta etherification HPC û karanîna bandorker a oksîdê propylene hatin lêkolîn kirin. Encaman destnîşan kir ku şert û mercên çêtirîn ên senteza HPC-ê parçeya girseyî ya oksîdê propylene% 20 (rêjeya girseyê ya bi selulozê), rêjeya derxistina seluloz a alkalî 3.0, û germahiya etherification 60 bûn.°C. Testa strukturê ya HPC-ê ji hêla rezonansa magnetîkî ya nukleer ve destnîşan dike ku asta etherîkirina HPC 0,23 e, rêjeya karanîna bandorker a oksîdê propylene% 41,51 e, û zincîra molekulê ya selulozê bi serfirazî bi komên hîdroksîpropil ve girêdayî ye.

Kong Xingjie et al. hîdroksîpropyl cellulose bi şilava îyonî wekî çareserker amade kir da ku reaksiyona homojen a selulozê pêk bîne da ku rêziknameya pêvajoya reaksiyonê û hilberan pêk bîne. Di dema ceribandinê de, şilava îyonî ya sentetîk imidazole fosfate 1, 3-diethylimidazole diethyl fosphate hate bikar anîn da ku seluloza mîkrokrîstalîn hilweşîne, û hîdroksîpropyl cellulose bi alkalîzasyon, etherification, asîdkirin û şuştinê ve hate bidestxistin.

2.1.3 Senteza etherên karboksyalkîl

Seluloza karboksîmetîl a herî tîpîk karboksîmetîl cellulose (CMC) ye. Çareseriya avî ya karboksymethyl cellulose fonksiyonên stûrbûn, çêkirina fîlimê, girêdan, girtina avê, parastina koloidê, emulsasyon û sekinandinê heye, û bi berfirehî di şuştinê de tê bikar anîn. Derman, xwarin, macûna diranan, tekstîl, çapkirin û boyaxkirin, kaxizkirin, petrol, maden, derman, seramîk, hêmanên elektronîkî, gomek, boyax, derman, kosmetîk, çerm, plastîk û sondakirina rûn û hwd.

Di sala 1918'an de Elman E. Jansen rêbaza senteza karboksîmetîl selulozê îcad kir. Di sala 1940 de, kargeha Kalle ya Pargîdaniya Alman IG Farbeninaustrie hilberîna pîşesaziyê pêk anî. Di 1947 de, Pargîdaniya Kîmyewî ya Wyandotle ya Dewletên Yekbûyî bi serfirazî pêvajoyek hilberîna domdar pêş xist. welatê min cara yekem di sala 1958-an de li Fabrîqeya Celluloîdê ya Şanghayê ket nav hilberîna pîşesaziyê ya CMC. Karboksîmetîl seluloz eterek selulozek e ku ji pembûyê paqijkirî di bin bandora hîdroksîdê sodyûm û asîdê kloroacetîk de tê hilberandin. Rêbazên hilberîna pîşesazî ya wê dikare li du kategoriyan were dabeş kirin: Rêbaza bingehîn a avê û rêbaza-based solvent li gorî medyayên cihêreng ên etherification. Pêvajoya ku av wekî navgîna reaksiyonê tê bikar anîn wekî rêbaza navgîniya avê, û ji pêvajoya ku di navgîna reaksiyonê de halwerek organîk heye jê re rêbaza çareserker tê gotin.

Bi kûrbûna lêkolînê û pêşkeftina teknolojiyê re, şert û mercên reaksiyonê yên nû ji bo senteza karboksymethyl cellulose hatine sepandin, û pergala nû ya çareserker bandorek girîng li ser pêvajoya reaksiyonê an kalîteya hilberê heye. Olaru et al. dît ku reaksiyona karboksîmetîlasyonê ya selulozê bi karanîna pergala tevlihev a etanol-aceton ji ya etanol an aceton tenê çêtir e. Nicholson et al. Di pergalê de, CMC bi dereceyek kêm cîgir hate amadekirin. Philipp et al bi CMC-ya pir cîgir amade kirin N-methylmorpholine-N oxide û N, N dimethylacetamide/lithium chloride pergalên çareserker. Cai et al. Rêbazek ji bo amadekirina CMC-ê di pergala çareserkerê NaOH/urea de pêş xist. Ramos et al. Pergala şilavê ya îyonî ya DMSO/tetrabutylammonium floride fluoride wekî çareserker bikar anî da ku madeya xav a selulozê ya ji pembû û sîsalê hatî rafînekirin karboksîmetîl bike, û hilberek CMC ya bi dereceya veguheztinê ya bi qasî 2.17-ê bilind wergirt. Chen Jinghuan et al. cellulose bi giraniya pulpa bilind (20%) wekî madeya xav, hîdroksîdê sodyûm û acrylamide wekî reagentên guheztinê bikar anîn, di dem û germahiya destnîşankirî de reaksiyona guheztina karboksîetîlasyonê pêk anî, û di dawiyê de seluloza bingehîn a karboksîetîl wergirt. Naveroka karboksîetîlê ya hilbera guhertî dikare bi guheztina mîqdara sodyûm hîdroksîd û acrylamide ve were rêve kirin.

