Fitaovana Super Absorbent avy amin'ny Cellulose Etera

Ny dingana sy ny vokatra fampisehoana ny carboxymethyl cellulose cross-mifamatotra amin'ny N, N-methylenebisacrylamide hanomana superabsorbent resin nodinihina, ary ny fifantohana ny alkali, ny habetsahan'ny hazo fijaliana-mifandray mpandraharaha, alkali etherification, ary solvent no nodinihina. Ny fiantraikan'ny fatrany amin'ny fatran'ny rano mitroka ny vokatra. Hazavaina ny mekanika adsorption ny resin-drano mitroka rano amin'ny rano. Ny fanadihadiana dia naneho fa ny sandan'ny fitazonana rano (WRV) amin'ity vokatra ity dia mahatratra 114ml / g.

Teny fototra:cellulose etera; methylenebisacrylamide; Fanomanana

1、Sava lalana

Ny resin superabsorbent dia akora polymère misy vondrona hydrophilika matanjaka ary misy ambaratongam-pifandraisana. Ny fitaovana mitroka rano mahazatra toy ny taratasy, landihazo, ary hemp dia manana tahan'ny fitehirizana rano ambany ary tsy fahampian'ny fitehirizana rano, raha ny resin'ny super-absorbent dia afaka mitroka rano im-polony amin'ny lanjany manokana, ary ny gel miforona aorian'ny fisintonana rano dia tsy ho ritra na dia. miaraka amin'ny tsindry kely. Mahaiza mitahiry rano tsara. Tsy mety levona anaty rano na amin'ny solvent organika.

Misy vondrona hydroxyl, vondrona carboxyl ary ny sodium hydrate ions ao amin'ny rojo molekiola amin'ny akora super absorbent vita amin'ny cellulose. Aorian'ny fisintonana rano, ny rano dia voahodidin'ny tambajotra macromolecular hydrophilika ary azo tazonina amin'ny tsindry ivelany. Rehefa mandona ny resin'ny adsorption ny rano, dia misy sosona membrane semi-permeable miforona eo anelanelan'ny resin sy ny rano. Noho ny habetsahan'ny ion finday (Na+) ao amin'ny resin'ny rano, hoy i Donnan's fitsipiky ny equilibrium, io fahasamihafan'ny fifantohana io dia mety miteraka tsindry osmotika. Mahantra, mamorona moistening sy mamontsina hery malemy, ny rano mandalo amin'ny alalan'ity sosona ny semi-permeable fonontselan'ny sy mitambatra amin'ny hydrophilic vondrona sy ny ions eo amin'ny macromolecules ny superabsorbent resin, mampihena ny fitanan'i ny finday ions, amin'izany dia mampiseho avo hisakana ny fiasan'ireny ny rano sy ny fivontosana. Ity dingana adsorption ity dia mitohy mandra-pahatongan'ny fahasamihafan'ny tsindry osmotika vokatry ny fahasamihafan'ny fifantohana amin'ny ion finday dia mitovy amin'ny fanoherana ny fanitarana bebe kokoa vokatry ny hery mitambatra amin'ny tambajotra molekiola amin'ny resin polymer. Ny tombony amin'ny resin superabsorbent voaomana avy amin'ny cellulose dia: ny tahan'ny fisondrotry ny rano antonony, ny hafainganam-pandehan'ny rano haingana, ny fanoherana ny rano masira, ny tsy misy poizina, ny fanitsiana ny sanda pH, ny mety ho simba amin'ny natiora, ary ny vidiny ambany, noho izany dia manana malalaka. isan-karazany ny fampiasana. Izy io dia azo ampiasaina ho toy ny mpanakan-drano, mpanadio ny tany, ary mpitahiry rano amin'ny indostria sy ny fambolena. Ho fanampin'izany, manana fivoarana tsara sy azo ampiharina amin'ny fahasalamana, sakafo, mikrobiolojia ary fanafody.

2. Ampahany andrana

2.1 Fitsipika andrana

Ny fanomanana ny landihazo fibre superabsorbent resin dia indrindra mba hamorona hazo fijaliana rafitra miaraka amin'ny ambany ambaratonga fanoloana ny fibre hoditra. Fifandraisana amin'ny fitambarana izay manana vondrona miasa roa na mihoatra amin'ny ankapobeny. Ny vondrona miasa afaka mifandray amin'ny fifandraisana dia ahitana vinyl, hydroxyl, carboxyl, amide, chloride asidra, oxirane, nitrile, sns. Ao anatin'ity andrana ity, ny N, N-methylenebisacrylamide dia ampiasaina ho toy ny mpanelanelana mifamatotra, ao anatin'izany ireto dingana manaraka ireto:

(1) Cellulose (Rcell) mamaly amin'ny alkaline vahaolana mba hamokatra alkali cellulose, ary ny alkalization fanehoan-kevitra ny cellulose dia haingana exothermic fanehoan-kevitra. Ny fampidinana ny mari-pana dia mety amin'ny fiforonan'ny fibre alkali ary mety manakana ny hydrolysis azy ireo. Ny fampidirana alikaola dia mety hampitombo ny fikorontanan'ny cellulose, izay mahasoa amin'ny alkalization sy ny etherification manaraka.

