ഹൈഡ്രോക്സിതൈൽ സെല്ലുലോസ് ഈതറിൻ്റെ സിന്തസിസും റിയോളജിക്കൽ പ്രോപ്പർട്ടീസും

സ്വയം നിർമ്മിത ആൽക്കലി കാറ്റലിസ്റ്റിൻ്റെ സാന്നിധ്യത്തിൽ, വ്യാവസായിക ഹൈഡ്രോക്സിതൈൽ സെല്ലുലോസ് N-(2,3-epoxypropyl) ട്രൈമെതൈലാമോണിയം ക്ലോറൈഡ് (GTA) കാറ്റേഷനൈസേഷൻ റിയാജൻ്റുമായി പ്രതിപ്രവർത്തിച്ച് ഉയർന്ന സബ്സ്റ്റിറ്റ്യൂഷൻ ക്വാട്ടർനറി അമോണിയം ഡ്രൈ രീതി ഉപയോഗിച്ച് തയ്യാറാക്കുന്നു.HEC). GTA-യുടെ ഹൈഡ്രോക്‌സൈഥൈൽ സെല്ലുലോസ് (HEC), NaOH-ൻ്റെ HEC-യുടെ അനുപാതം, പ്രതികരണ താപനില, പ്രതിപ്രവർത്തന കാര്യക്ഷമതയെക്കുറിച്ചുള്ള പ്രതികരണ സമയം എന്നിവയുടെ ഫലങ്ങൾ ഒരു ഏകീകൃത പരീക്ഷണ പദ്ധതി ഉപയോഗിച്ച് അന്വേഷിക്കുകയും ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്ത പ്രക്രിയ സാഹചര്യങ്ങൾ മോണ്ടെയിലൂടെ നേടുകയും ചെയ്തു. കാർലോ സിമുലേഷൻ. പരീക്ഷണാത്മക പരിശോധനയിലൂടെ കാറ്റാനിക് എതറിഫിക്കേഷൻ റിയാജൻ്റെ പ്രതിപ്രവർത്തന കാര്യക്ഷമത 95% ൽ എത്തുന്നു. അതേ സമയം, അതിൻ്റെ റിയോളജിക്കൽ ഗുണങ്ങൾ ചർച്ച ചെയ്യപ്പെട്ടു. എന്നതിന് പരിഹാരമാണെന്ന് ഫലങ്ങൾ കാണിച്ചുHEC ന്യൂട്ടോണിയൻ ഇതര ദ്രാവകത്തിൻ്റെ സ്വഭാവസവിശേഷതകൾ കാണിച്ചു, പരിഹാരത്തിൻ്റെ പിണ്ഡത്തിൻ്റെ സാന്ദ്രത വർദ്ധിക്കുന്നതിനനുസരിച്ച് അതിൻ്റെ വ്യക്തമായ വിസ്കോസിറ്റി വർദ്ധിച്ചു; ഉപ്പ് ലായനിയുടെ ഒരു നിശ്ചിത സാന്ദ്രതയിൽ, വ്യക്തമായ വിസ്കോസിറ്റിHEC ചേർത്ത ഉപ്പ് സാന്ദ്രതയുടെ വർദ്ധനവോടെ കുറഞ്ഞു. അതേ ഷിയർ നിരക്കിന് കീഴിൽ, പ്രകടമായ വിസ്കോസിറ്റിHEC CaCl2 സൊല്യൂഷൻ സിസ്റ്റത്തിൽ ഉള്ളതിനേക്കാൾ ഉയർന്നതാണ്HEC NaCl പരിഹാര സംവിധാനത്തിൽ.

പ്രധാന വാക്കുകൾ:ഹൈഡ്രോക്സിതൈൽസെല്ലുലോസ് ഈതർ; വരണ്ട പ്രക്രിയ; റിയോളജിക്കൽ പ്രോപ്പർട്ടികൾ