2.2 Senteza etherên tevlihev

Ethera hîdroksîpropyl methyl cellulose celebek etera selulozê ya ne-polar e ku di ava sar de ji seluloza xwezayî bi alkalîzekirin û guheztina eterîfasyonê ve tê çareser kirin. Ew bi çareseriya hîdroksîdê sodyûmê ve tê alkalîzekirin û rêjeyek diyarkirî ya îsopropanol û rûnê toluene lê tê zêdekirin, kargêrê etherification ku dipejirîne methyl kloride û oxide propylene ye.

Dai Mingyun et al. hîdroksîetîl seluloz (HEC) wekî pişta polîmera hîdrofîl bikar anî, û bi reaksiyona eterîfîkasyonê ajanê hîdrofobîzker butyl glycidyl ether (BGE) li stûna piştê bi reaksiyona eterîfasyonê veşart da ku koma butîl a koma hîdrofobîk rast bike. Asta cîgirkirina komê, da ku ew xwediyê nirxek hevsengiya hîdrofîl-lîpofîl be, û 2-hîdroksî-3-butoksîpropil hîdroksîetîl cellulose (HBPEC) ku ji germahiyê re bersivdar e; taybetmendiyek bersivdar a germahiyê tê amadekirin Materyalên fonksiyonel ên li ser bingeha selulozê ji bo sepandina materyalên fonksiyonel di warên berdana domdar a derman û biyolojiyê de rêyek nû peyda dikin.

Chen Yangming û yên din hîdroksîetîl cellulose wekî madeyek xav bikar anîn, û di pergala çareseriya isopropanol de, ji bo reaksiyona homojen mîqdarek piçûk Na2B4O7 li reaktant zêde kirin da ku ether hîdroksîetîl karboksîmetîl seluloza tevlihev amade bikin. Hilber di avê de tavilê ye, û vîskozîtî stabîl e.

Wang Peng pembûya safîkirî ya siruştî wekî madeya xav a bingehîn bikar tîne, û pêvajoyek etherification yek-gavekî bikar tîne da ku karboksîmetîl hîdroksîpropyl seluloz bi reaksiyona yekreng, vîskozîteya bilind, berxwedana asîdê ya baş û berxwedana xwê bi reaksiyonên alkalîzasyon û eterîfasyonê Ethera pêkhatî hilberîne. Bi karanîna pêvajoya etherification yek-gavekî, seluloza karboksîmetîl hîdroksîpropil a hilberî xwedan berxwedana xwê ya baş, berxwedana asîdê û çareserbûnê ye. Bi guheztina mîqdarên têkildar ên oksîdê propîlen û asîda kloroacetîk, hilberên bi naverokên cûda yên karboksîmetîl û hîdroksîpropil têne amadekirin. Encamên ceribandinê destnîşan dikin ku seluloza karboksîmetîl hîdroksîpropyl ku bi rêbazek yek-gavekê hatî hilberandin xwedan çerxek hilberîna kurt e, mezaxtina çareserkerê kêm e, û hilber xwedan berxwedanek hêja li hember xwêyên yekvalent û duvalent û berxwedana asîdê ya baş e. Li gorî hilberên etera selulozê yên din, ew di warên lêgerîna xwarin û neftê de pêşbaziyek bihêztir e.

Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) di nav her cûre selulozê de cûrbecûr herî berbelav û performansa herî baş e, û di heman demê de ew nûnerek tîpîk a bazirganî di nav etherên tevlihev de ye. Di sala 1927 de, hîdroksîpropylmethylcellulose (HPMC) bi serfirazî hate çêkirin û veqetandin. Di sala 1938 de, Dow Chemical Co. ya Dewletên Yekbûyî hilberîna pîşesaziyê ya methyl cellulose fêm kir û nîşana bazirganî ya navdar "Methocel" çêkir. Hilberîna pîşesaziyê ya mezin a hîdroksîpropyl methylcellulose li Dewletên Yekbûyî di sala 1948 de dest pê kir. Pêvajoya hilberîna HPMC dikare li du kategoriyan were dabeş kirin: rêbaza qonaxa gazê û rêbaza qonaxa şil. Heya nuha, welatên pêşkeftî yên wekî Ewropa, Amerîka û Japonya bêtir pêvajoya qonaxa gazê dipejirînin, û hilberîna navxweyî ya HPMC bi giranî li ser pêvajoya qonaxa şilî ye.

Zhang Shuangjian û yên din toza pembû wekî madeya xav safî kirin, bi hîdroksîdê sodyûmê di nav toluenê û îsopropanolê navberê çareserkarê reaksiyonê de alkalîze kirin, bi eterîfkerê propîlen oksîdê û klorîdê metîl eterîze kirin, reaksîyon nîşan dan û celebek hîdroksîpropyl metîl alkolê ya bingehîn hucreyek tavilê amade kirin.

3. Outlook

Celuloz madeyek xav a kîmyewî û kîmyewî ya girîng e ku ji hêla çavkaniyan ve dewlemend e, kesk û hawirdorparêz e, û dikare were nûkirin. Berhemên guheztina etherîkirina selulozê xwedan performansa hêja, cûrbecûr karanîn û bandorên karanîna hêja ne, û heya radeyek mezin hewcedariyên aboriya neteweyî bicîh tîne. Û hewcedariyên pêşkeftina civakî, digel pêşkeftina teknolojiyê ya domdar û pêkanîna bazirganiyê di pêşerojê de, heke madeyên xav sentetîk û rêbazên sentetîk ên derûvên selulozê bêtir pîşesazî bibin, ew ê bi tevahî werin bikar anîn û cîhek berfirehtir sepanan pêk bînin. Giranî.