Бутан сульфонатын целлюлозын эфирийн ус бууруулагчийн нийлэгжилт ба шинж чанар

Целлюлозын хөвөнгийн целлюлозын хүчиллэг гидролизийн үр дүнд олж авсан тодорхой хэмжээний полимержилт бүхий бичил талст целлюлозыг (MCC) түүхий эд болгон ашигласан. Натрийн гидроксидыг идэвхжүүлснээр 1,4-бутан сультонтой (BS) урвалд оруулснаар усанд сайн уусах чадвартай целлюлоз бутилсульфонат (SBC) ус бууруулагчийг гаргаж авсан. Бүтээгдэхүүний бүтэц нь хэт улаан туяаны спектроскопи (FT-IR), цөмийн соронзон резонансын спектроскопи (NMR), сканнерийн электрон микроскоп (SEM), рентген туяа (XRD) болон бусад аналитик аргууд, полимержих зэрэг, түүхий эдийн харьцаа, болон МСК-ийн хариу үйлдлийг судалсан. Температур, урвалын хугацаа, түдгэлзүүлэх бодисын төрөл зэрэг синтетик процессын нөхцлүүдийн бүтээгдэхүүний ус бууруулах үйл ажиллагаанд үзүүлэх нөлөө. Үр дүнгээс харахад: түүхий эдийн MCC полимержих зэрэг 45 бол урвалд орох бодисын массын харьцаа: AGU (целлюлозын глюкозидын нэгж): n (NaOH): n (BS) = 1.0: 2.1: 2.2, The түдгэлзүүлэх бодис нь изопропанол, өрөөний температурт түүхий эдийг идэвхжүүлэх хугацаа 2 цаг, бүтээгдэхүүний синтезийн хугацаа 5 цаг байна. Температур 80 ° C байх үед олж авсан бүтээгдэхүүн нь бутансульфоны хүчлийн бүлгүүдийг орлуулах хамгийн өндөр зэрэгтэй бөгөөд бүтээгдэхүүн нь ус багасгах хамгийн сайн үзүүлэлттэй байдаг.

Түлхүүр үгс:целлюлоз; целлюлоз бутилсульфонат; ус бууруулах бодис; усны гүйцэтгэлийг бууруулдаг

1、Танилцуулга

Бетоны супер хуванцаржуулагч нь орчин үеийн бетоны зайлшгүй бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн нэг юм. Чухамдаа ус бууруулах бодис гарч ирснээр бетоны өндөр ажиллах чадвар, сайн бат бөх чанар, тэр ч байтугай өндөр бат бэхийг баталгаажуулж чадна. Одоогийн байдлаар өргөн ашиглагдаж байгаа өндөр үр ашигтай ус бууруулагчид голчлон дараах ангилалууд орно: нафталин дээр суурилсан ус бууруулагч (SNF), сульфонжуулсан меламин давирхайд суурилсан ус бууруулагч (SMF), сульфатад суурилсан ус бууруулагч (ASP), өөрчлөгдсөн Лигносульфонатын супер хуванцаржуулагч ( ML), поликарбоксилатын суперпластикжуулагч (PC) зэрэг нь одоогоор илүү идэвхтэй судалж байна. Ус бууруулагчийн нийлэгжилтийн процесст дүн шинжилгээ хийж үзэхэд өмнөх уламжлалт конденсат ус бууруулагчийн ихэнх нь поликонденсацын урвалын түүхий эд болгон хүчтэй хурц үнэртэй формальдегидийг ашигладаг бөгөөд сульфонжуулах процессыг ерөнхийдөө өндөр идэмхий утаатай хүхрийн хүчил эсвэл төвлөрсөн хүхрийн хүчилээр гүйцэтгэдэг. Энэ нь ажилчид болон хүрээлэн буй орчинд сөрөг нөлөө үзүүлэхээс гадна тогтвортой хөгжилд тохиромжгүй их хэмжээний хог хаягдал, хаягдал шингэнийг бий болгоно; Гэсэн хэдий ч поликарбоксилат ус бууруулагч нь бетоны цаг хугацааны явцад бага хэмжээний алдагдалтай, бага тунтай, сайн урсдаг зэрэг давуу талтай боловч өндөр нягтралтай, формальдегид зэрэг хорт бодис агуулаагүй давуу талтай боловч өндөр агууламжтай тул Хятадад сурталчлахад хэцүү байдаг. үнэ. Түүхий эдийн эх үүсвэрийн шинжилгээнээс харахад дээр дурдсан ус бууруулагчдын ихэнх нь нефтийн химийн бүтээгдэхүүн/давар бүтээгдэхүүнд тулгуурлан нийлэгждэг, харин нөхөн сэргээгдэхгүй нөөц болох газрын тос улам бүр хомсдож байгааг олж харахад хэцүү биш юм. түүний үнэ байнга өсч байна. Иймээс хямд, арвин байгалийн сэргээгдэх нөөцийг түүхий эд болгон хэрхэн шинэ өндөр хүчин чадалтай бетоны супер хуванцаржуулагч үйлдвэрлэх вэ гэдэг нь бетоны супер хуванцаржуулагчийн судалгааны чухал чиглэл болжээ.

