Super Absorbent Material ex Celluloso Ether

Processus et producti effectus carboxymethyl cellulosi a N, N-methylenebisacrylamide ad parandum resinae superabsorbente investigatae sunt, et de intentione alcali, de quantitate agentis transmissionis, alkali etherificationis, et solvendo agitatae sunt. Effectus dosis in aquae effusione producti. Mechanismus adsorptio resinae aquae-absorbenti aquea explicatur. Studia monstraverunt aquam retentionis valorem (WRV) huius producti attingere 114ml/g.

Clavis verba:aethereis cellulosis; methylenebisacrylamide; praeparatio

1.Introductio

Resina superabsorbente est materia polymerica cum validis gregibus hydrophilicis et quodam gradu transmissionis. Materiae aquae communes haurientes ut charta, bombacio, et cannabe aquam infimam habent ratem effusio et facultatem retentionis aquae pauperis, dum resinae super-absorbent aquae justos temporis pondus suum absorbere possunt, et gel formatus post absorbentem aquam etiam non dehydrabit. levi pressura. Optima aquarum retentio facultatis. Neque in aqua solutum neque in solvendis organicis est.

Multi sunt coetus hydroxyli, catervae carboxyl et sodium hydratorum in catena hypothetica materiarum eximii absorbentis cellulosae factae. Post aquam haustam, aqua retis hydrophilicis macromolecularibus circumdatur et sub pressura externa retineri potest. Cum aqua adsorptionem resinae humectat, iacuit membrana semi- permeabilis inter resinam et aquam formatur. Ob altam intentionum mobilium (Na+) in resina aquarum absorbentium, secundum Donnan.'s Aequilibrium principium, haec intentio concentratione osmoticae pressionis causare potest. Pauper, madefaciens et tumens debilem potentiam efformans, aqua per hunc stratum semi-permeabilem membranam transit et cum globus hydrophilicis et ionibus in macromoleculis resinae superabsorbentis componit, ionum mobilium concentratio minuens, aquae altae effusio et tumorem ostendens. Hic processus adsorptionis pergit usque dum pressionis osmoticae differentiae per differentiam intentionum mobilium causata est aequalis resistentii ulteriori expansioni a vi cohaerentis retis polymeris resinae hypothecae causato. Commoda resinae superabsorbenti e celluloso praeparata sunt: ​​aquae modicae effusio rate, festinatio aquae celeris effusio, aquae salsae resistentia, non-toxica, facile ad valorem pH accommodandi, in natura degradari potest, et humilis sumptus, unde late habet. teli usuum. Poni potest ut aqua interclusio agentis, condicionis terrae, et aquae agentis in industria et agricultura retinendo. Praeterea spem bonam progressionem et applicationem salutis, cibi, microbiologiam et medicinam habet.

2. Pars Experimentalis

2.1 Principium Experimentale

Praeparatio fibri bombicini resinae superabsorbenti praecipue est ad structuram crucis connexam cum humili gradu substitutionis in cute fibra formare. Crux-coniunctio cum compositis quae plerumque duos vel plures coetus functionis reactivos habent. Sodalitates functiones aptae ad nexus transversis includunt Vinylum, hydroxylum, carboxylum, amidum, chloridum acidum, oxiranum, nitrilem, etc. Ratio effusio aquae superabsorbenti resins paratas cum diversis agentibus cross-coniunctio differt. In hoc experimento, N, N-methylenebisacrylamide adhibetur ut agens crucis-coniunctio, cum sequentibus gradibus:

(1) Cellulosum (Rcell) reflectitur cum solutione alcalina ad cellulosam generandam et alkalizationem cellulosi reactionem celeris exothermica est. Temperatura demissiore adiuvat formationi fibrarum alcali et hydrolysin inhibere potest. Adiectis alcoholis perturbationem cellulosam augere possunt, quae adiuvat alcalizationem et etherificationem subsequentem.

RcellOH+NaOH→RcellONa+H2O

(2) Alkali cellulosum et acidum monochloroaceticum natrium carboxymethyl cellulosum generant, et etherificatio reactionem ad substitutionem nucleophilicae reactionis pertinet;

RcellONa+ClCH2COONa→RcellOCH2COONa+NaCl

(3) N, N-methylenebisacrylamide connexum obtinet resina bibula eximius. Quia adhuc multi globi hydroxyli super catena hypothetica fibri carboxymethili, ionizatio globi hydroxyli cellulosi et ionizatio acryloyl duplex vinculi in catena hypothetica N, N-methylenebisacrylamide Urguet sub actione catalysis alcali, deinde crux inter cellulosas catenulas hypotheticas per condensationem Michaelis occurrit, et statim protón commercium cum aqua patitur ut resina aquatica insolubilis cellulosa superabsorbente fiat.

2.2 Rudis materia et instrumenta

Materiae rudis: bombacio bibula (in linters incisa), sodium hydroxidum, acidum monochloroaceticum, N, N-methylenebisacrylamidum, absolutum ethanolum, acetonum.

Instrumenta: lagona trium colli, electricum incitatio, refluxus condensator, suctus spargendi lenticulam, infundibulum Buchner, clibanum vacuum exsiccare, aqua sentinam vacuum circulare.

2.3 Praeparatio methodi

2.3.1 Alkalinization

I g bombacio absorbentis ad tres utrem cervices adde, adde solutionem quamdam sodium hydroxidum et ethanolum absolutum, contine temperatura infra cella temperiei, et aliquandiu excita.