സെല്ലുലോസിന് സമ്പന്നമായ ഉറവിടങ്ങൾ, ബയോഡീഗ്രേഡബിലിറ്റി, ബയോ കോംപാറ്റിബിലിറ്റി, എളുപ്പത്തിലുള്ള ഡെറിവേറ്റൈസേഷൻ എന്നിവയുടെ സവിശേഷതകൾ ഉണ്ട്, കൂടാതെ പല മേഖലകളിലെയും ഗവേഷണ കേന്ദ്രവുമാണ്. സെല്ലുലോസ് ഡെറിവേറ്റീവുകളുടെ ഏറ്റവും പ്രധാനപ്പെട്ട പ്രതിനിധികളിൽ ഒന്നാണ് കാറ്റാനിക് സെല്ലുലോസ്. ഫ്രാഗ്രൻസ് ഇൻഡസ്ട്രി അസോസിയേഷൻ്റെ CTFA രജിസ്റ്റർ ചെയ്ത വ്യക്തിഗത സംരക്ഷണ ഉൽപ്പന്നങ്ങൾക്കായുള്ള കാറ്റാനിക് പോളിമറുകളിൽ, അതിൻ്റെ ഉപഭോഗം ആദ്യത്തേതാണ്. ഹെയർ കണ്ടീഷണർ കണ്ടീഷനിംഗ് അഡിറ്റീവുകൾ, സോഫ്‌റ്റനറുകൾ, ഡ്രില്ലിംഗ് ഷെയ്ൽ ഹൈഡ്രേഷൻ ഇൻഹിബിറ്ററുകൾ, ബ്ലഡ് ആൻ്റി-കോഗുലേഷൻ ഏജൻ്റുകൾ, മറ്റ് ഫീൽഡുകൾ എന്നിവയിൽ ഇത് വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കാം.

നിലവിൽ, ക്വാട്ടേണറി അമോണിയം കാറ്റാനിക് ഹൈഡ്രോക്സിതൈൽ സെല്ലുലോസ് ഈതറിൻ്റെ തയ്യാറാക്കൽ രീതി ഒരു ലായക രീതിയാണ്, ഇതിന് വലിയ അളവിൽ വിലകൂടിയ ജൈവ ലായകങ്ങൾ ആവശ്യമാണ്, ചെലവേറിയതും സുരക്ഷിതമല്ലാത്തതും പരിസ്ഥിതിയെ മലിനമാക്കുന്നതുമാണ്. ലായക രീതിയുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, ഉണങ്ങിയ രീതിക്ക് ലളിതമായ പ്രക്രിയ, ഉയർന്ന പ്രതിപ്രവർത്തന കാര്യക്ഷമത, പരിസ്ഥിതി മലിനീകരണം എന്നിവയുടെ മികച്ച ഗുണങ്ങളുണ്ട്. ഈ പേപ്പറിൽ, കാറ്റാനിക് സെല്ലുലോസ് ഈതറിനെ ഡ്രൈ രീതി ഉപയോഗിച്ച് സമന്വയിപ്പിക്കുകയും അതിൻ്റെ റിയോളജിക്കൽ സ്വഭാവം പഠിക്കുകയും ചെയ്തു.

1. പരീക്ഷണാത്മക ഭാഗം

1.1 മെറ്റീരിയലുകളും റിയാക്ടറുകളും

ഹൈഡ്രോക്സിതൈൽ സെല്ലുലോസ് (എച്ച്ഇസി വ്യാവസായിക ഉൽപന്നം, അതിൻ്റെ മോളിക്യുലാർ സബ്സ്റ്റിറ്റ്യൂഷൻ ഡിഗ്രി ഡിഎസ് 1.8 ~ 2.0 ആണ്); എപ്പോക്സി ക്ലോറൈഡ് പ്രൊപ്പെയ്ൻ, ട്രൈമെതൈലാമൈൻ എന്നിവയിൽ നിന്ന് തയ്യാറാക്കിയ കാറ്റേഷനൈസേഷൻ റീജൻ്റ് N-(2,3-epoxypropyl) ട്രൈമെതൈലാമോണിയം ക്ലോറൈഡ് (GTA), ചില വ്യവസ്ഥകളിൽ സ്വയം നിർമ്മിച്ചതാണ്; സ്വയം നിർമ്മിച്ച ആൽക്കലി കാറ്റലിസ്റ്റ്; എത്തനോൾ, ഗ്ലേഷ്യൽ അസറ്റിക് ആസിഡ് എന്നിവ വിശകലനപരമായി ശുദ്ധമാണ്; NaCl, KCl, CaCl2, AlCl3 എന്നിവ രാസപരമായി ശുദ്ധമായ റിയാക്ടറുകളാണ്.

