Целулоза етер на епоксидна смола

Отпадниот памук и струготини се користат како суровини и се хидролизираат во алкалицелулоза етерпод дејство на 18% алкали и низа адитиви. Потоа користете епоксидна смола за калемење, моларниот сооднос на епоксидна смола и алкално влакно е 0,5:1,0, температурата на реакцијата е 100°C, времето на реакција е 5,0 часа, дозата на катализаторот е 1%, а стапката на калемење со етерификација е 32%. Добиениот епоксид-целулозен етер се меша со 0,6mol Cel-Ep и 0,4mol CAB за да се синтетизира нов производ за обложување со добри перформанси. Структурата на производот беше потврдена со IR.

Клучни зборови:целулоза етер; синтеза; CAB; својства на обложување

Целулоза етер е природен полимер, кој се формира со кондензација наβ- гликоза. Целулозата има висок степен на полимеризација, добар степен на ориентација и добра хемиска стабилност. Може да се добие со хемиска обработка на целулоза (естерификација или етерификација). Серија на деривати на целулоза, овие производи се широко користени во пластика, биоразградливи кутии за ручек, врвни автомобилски премази, автоделови, мастила за печатење, лепила итн. Во моментов, постојано се појавуваат нови модифицирани сорти на целулоза, а полињата за примена се постојано се шири, постепено формирајќи систем за индустрија на влакна. Оваа тема е да се користи струготини или отпаден памук за да се хидролизираат во кратки влакна со луга, а потоа хемиски да се калеме и да се модифицира за да се формира нов тип на облога што не е пријавена во документот.

1. Експериментирајте

1.1 Реагенси и инструменти

Отпаден памук (измиен и сушен), NaOH, 1,4-бутанедиол, метанол, тиоуреа, уреа, епоксидна смола, оцетна анхидрид, маслен киселина, трихлороетан, мравја киселина, глиоксал, толуен, CAB, итн. (Чистотата е CP одделение) . Инфрацрвениот спектрометар Magna-IR 550 произведен од компанијата Nicolet од Соединетите Американски Држави беше користен за подготовка на примероците со тетрахидрофуранска обвивка со растворувач. Ту-4 вискометар, тип FVXD3-1 со константна температура самоконтролиран електричен котел за реакција со мешање, произведен од фабриката за хемиски машини Weihai Xiangwei; ротационен вискометар NDJ-7, тип Z-10MP5, произведен од Фабриката за инструменти Шангај Тианпинг; молекуларната тежина се мери со вискозноста на Ubbelohde; Подготовката и тестирањето на филмот за боја ќе се врши според националниот стандард GB-79.

1.2 Принцип на реакција

1.3 Синтеза

Синтеза на епоксидна целулоза: Додадете 100 g сечкани памучни влакна во реактор со електрично мешање со самоконтрола на константна температура, додадете оксиданс и реагирајте 10 минути, потоа додадете алкохол и алкали за да направите луга со концентрација од 18%. Додадете акцелератори A, B итн за импрегнација. Реагирајте на одредена температура под вакуум 12 часа, филтрирајте, исушете и измерете 50 g алкализирана целулоза, додадете мешан растворувач за да направите кашеста маса, додадете катализатор и епоксидна смола со специфична молекуларна тежина, загрејте до 90-110℃за реакција на етерификација 4.0~ 6.0h додека реактантите не се мешаат. Додадете мравја киселина за неутрализирање и отстранување на вишокот алкали, одвојте го водениот раствор и растворувачот, измијте со 80℃топла вода за отстранување на натриумова сол и исушете ја за подоцнежна употреба. Внатрешната вискозност беше измерена со вискометар Ubbelohde и просечната молекуларна тежина на вискозноста беше пресметана според литературата.

Ацетат бутил целулоза се подготвува според методот на литература, се мери 57,2 g рафиниран памук, се додава 55 g оцетна анхидрид, 79 g бутирна киселина, 9,5 g магнезиум ацетат, 5,1 g сулфурна киселина, се користи бутил ацетат како растворувач и се реагира на одредена температура додека не се квалификува, неутрализирана со додавање натриум ацетат, преципитирана, филтрирана, измиена, филтрирана и сушена за подоцнежна употреба. Земете Cel-Ep, додадете соодветно количество CAB и специфичен мешан растворувач, загрејте и промешајте 0,5 часа за да формирате униформа густа течност, а подготовката на филмот за обложување и тестот за изведба го следат методот GB-79.