2.3.2 Eterification

Acidi chloroacetici quantitatem quandam adde et excita pro 1h.

2.3.2 Crosslinking

In posteriori gradu eterificationis, N,N-methylenebisacrylamide addita est pro proportione ad transversas ligaturas perficiendas, et ad cella temperiem per 2 horas excitabatur.

2.3.4 Post-processus

Glaciali acetico utere ad valorem pH componendum ad 7, sal cum ethanolo ablue, aquam cum acetono, spargito suctu ablue, et vacuum siccum per 4 horas (circiter 60°c, gradum vacuum 8.8kPa) ad obtinendum filamentum album xylinum productum.

2.4 Analytica probatio

Aquae effusio rate (WRV) determinatur per cribrum, id est, 1g producti (G) addito beaker continens 100ml aquae destillatae (V1), maceratis per 24 horas, percolantur per tegumentum 200- reticulum chalybeum immaculatum. et aqua in fundo scrinii colligitur (V2). Formula calculorum haec est: WRV=(V1-V2)/G.

3. Proventus et disceptatio

3.1 Electio condiciones reactionem alkalization

In processu producendi cellulosum alkali per actionem fibrarum et solutionis alcalini, condiciones processus significantem ictum in fructu faciendo habent. Multae res sunt in reactione alkalizatione. Ad opportunitatem observationis, methodus experimenti orthogonalis consilio adhibita est.

Aliae conditiones: Solvendo est 20 ml absoluti ethanoli, proportio alcali ad agentem aetheriandum (mol/md) est 3:1, et agentis crosslinking est 0.05g.

Proventus experimentales demonstrant relationem primariam et secundariam: C>A>B optimam rationem: A3B3C3. Concentratio lixivii est potissima factor in reactione alkalizatione. Alta concentratio lixarii ad alcali cellulosum formationem pertinet. Sed notandum est, quo altior est lixivium intentio, eo plus salis resinae praeparatae superabsorbent. Cum igitur sal lavans cum ethanolo, pluries lauabis illud, ut sal in facto removeatur, ne aquae effusio non afficiat facultatem producti.

3.2 effectus crosslinking dosis agente in productum WRV

Conditiones experimentales sunt: ​​20ml absolutae ethanoli, 2.3:1 proportio alcali ad aetherificationem agentis, 20 ml lixivii, 90 min alkalizationis.

Eventus ostendit quantitatem agentis crucis-nexionis affectavit gradum crucis-coniunctio CMC-Na. Nimia cross-connexio ducit ad strictam retis structuram in spatio producti, quod proprium est aquae vivae effusio et pauperis elasticitas post effusio aquae; Cum moles parva agentis cross-coniunctio est, crux-nexio est incompleta, et sunt fructus aquarum solubiles, quae etiam afficiunt effusio aquae rate. Cum moles transversalis nexus agentis minor est quam 0.06g, aquae effusio rate augetur cum augmento quantitatis agentis transversalis, cum moles transversalis coniunctionis plus quam 0.06g est, aquae effusio rate decrescit. cum moles crucis-coniunctio agentis. Ergo, agens est de VI% fibra coti, dosis de crosslinking massa.

3.3 Effectus eterificationis condiciones in productum WRV

Conditiones experimentales sunt: ​​alcali detentio 40%; alcali volumen 20ml; absolutum ethanol 20ml; cross-conjunctio dosis agentis 0.06g; 90min alcalization.

Ex formula reactionis chemica, ratio alcali-aether (NaOH:CICH2-COOH) debet esse 2:1, sed ipsa copia adhibitorum alcali maior est hac ratione, quia certa collatio libera alcali in systemate reactionis praestari debet. , quia: quaedam altioris intentionis liberae basium ad alcalizationem reactionem perficiendam conducit; reactionem crucis-coniunctio peragi debet sub conditionibus alcalinis; aliqua parte motus alcali consumunt. Attamen, si copia alcali nimium addatur, fibra alcali graviter degradetur, et simul efficientia ethificationis agentis reducetur. Experimenta demonstrant rationem alcali ad aetherem esse circiter 2.5:1.

3.4 solvendo tantum influentiam

Conditiones experimentales sunt: ​​alcali detentio 40%; dosis alcali 20ml; alkali-ether ratio 2.5:1; cross-conjunctio agentis dosis 0.06g, alkalization 90min.

Solvendo anhydrous ethanolus munus agit dissipandi, homogeneiandi et conservandi slurry status systematis, quod utile est ad dissipandum et transferendum calorem resolutum in formatione cellulosi alkali, et hydrolysim reactionem alkali cellulosi reducere potest, inde uniformem obtinens. cellulosa . Attamen, si copia alcohol addita nimis est, alcali et sodium monochloroacetas in eo dissolvent, reactants reaccentia decrescet, rate reactionem minuet, et etiam adversam effectum in transversis subsequentibus habebit. Cum quantitas ethanoli absolutae 20ml est, WRV valor magnus est.

In summa, condiciones aptissimas ad praeparandum resinam superabsorbente e bombicis bibulis alkalized et aetherificatis carboxymethyl cellulosis cruce-connexis ab N, N-methylenebisacrylamide sunt: ​​alcali concentratio 40%, liberum 20ml aquae et ethanoli solvendum, ratio alcali ad aetherem. est 2.5:1, et dosis transmissionis agentis est 0.06g (6% moles linteorum bombicis).