1.2 ക്വാട്ടർനറി അമോണിയം കാറ്റാനിക് സെല്ലുലോസ് തയ്യാറാക്കൽ

ഒരു സ്റ്റിറർ ഘടിപ്പിച്ച ഒരു സിലിണ്ടർ സ്റ്റീൽ സിലിണ്ടറിലേക്ക് 5 ഗ്രാം ഹൈഡ്രോക്സിഥൈൽ സെല്ലുലോസും ഉചിതമായ അളവിൽ ഭവനങ്ങളിൽ നിർമ്മിച്ച ആൽക്കലി കാറ്റലിസ്റ്റും ചേർത്ത് ഊഷ്മാവിൽ 20 മിനിറ്റ് ഇളക്കുക; പിന്നീട് ഒരു നിശ്ചിത അളവിലുള്ള ജിടിഎ ചേർക്കുക, ഊഷ്മാവിൽ 30 മിനിറ്റ് ഇളക്കിവിടുന്നത് തുടരുക, ഒരു നിശ്ചിത താപനിലയിലും സമയത്തിലും പ്രതികരിക്കുക, അടിസ്ഥാനപരമായി അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഒരു സോളിഡ് ക്രൂഡ് ഉൽപ്പന്നം ലഭിച്ചു. അസറ്റിക് ആസിഡ് ഉചിതമായ അളവിൽ അടങ്ങിയിരിക്കുന്ന എത്തനോൾ ലായനിയിൽ അസംസ്‌കൃത ഉൽപ്പന്നം മുക്കി ഫിൽട്ടർ ചെയ്‌ത് കഴുകി വാക്വം ഉണക്കി പൊടിച്ച ക്വാട്ടർനറി അമോണിയം കാറ്റാനിക് സെല്ലുലോസ് ലഭിക്കും.

1.3 ക്വാട്ടേണറി അമോണിയം കാറ്റാനിക് ഹൈഡ്രോക്‌സിതൈൽ സെല്ലുലോസിൻ്റെ നൈട്രജൻ പിണ്ഡം നിർണ്ണയിക്കൽ

സാമ്പിളുകളിലെ നൈട്രജൻ്റെ പിണ്ഡം നിർണ്ണയിക്കുന്നത് കെൽഡാൽ രീതിയാണ്.

2. ഡ്രൈ സിന്തസിസ് പ്രക്രിയയുടെ പരീക്ഷണാത്മക രൂപകൽപ്പനയും ഒപ്റ്റിമൈസേഷനും

പരീക്ഷണം രൂപകൽപ്പന ചെയ്യാൻ യൂണിഫോം ഡിസൈൻ രീതി ഉപയോഗിച്ചു, ജിടിഎയുടെ ഹൈഡ്രോക്സിതൈൽ സെല്ലുലോസ് (എച്ച്ഇസി) അനുപാതം, NaOH-ൻ്റെ HEC അനുപാതം, പ്രതികരണ താപനില, പ്രതികരണ കാര്യക്ഷമതയിലെ പ്രതികരണ സമയം എന്നിവ പരിശോധിച്ചു.

3. റിയോളജിക്കൽ ഗുണങ്ങളെക്കുറിച്ചുള്ള ഗവേഷണം

3.1 ഏകാഗ്രതയുടെയും ഭ്രമണ വേഗതയുടെയും സ്വാധീനം

പ്രകടമായ വിസ്കോസിറ്റിയിൽ ഷിയർ റേറ്റിൻ്റെ പ്രഭാവം എടുക്കുന്നുHEC വ്യത്യസ്ത സാന്ദ്രതകളിൽ Ds=0.11 ഉദാഹരണമായി, കത്രിക നിരക്ക് ക്രമേണ 0.05 ൽ നിന്ന് 0.5 s-1 ആയി വർദ്ധിക്കുന്നതിനാൽ, ദൃശ്യമായ വിസ്കോസിറ്റിHEC ലായനി കുറയുന്നു, പ്രത്യേകിച്ച് 0.05 ~0.5s-1 പ്രകടമായ വിസ്കോസിറ്റി 160MPa ൽ നിന്ന് കുത്തനെ കുറഞ്ഞു·s മുതൽ 40MPa വരെ·s, shear thinning, എന്ന് സൂചിപ്പിക്കുന്നുHEC ജലീയ ലായനി ന്യൂട്ടോണിയൻ ഇതര റിയോളജിക്കൽ ഗുണങ്ങൾ പ്രദർശിപ്പിച്ചു. ചിതറിക്കിടക്കുന്ന ഘട്ടത്തിൻ്റെ കണികകൾ തമ്മിലുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തന ശക്തി കുറയ്ക്കുക എന്നതാണ് പ്രയോഗിക്കപ്പെട്ട കത്രിക സമ്മർദ്ദത്തിൻ്റെ പ്രഭാവം. ചില വ്യവസ്ഥകളിൽ, ശക്തി കൂടുന്തോറും പ്രകടമായ വിസ്കോസിറ്റി വർദ്ധിക്കും.