RcellOH+NaOH→RcellONa+H2O

(2) Alkali cellulose sy monochloroacetic asidra miteraka ny sodium carboxymethyl cellulose, ary ny etherification fanehoan-kevitra an'ny fanoloana nucleophilic fanehoan-kevitra:

RcellONa+ClCH2COONa→RcellOCH2COONa+NaCl

(3) N, N-methylenebisacrylamide mifamatotra mba hahazoana resin super absorbent. Satria mbola misy vondrona hydroxyl maro be ao amin'ny rojo molekiola amin'ny fibre carboxymethyl, ny ionization ny vondrona hydroxyl cellulose sy ny ionization ny acryloyl fatorana roa eo amin'ny rojo molekiola ny N, N-methylenebisacrylamide dia azo trigger eo ambanin'ny hetsika. amin'ny catalysis alkali, ary avy eo ny fifamatorana misy eo amin'ny rojo molekiola cellulose dia mitranga amin'ny alàlan'ny condensation Michael, ary avy hatrany dia mandalo fifanakalozana proton amin'ny rano mba ho lasa resin'ny cellulose superabsorbent tsy mety levona.

2.2 Akora sy fitaovana

Akora manta: landihazo absorbent (tetehina ho liters), hydroxide sodium, asidra monochloroacetic, N, N-methylenebisacrylamide, ethanol tanteraka, acetone.

Fitaovam-pitaovana: tavoara telo-tenda, fanetsiketsehana herinaratra, condenser reflux, tavoahangin-tsivana mitsitsy, tavoara Buchner, lafaoro fanamainana banga, paompy banga rano mivezivezy.

2.3 Fomba fanomanana

2.3.1 Alkalinization

Ampio landihazo 1 g amin'ny tavoahangin-tenda telo, avy eo asio vahaolana hydroxide sodium sy ethanol tanteraka, tazony eo ambanin'ny mari-pana ao amin'ny efitrano ny mari-pana, ary arotsaho vetivety.

2.3.2 Etherification

Ampio asidra chloroacetic maromaro ary atsangano mandritra ny 1h.

2.3.2 Fampifandray

Ao amin'ny dingana farany amin'ny etherification, N, N-methylenebisacrylamide dia nampiana amin'ny ampahany mba hanatanterahana ny fifamatorana, ary namporisika ny mari-pana mandritra ny 2 ora.

2.3.4 Aorian'ny fanodinana

Ampiasao ny asidra acetika glacial mba hanitsiana ny sandan'ny pH ho 7, sasao amin'ny ethanol ny sira, sasao amin'ny acetone ny rano, sivana amin'ny suction, ary maina mandritra ny 4 ora (eo amin'ny 60 eo ho eo).°C, mari-pahaizana banga 8.8kPa) mba hahazoana vokatra vita amin'ny landihazo fotsy.

2.4 Fitsapana famakafakana

Ny tahan'ny fisondrotry ny rano (WRV) dia faritana amin'ny alalan'ny sieving, izany hoe, 1g ny vokatra (G) dia ampidirina ao anaty vilia baolina misy rano 100ml (V1), alona mandritra ny 24 ora, voasivana amin'ny alàlan'ny ecran vy stainless 200 mesh. , ary angonina ny rano eo amin'ny faran'ny efijery (V2). Toy izao ny raikipohy kajy: WRV=(V1-V2)/G.

3. Vokatra sy fifanakalozan-kevitra

3.1 Fifantenana ny toetry ny fanehoan-kevitra alkalization

Ao amin'ny dingan'ny famokarana alkali cellulose amin'ny hetsika ny landihazo fibre sy ny alkaline vahaolana, ny dingana toe-javatra misy fiantraikany lehibe eo amin'ny fanatanterahana ny vokatra. Misy anton-javatra maro ao amin'ny fanehoan-kevitra alkalization. Ho an'ny fanamorana ny fandinihana dia raisina ny fomba famolavolana fanandramana orthogonal.

Fepetra hafa: Ny solvent dia 20ml ny ethanol tanteraka, ny tahan'ny alkali amin'ny etherifying agent (mol / md) dia 3: 1, ary ny crosslinking agent dia 0.05g.

Ny valin'ny fanandramana dia mampiseho fa: fifandraisana voalohany sy faharoa: C>A>B, ny tahan'ny tsara indrindra: A3B3C3. Ny fifantohana amin'ny lye no singa manan-danja indrindra amin'ny fanehoan-kevitry ny alkalization. Ny fifantohana ambony amin'ny lye dia manampy amin'ny fananganana cellulose alkali. Na izany aza, dia tokony homarihina fa ny ambony ny fifantohana ny lye, ny lehibe kokoa ny sira afa-po ny voaomana superabsorbent resin. Noho izany, rehefa manasa sira amin'ny ethanol, sasao imbetsaka mba hahazoana antoka fa ny sira ao amin'ny vokatra dia nesorina, mba tsy hisy fiantraikany amin'ny fahafahan'ny rano mitroka ny vokatra.