Целлюлоз нь олон D-глюкопиранозыг β-(1-4) гликозидын холбоогоор холбосноор үүссэн шугаман макромолекул юм. Глюкопираносилын цагираг бүрт гурван гидроксил бүлэг байдаг. Зөв эмчилгээ хийснээр тодорхой хариу үйлдэл үзүүлэх боломжтой. Энэхүү нийтлэлд целлюлозын хөвөнгийн целлюлозыг анхны түүхий эд болгон ашигласан бөгөөд хүчиллэг гидролизийн дараа зохих хэмжээний полимержих микрокристалл целлюлозыг гарган авахын тулд натрийн гидроксидээр идэвхжүүлж, 1,4-бутан сультонтой урвалд оруулан бутил сульфонатын хүчил бэлтгэсэн. целлюлозын эфирийн супер хуванцаржуулагч, урвал бүрийн нөлөөллийн хүчин зүйлсийг авч үзсэн.

2. Туршилт хийх

2.1 Түүхий эд

Целлюлозын хөвөн целлюлоз, полимержих зэрэг 576, Шинжаан Аоян технологийн ХХК; Shanghai Jiachen Chemical Co., Ltd. үйлдвэрлэсэн 1,4-бутан сультон (BS), үйлдвэрлэлийн зэрэг; 52.5R энгийн портланд цемент, Өрөмчи Цементийн үйлдвэрээс хангадаг; Xiamen Ace Ou Standard Sand Co., Ltd. үйлдвэрлэсэн Хятад ISO стандартын элс; натрийн гидроксид, давсны хүчил, изопропанол, усгүй метанол, этил ацетат, n-бутанол, нефтийн эфир гэх мэт бүгд аналитикийн хувьд цэвэр, худалдаанд гарах боломжтой.

2.2 Туршилтын арга

Хөвөнгийн целлюлозыг тодорхой хэмжээгээр жигнэж сайтар нунтаглаж, гурван хүзүүт саванд хийж, тодорхой концентрацитай давсны хүчил нэмж, халааж, тодорхой хугацаанд гидролиз хийж, өрөөний температурт хөргөж, шүүж, саармаг болтол усаар угааж, 500С-т вакуумаар хатаана. Янз бүрийн зэрэгтэй полимержих бичил талст целлюлозын түүхий эдтэй болсны дараа тэдгээрийн полимержилтийн зэргийг уран зохиолын дагуу хэмжиж, гурван хүзүүтэй урвалын саванд хийж, түдгэлзүүлнэ. түдгэлзүүлэгч бодисыг массаас 10 дахин их хэмжээгээр нэмж, тодорхой хэмжээний натрийн гидроксидын усан уусмалыг хутгаж, тасалгааны температурт тодорхой хугацаанд хутгаж идэвхжүүлж, тооцоолсон хэмжээний 1,4-бутан сультоны (BS) нэмж, халаана. урвалын температурт, тодорхой хугацаанд тогтмол температурт урвалд орж, бүтээгдэхүүнийг тасалгааны температурт хөргөж, сорох шүүлтүүрээр түүхий бүтээгдэхүүнийг гаргана. Ус, метанолоор 3 удаа зайлж, сорох аргаар шүүж эцсийн бүтээгдэхүүн болох целлюлоз бутилсульфонатын ус бууруулагчийг (SBC) авна.