3%, 4% എന്നിവയുടെ പ്രകടമായ വിസ്കോസിറ്റികളിൽ നിന്നും ഇത് കാണാൻ കഴിയും.HEC പിണ്ഡത്തിൻ്റെ സാന്ദ്രത യഥാക്രമം 3%, 4% എന്നിങ്ങനെയുള്ള ജലീയ ലായനികൾ വ്യത്യസ്ത ഷിയർ നിരക്കുകളിൽ. ലായനിയുടെ പ്രത്യക്ഷമായ വിസ്കോസിറ്റി സൂചിപ്പിക്കുന്നത്, അതിൻ്റെ വിസ്കോസിറ്റി വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള കഴിവ് ഏകാഗ്രതയോടെ വർദ്ധിക്കുന്നു എന്നാണ്. കാരണം, പരിഹാര സംവിധാനത്തിൽ സാന്ദ്രത വർദ്ധിക്കുന്നതിനനുസരിച്ച്, പ്രധാന ശൃംഖലയുടെ തന്മാത്രകൾ തമ്മിലുള്ള പരസ്പര വികർഷണംHEC കൂടാതെ തന്മാത്രാ ശൃംഖലകൾക്കിടയിൽ വർദ്ധിക്കുകയും പ്രത്യക്ഷമായ വിസ്കോസിറ്റി വർദ്ധിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

3.2 ഉപ്പിൻ്റെ വിവിധ സാന്ദ്രതകളുടെ പ്രഭാവം

എന്ന ഏകാഗ്രതHEC 3% ആയി നിശ്ചയിച്ചു, ലായനിയുടെ വിസ്കോസിറ്റി ഗുണങ്ങളിൽ ഉപ്പ് NaCl ചേർക്കുന്നതിൻ്റെ ഫലം വ്യത്യസ്ത ഷിയർ നിരക്കുകളിൽ അന്വേഷിച്ചു.

വ്യക്തമായ പോളി ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് പ്രതിഭാസം കാണിക്കുന്ന, ചേർത്ത ഉപ്പിൻ്റെ സാന്ദ്രത വർദ്ധിക്കുന്നതിനനുസരിച്ച് പ്രകടമായ വിസ്കോസിറ്റി കുറയുന്നതായി ഫലങ്ങളിൽ നിന്ന് കാണാൻ കഴിയും. കാരണം, ഉപ്പ് ലായനിയിലെ Na+ ൻ്റെ ഒരു ഭാഗം, യുടെ അയോണുമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നുHEC സൈഡ് ചെയിൻ. ഉപ്പ് ലായനിയുടെ സാന്ദ്രത കൂടുന്തോറും പോളിയോണിൻ്റെ ന്യൂട്രലൈസേഷൻ അല്ലെങ്കിൽ ഷീൽഡിംഗിൻ്റെ അളവ് വർദ്ധിക്കുകയും ഇലക്ട്രോസ്റ്റാറ്റിക് വികർഷണം കുറയുകയും ചെയ്യുന്നു, ഇത് പോളിയോണിൻ്റെ ചാർജ് സാന്ദ്രത കുറയുന്നതിന് കാരണമാകുന്നു. , പോളിമർ ചെയിൻ ചുരുങ്ങുകയും ചുരുളുകയും ചെയ്യുന്നു, പ്രത്യക്ഷമായ സാന്ദ്രത കുറയുന്നു.