Определување на степенот на естерификација на целулоза ацетат: прво растворете целулоза ацетат во диметилсулфоксид, додадете измерена количина на алкален раствор за загревање и хидролизирање и хидролизираниот раствор титрирајте го со стандарден раствор на NaOH за да се пресмета вкупната потрошувачка на алкали. Определување на содржината на вода: Мострата се става во рерна на 100~105°C да се исуши 0,2 часа, измерете и пресметајте ја апсорпцијата на вода по ладењето. Определување на апсорпција на алкали: измерете квантитативна мостра, растворете ја во топла вода, додадете метил виолетови индикатори, а потоа титрирајте со 0,05mol/L H2SO4. Определување на степенот на експанзија: Измерете 50 g примерок, здробете го и ставете го во градуирана цевка, прочитајте ја јачината на звукот по електричните вибрации и споредете ја со волуменот на неалкализирана целулоза во прав за да го пресметате степенот на проширување.

2. Резултати и дискусија

2.1 Односот помеѓу концентрацијата на алкали и степенот на оток на целулоза

Реакцијата на целулоза со одредена концентрација на раствор на NaOH може да ја уништи редовната и уредна кристализација на целулозата и да направи целулозата да набабри. И во лугата се случуваат различни деградации, со што се намалува степенот на полимеризација. Експериментите покажуваат дека степенот на отекување на целулозата и количината на врзување или адсорпција на алкали се зголемуваат со концентрацијата на алкали. Степенот на хидролиза се зголемува со зголемувањето на температурата. Кога концентрацијата на алкали ќе достигне 20%, степенот на хидролиза е 6,8% при t=100°C; степенот на хидролиза е 14% при t=135°В. Во исто време, експериментот покажува дека кога алкалијата е повеќе од 30%, степенот на хидролиза на сечењето на целулозниот синџир е значително намален. Кога концентрацијата на алкали ќе достигне 18%, капацитетот на адсорпција и степенот на отекување на водата се максимални, концентрацијата продолжува да се зголемува, нагло паѓа до висорамнина, а потоа постојано се менува. Во исто време, оваа промена е доста чувствителна на влијанието на температурата. Под иста концентрација на алкали, кога температурата е ниска (<20°В), степенот на отекување на целулозата е голем, а количината на адсорпција на вода е голема; на висока температура, степенот на оток и количината на адсорпција на вода се значителни. намали.

Алкалните влакна со различна содржина на вода и содржина на алкали беа утврдени со метод на анализа на рендгенска дифракција според литературата. Во вистинската работа, 18% ~ 20% луга се користи за контрола на одредена температура на реакција за да се зголеми степенот на отекување на целулозата. Експериментите покажуваат дека целулозата реагирана со загревање 6-12 часа може да се раствори во поларни растворувачи. Врз основа на овој факт, авторот смета дека растворливоста на целулозата игра одлучувачка улога во степенот на уништување на водородната врска помеѓу молекулите на целулоза во кристалниот сегмент, проследено со степенот на уништување на водородната врска на интрамолекуларните гликозни групи C3-C2. Колку е поголем степенот на уништување на водородната врска, толку е поголем степенот на отекување на алкалните влакна, а водородната врска е целосно уништена, а финалниот хидролизат е супстанција растворлива во вода.