2.3 Бүтээгдэхүүний шинжилгээ ба шинж чанар

2.3.1 Бүтээгдэхүүний хүхрийн агууламжийг тодорхойлох, орлуулах зэрэглэлийн тооцоо

FLASHEA-PE2400 элементийн анализаторыг хатаасан целлюлоз бутил сульфонатын ус бууруулагч бүтээгдэхүүн дээр элементийн шинжилгээ хийж хүхрийн агууламжийг тодорхойлоход ашигласан.

2.3.2 Зуурмагийн шингэн чанарыг тодорхойлох

GB8076-2008-д 6.5-ын дагуу хэмжсэн. Өөрөөр хэлбэл, өргөтгөлийн диаметр (180±2)мм байх үед эхлээд ус/цемент/стандарт элсний хольцыг NLD-3 цементийн зуурмагийн шингэнийг шалгагчаар хэмжинэ. цемент, хэмжсэн жишиг усны хэрэглээ 230гр), дараа нь цемент/ус бууруулагч/стандарт ус/стандарт элс=450г/4.5г/-ийн дагуу масс нь цементийн массын 1%-тай тэнцэх ус бууруулах бодис нэмнэ. 230 гр/ 1350 гр-ын харьцааг JJ-5 маркийн цементийн зуурмаг холигчинд хийж жигд хутгах ба зуурмагийн шингэнийг шалгагч дээр зуурмагийн өргөссөн диаметрийг хэмжсэн нь зуурмагийн шингэний хэмжсэн шингэн юм.

2.3.3 Бүтээгдэхүүний шинж чанар

Дээжийг Bruker компанийн EQUINOX 55 төрлийн Фурье хувиргах хэт улаан туяаны спектрометр ашиглан FT-IR-ээр тодорхойлсон; дээжийн H NMR спектрийг Varian компанийн INOVA ZAB-HS анжис хэт дамжуулагч цөмийн соронзон резонансын багажаар тодорхойлсон; Бүтээгдэхүүний морфологийг микроскопоор ажигласан; Дээж дээр XRD шинжилгээг MAC компанийн M18XHF22-SRA рентген дифрактометр ашиглан хийсэн.

3. Үр дүн ба хэлэлцүүлэг

3.1 Тодорхойлолтын үр дүн

3.1.1 FT-IR шинж чанарын үр дүн

Dp=45 полимержих зэрэгтэй бичил талст целлюлозын түүхий эд болон уг түүхий эдээс нийлэгжүүлсэн SBC бүтээгдэхүүнд хэт улаан туяаны шинжилгээ хийсэн. SC болон SH-ийн шингээлтийн оргилууд маш сул байдаг тул тэдгээрийг тодорхойлоход тохиромжгүй байдаг бол S=O нь хүчтэй шингээлтийн оргилтой байдаг. Иймд молекулын бүтцэд сульфоны хүчлийн бүлэг байгаа эсэхийг S=O оргил байгааг батлах замаар тодорхойлж болно. Мэдээжийн хэрэг, целлюлозын спектрт 3344 см-1 долгионы тоонд хүчтэй шингээлтийн оргил байдаг бөгөөд энэ нь целлюлоз дахь гидроксил суналтын чичиргээний оргилтой холбоотой юм; 2923 см-1 долгионы тоогоор илүү хүчтэй шингээлтийн оргил нь метилений суналтын чичиргээний оргил (-CH2) юм. Чичиргээний оргил; 1031, 1051, 1114, 1165см-1-ээс бүрдсэн цуврал туузууд нь гидроксил суналтын чичиргээний шингээлтийн оргил ба эфирийн холбоо (COC) гулзайлтын чичиргээний шингээлтийн оргилыг тусгадаг; долгионы дугаар 1646см-1 нь гидроксил ба чөлөөт усаар үүссэн устөрөгчийг тусгадаг Бондын шингээлтийн оргил; 1432 ~ 1318 см-1 зурвас нь целлюлозын болор бүтэц байгааг харуулж байна. SBC-ийн IR спектрт 1432~1318см-1 зурвасын эрчим сулардаг; 1653 см-1-д шингээлтийн оргилын эрчим нэмэгдэж байгаа нь устөрөгчийн холбоо үүсгэх чадвар бэхжиж байгааг харуулж байна; 1040, 605см-1 илүү хүчтэй харагддаг Шингээлтийн оргилууд ба энэ хоёр нь целлюлозын хэт улаан туяаны спектрт тусдаггүй, эхнийх нь S=O бондын шинж чанарын шингээлтийн оргил, сүүлийнх нь SO бондын шинж чанарын шингээлтийн оргил юм. Дээрх шинжилгээнд үндэслэн целлюлозын эфиржих урвалын дараа түүний молекулын гинжин хэлхээнд сульфоны хүчлийн бүлгүүд байгааг харж болно.