3.2 Ny fiantraikan'ny fatran'ny mpandraharaha mifamatotra amin'ny vokatra WRV

Ny fepetra andrana dia: 20ml of absolute ethanol, 2.3: 1 ratio of alkali to etherification agent, 20ml of lye, ary 90min alkalization.

Ny valiny dia naneho fa ny habetsahan'ny mpitrandraka mifamatotra dia misy fiantraikany amin'ny haavon'ny fifandraisana amin'ny CMC-Na. Ny fifamatorana be loatra dia mitarika ho amin'ny firafitry ny tambajotra henjana ao amin'ny habaka vokatra, izay miavaka amin'ny tahan'ny fihenan'ny rano ambany sy ny elasticité mahantra aorian'ny fidiran'ny rano; rehefa kely ny habetsaky ny cross-linking agent, ny cross-linking dia tsy feno, ary misy vokatra azo levona amin'ny rano, izay misy fiantraikany amin'ny tahan'ny fisondrotry ny rano koa. Raha latsaky ny 0.06g ny isan'ny mpitrandraka mifamatotra, dia mitombo ny tahan'ny fisondrotry ny rano miaraka amin'ny fitomboan'ny isan'ny mpitrandraka mifamatotra, raha mihoatra ny 0.06g ny isan'ny mpitrandraka mifamatotra, dia mihena ny tahan'ny fidiran'ny rano. miaraka amin'ny habetsahan'ny mpandraharaha cross-linking. Noho izany, ny fatra ny crosslinking mpandraharaha dia tokony ho 6% ny landihazo fibre faobe.

3.3 Ny fiantraikan'ny fepetra eterification amin'ny vokatra WRV

Ny fepetra andrana dia: fifantohana alkali 40%; habetsahan'ny alkaline 20ml; ethanol tanteraka 20ml; fatran'ny mpandraharaha cross-linking 0.06g; alkaliization 90 min.

Avy amin'ny raikipohy fanehoan-kevitra simika, ny tahan'ny alkali-ether (NaOH: CICH2-COOH) dia tokony ho 2: 1, fa ny habetsahan'ny alkali ampiasaina dia lehibe noho io tahan'ny io, satria tsy maintsy azo antoka ny fifantohana alkali maimaim-poana amin'ny rafitra fanehoan-kevitra. , satria: sasany Ny fifantohana ambony kokoa amin'ny toby malalaka dia manampy amin'ny fahavitan'ny fanehoan-kevitra momba ny alkalization; ny fanehoan-kevitra mifamatotra dia tsy maintsy atao amin'ny fepetra alkaline; ny lafiny sasany fanehoan-kevitra mandany alkali. Na izany aza, raha ampiana be loatra ny habetsahan'ny alkali, dia hiharatsy ny fibra alkali, ary miaraka amin'izay koa, hihena ny fahombiazan'ny eterification agent. Ny fanandramana dia mampiseho fa ny tahan'ny alkali amin'ny etera dia eo amin'ny 2.5: 1.

3.4 Ny fiantraikan'ny habetsahan'ny solvent

Ny fepetra andrana dia: fifantohana alkali 40%; alkali dosage 20ml; alkali-etera tahan'ny 2.5: 1; fatrany cross-linking agent 0,06g, alkalization 90min.

Ny solvent anhydrous ethanol dia mitana ny anjara andraikitry ny fanaparitahana, homogenizing sy ny fihazonana ny slurry toetry ny rafitra, izay mahasoa mba hanaparitahana sy hamindra ny hafanana navoaka nandritra ny fananganana ny alkali cellulose, ary afaka mampihena ny hydrolysis fanehoan-kevitra ny alkali cellulose, amin'izany mahazo fanamiana. cellulose . Na izany aza, raha be loatra ny habetsahan'ny alikaola ampiana, dia levona ao ny alkali sy ny sodium monochloroacetate, hihena ny fifantohan'ny reactants, hihena ny tahan'ny fanehoan-kevitra, ary hisy fiantraikany ratsy eo amin'ny fifandimbiasana manaraka. Rehefa 20ml ny habetsahan'ny ethanol tanteraka dia lehibe ny sandan'ny WRV.

Raha fintinina, ny fepetra mety indrindra amin'ny fanomanana resin superabsorbent avy amin'ny landihazo absorbent alkalized sy etherified carboxymethyl cellulose cross-mifamatotra amin'ny N, N-methylenebisacrylamide dia: alkali concentration 40%, solvent-maimaim-poana 20ml ny rano sy ny ethanol, ny tahan'ny alkali amin'ny etera. dia 2.5: 1, ary ny fatran'ny crosslinking agent dia 0.06g (6% amin'ny habetsaky ny landihazo).