2.2 Ефект на забрзувачот

Додавањето алкохол со висока точка на вриење за време на алкализацијата на целулозата може да ја зголеми температурата на реакцијата, а додавањето на мала количина на погонско средство како што се понизок алкохол и тиуреа (или уреа) може во голема мера да го поттикне пенетрацијата и отекувањето на целулозата. Како што се зголемува концентрацијата на алкохол, алкалната апсорпција на целулоза се зголемува, и има ненадејна точка на промена кога концентрацијата е 20%, што може да биде дека монофункционалниот алкохол продира во молекулите на целулоза за да формира водородни врски со целулозата, спречувајќи ја целулозата молекули Водородните врски помеѓу синџирите и молекуларните синџири го зголемуваат степенот на нарушување, ја зголемуваат површината и ја зголемуваат количината на алкална адсорпција. Меѓутоа, под истите услови, апсорпцијата на алкали на дрвениот чипс е мала, а кривата се менува во флуктуирачка состојба. Тоа може да биде поврзано со ниската содржина на целулоза во дрвениот чипс, кој содржи голема количина лигнин, кој го попречува пенетрацијата на алкохолот и има добра отпорност на вода и отпорност на алкали.

2.3 Етерификација

Додадете 1% B катализатор, контролирајте различни температури на реакцијата и извршете модификација на етерификација со епоксидна смола и алкално влакно. Активноста на реакцијата на етерификација е ниска на 80°В. Стапката на калемење на Cel е само 28%, а активноста на етерификација е речиси двојно зголемена на 110°В. Имајќи ги предвид условите на реакцијата како што е растворувачот, температурата на реакцијата е 100°C, а времето на реакција е 2,5 часа, а стапката на калемење на Cel може да достигне 41%. Дополнително, во почетната фаза на реакцијата на етерификација (<1,0h), поради хетерогената реакција помеѓу алкалната целулоза и епоксидната смола, стапката на калемење е мала. Со зголемување на степенот на цел етерификација постепено се претвора во хомогена реакција, па реакцијата Активноста нагло се зголемила, а стапката на калемење се зголемила.

2.4 Врска помеѓу стапката на калемење на Cel и растворливоста

Експериментите покажаа дека по калемење на епоксидна смола со алкална целулоза, физичките својства како што се вискозноста на производот, адхезијата, водоотпорноста и термичката стабилност може значително да се подобрат. Тест на растворливост Производот со стапка на калемење Cel <40% може да се раствори во понизок алкохол-естер, алкидна смола, смола од полиакрилна киселина, акрилна пимарна киселина и други смоли. Смолата Cel-Ep има очигледен растворлив ефект.

Во комбинација со тестот за обложување филм, мешавините со стапка на калемење од 32%~42% генерално имаат подобра компатибилност, а мешавините со стапка на калемење од <30% имаат слаба компатибилност и низок сјај на слојот за обложување; стапката на калемење е повисока од 42%, отпорноста на зовриена вода, отпорноста на алкохол и отпорноста на поларниот органски растворувач на филмот за обложување се намалени. Со цел да се подобри компатибилноста на материјалот и перформансите на облогата, авторот додал CAB според формулата во Табела 1 за дополнително да се раствори и модифицира за да го промовира коегзистирањето на Cel-Ep и CAB. Смесата формира приближно хомоген систем. Дебелината на интерфејсот на составот на мешавината има тенденција да биде многу тенка и се обидува да биде во состојба на нано-клетки.

2.5 Однос помеѓу Cel-Сооднос на мешање Ep/CAB и физички својства

Користејќи Cel-Ep за мешање со CAB, резултатите од тестот за обложување покажуваат дека целулоза ацетатот може значително да ги подобри својствата на облогата на материјалот, особено брзината на сушење. Чистата компонента на Cel-Ep тешко се суши на собна температура. По додавањето на CAB, двата материјали имаат очигледна комплементарност на перформансите.

2.6 FTIR откривање на спектарот

3. Заклучок

(1) Памучната целулоза може да отече на 80°C со >18% концентрирани алкали и низа адитиви, ја зголемуваат температурата на реакцијата, го продолжуваат времето на реакција, го зголемуваат степенот на оток и разградување додека целосно не се хидролизира.

(2) Реакција на етерификација, моларниот однос Cel-Ep е 2, температурата на реакцијата е 100°C, времето е 5 часа, дозата на катализаторот е 1%, а стапката на калемење на етерификација може да достигне 32% ~ 42%.

(3) Модификација на мешање, кога моларниот однос Cel-Ep:CAB=3:2, перформансите на синтетизираниот производ се добри, но чистиот Cel-Ep не може да се користи како облога, само како лепило.