3.1.2 H NMR шинж чанарын үр дүн

Целлюлоз бутил сульфонатын H NMR спектрийг харж болно: γ=1.74~2.92 дотор циклобутил устөрөгчийн протоны химийн шилжилт, γ=3.33~4.52 дотор целлюлозын ангидроглюкозын нэгж γ=4.52 дахь хүчилтөрөгчийн протоны химийн шилжилт байна. ~6 нь хүчилтөрөгчтэй холбогдсон бутилсульфоны хүчлийн бүлэг дэх метилен протоны химийн шилжилт бөгөөд γ=6~7-д оргил байхгүй байгаа нь бүтээгдэхүүн биш гэдгийг харуулж байна. Бусад протонууд байдаг.

3.1.3 SEM шинж чанарын үр дүн

Целлюлозын хөвөн целлюлоз, микрокристалл целлюлоз ба бүтээгдэхүүний целлюлоз бутилсульфонатын SEM ажиглалт. Целлюлозын хөвөн целлюлоз, микрокристалл целлюлоз ба целлюлоз бутансульфонатын (SBC) бүтээгдэхүүний SEM шинжилгээний үр дүнд дүн шинжилгээ хийснээр HCL-тэй гидролиз хийсний дараа олж авсан микрокристалл целлюлоз нь целлюлозын утаснуудын бүтцийг ихээхэн өөрчлөх боломжтой болохыг тогтоожээ. Шилэн бүтэц эвдэрч, нарийн ширхэгтэй бөөгнөрсөн целлюлозын хэсгүүдийг олж авсан. Цаашид BS-тэй урвалд орсноор олж авсан SBC нь утаслаг бүтэцгүй бөгөөд үндсэндээ аморф бүтэц болж хувирсан нь усанд уусахад тустай байв.

3.1.4 XRD шинж чанарын үр дүн

Целлюлоз ба түүний деривативын талст чанар нь бүхэлдээ целлюлозын нэгжийн бүтцээс үүссэн талст бүсийн хувийг илэрхийлдэг. Целлюлоз болон түүний деривативууд химийн урвалд ороход молекул дахь болон молекулуудын хоорондох устөрөгчийн холбоо устаж, талст бүс нь аморф бүс болж, улмаар талстыг бууруулдаг. Тиймээс урвалын өмнө болон дараа нь талстжилтын өөрчлөлт нь целлюлозын хэмжүүр юм. Хариуд оролцох эсэх нь шалгууруудын нэг юм. XRD шинжилгээг микрокристалл целлюлоз болон бүтээгдэхүүн целлюлоз бутансульфонат дээр хийсэн. Эфиржүүлсний дараа талст чанар нь үндсэндээ өөрчлөгдөж, бүтээгдэхүүн бүрэн аморф бүтэцтэй болж усанд уусдаг болохыг харьцуулан харж болно.