3.3 വിവിധ ചേർത്ത ലവണങ്ങളുടെ പ്രഭാവം

രണ്ട് വ്യത്യസ്ത ചേർത്ത ലവണങ്ങളായ Nacl, CaCl2 എന്നിവയുടെ പ്രത്യക്ഷ വിസ്കോസിറ്റിയുടെ സ്വാധീനത്തിൽ നിന്ന് ഇത് കാണാൻ കഴിയും.HEC ഉപ്പ് ചേർക്കുമ്പോൾ പ്രത്യക്ഷമായ വിസ്കോസിറ്റി കുറയുന്ന പരിഹാരം, അതേ ഷിയർ നിരക്കിൽ, അതിൻ്റെ വ്യക്തമായ വിസ്കോസിറ്റിHEC CaCl2 സൊല്യൂഷൻ സിസ്റ്റത്തിലെ പരിഹാരം പ്രത്യക്ഷമായ വിസ്കോസിറ്റി അതിനെക്കാൾ വളരെ കൂടുതലാണ്HEC NaCl സൊല്യൂഷൻ സിസ്റ്റത്തിലെ പരിഹാരം. കാരണം, കാൽസ്യം ഉപ്പ് ഒരു ഡൈവാലൻ്റ് അയോണാണ്, കൂടാതെ പോളി ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് സൈഡ് ചെയിനിൻ്റെ Cl- യിൽ ബന്ധിപ്പിക്കുന്നത് എളുപ്പമാണ്. ക്വാട്ടർനറി അമോണിയം ഗ്രൂപ്പിൻ്റെ സംയോജനംHEC Cl-നൊപ്പം കുറയുന്നു, കൂടാതെ ഷീൽഡിംഗ് കുറവാണ്, കൂടാതെ പോളിമർ ശൃംഖലയുടെ ചാർജ് സാന്ദ്രത കൂടുതലാണ്, അതിൻ്റെ ഫലമായി പോളിമർ ശൃംഖലയിലെ ഇലക്ട്രോസ്റ്റാറ്റിക് വികർഷണം വലുതാണ്, കൂടാതെ പോളിമർ ചെയിൻ വലിച്ചുനീട്ടുകയും ചെയ്യുന്നു, അതിനാൽ വ്യക്തമായ വിസ്കോസിറ്റി കൂടുതലാണ്.

4. ഉപസംഹാരം

വളരെ ബദലുള്ള കാറ്റാനിക് സെല്ലുലോസിൻ്റെ ഡ്രൈ തയ്യാറാക്കൽ ലളിതമായ പ്രവർത്തനവും ഉയർന്ന പ്രതിപ്രവർത്തന കാര്യക്ഷമതയും കുറഞ്ഞ മലിനീകരണവും ഉള്ള ഒരു അനുയോജ്യമായ തയ്യാറാക്കൽ രീതിയാണ്, കൂടാതെ ലായകങ്ങളുടെ ഉപയോഗം മൂലമുണ്ടാകുന്ന ഉയർന്ന ഊർജ്ജ ഉപഭോഗം, പരിസ്ഥിതി മലിനീകരണം, വിഷാംശം എന്നിവ ഒഴിവാക്കാനും കഴിയും.

കാറ്റാനിക് സെല്ലുലോസ് ഈതറിൻ്റെ പരിഹാരം ന്യൂട്ടോണിയൻ ഇതര ദ്രാവകത്തിൻ്റെ സ്വഭാവസവിശേഷതകൾ അവതരിപ്പിക്കുന്നു, കൂടാതെ കത്രിക കനം കുറയുന്നതിൻ്റെ സ്വഭാവസവിശേഷതകളുമുണ്ട്; പരിഹാരത്തിൻ്റെ പിണ്ഡത്തിൻ്റെ സാന്ദ്രത വർദ്ധിക്കുന്നതിനനുസരിച്ച്, അതിൻ്റെ വ്യക്തമായ വിസ്കോസിറ്റി വർദ്ധിക്കുന്നു; ഉപ്പ് ലായനിയുടെ ഒരു നിശ്ചിത സാന്ദ്രതയിൽ,HEC പ്രകടമായ വിസ്കോസിറ്റി കൂടുകയും കുറയുകയും ചെയ്യുന്നു. അതേ ഷിയർ നിരക്കിന് കീഴിൽ, പ്രകടമായ വിസ്കോസിറ്റിHEC CaCl2 സൊല്യൂഷൻ സിസ്റ്റത്തിൽ ഉള്ളതിനേക്കാൾ ഉയർന്നതാണ്HEC NaCl പരിഹാര സംവിധാനത്തിൽ.