3.2 Бүтээгдэхүүний ус бууруулах үйл ажиллагаанд түүхий эдийн полимержилтийн зэрэг нөлөө

Зуурмагийн шингэн чанар нь тухайн бүтээгдэхүүний ус багасах үйл ажиллагааг шууд илэрхийлдэг бөгөөд бүтээгдэхүүний хүхрийн агууламж нь зуурмагийн шингэн чанарт нөлөөлдөг хамгийн чухал хүчин зүйлүүдийн нэг юм. Зуурмагийн шингэн чанар нь бүтээгдэхүүний усыг багасгах чадварыг хэмждэг.

Гидролизийн урвалын нөхцөлийг өөрчилсний дараа өөр өөр полимержилтийн зэрэгтэй МСК бэлтгэхийн тулд дээрх аргын дагуу SBC бүтээгдэхүүнийг бэлтгэхийн тулд тодорхой синтезийн процессыг сонгон, хүхрийн агууламжийг хэмжиж, бүтээгдэхүүний орлуулах зэрэглэлийг тооцож, SBC бүтээгдэхүүнийг усанд нэмнэ. /цемент/элс холих стандарт систем Зуурмагийн шингэнийг хэмжинэ.

Туршилтын үр дүнгээс харахад судалгааны хүрээнд бичил талст целлюлозын түүхий эдийн полимержих түвшин өндөр байх үед бүтээгдэхүүний хүхрийн агууламж (орлуулах зэрэг), зуурмагийн шингэн чанар бага байдаг. Учир нь: түүхий эдийн молекулын жин бага байдаг нь түүхий эдийг жигд холих, эфиржүүлэгч бодисыг нэвтрүүлэх, улмаар бүтээгдэхүүний эфиржилтийн түвшинг дээшлүүлдэг. Гэсэн хэдий ч түүхий эд материалын полимержих түвшин буурах тусам бүтээгдэхүүний усны бууралтын түвшин шулуун шугамаар өсдөггүй. Туршилтын үр дүнгээс харахад Dp<96 (молекул жин<15552) полимержих зэрэгтэй бичил талст целлюлозыг ашиглан бэлтгэсэн SBC-тэй хольсон цементийн зуурмагийн хольцын шингэн шингэн нь 180 мм-ээс их (ус бууруулагчгүйгээс их) байна. . жишиг шингэн чанар), 15552-аас бага молекул жинтэй целлюлозыг ашиглан SBC бэлтгэх боломжтой бөгөөд тодорхой ус бууруулах хурдыг олж авах боломжтой болохыг харуулж байна; SBC-ийг 45 (молекул жин: 7290) полимержих зэрэгтэй микрокристалл целлюлозыг ашиглан бэлтгэж, бетоны хольцонд нэмснээр зуурмагийн хэмжсэн шингэн чанар хамгийн их байдаг тул полимержих зэрэгтэй целлюлоз гэж үздэг. 45 орчим нь SBC бэлтгэхэд хамгийн тохиромжтой; түүхий эд материалын полимержих түвшин 45-аас их байвал зуурмагийн шингэн аажмаар буурч, энэ нь ус бууруулах хурдыг бууруулна гэсэн үг юм. Учир нь молекулын жин их байх үед нэг талаас хольцын системийн зуурамтгай чанар нэмэгдэж, цементийн тархалтын жигд байдал муудаж, бетон дахь дисперс удаан байх ба энэ нь дисперсийн нөлөөнд нөлөөлнө; нөгөө талаас молекулын жин их байх үед суперпластикжуулагчийн макромолекулууд нь санамсаргүй ороомгийн хэлбэрт оршдог бөгөөд энэ нь цементийн хэсгүүдийн гадаргуу дээр шингээхэд харьцангуй хэцүү байдаг. Гэхдээ түүхий эд материалын полимержих түвшин 45-аас бага байх үед бүтээгдэхүүний хүхрийн агууламж (орлуулах зэрэг) харьцангуй их боловч зуурмагийн хольцын шингэн чанар буурч эхэлдэг боловч энэ нь маш бага байдаг. Учир нь ус бууруулагчийн молекулын жин бага байхад молекулын тархалт хялбар, чийгшүүлэх чадвар сайтай ч молекулын шингээлтийн бат бөх чанар нь молекулынхаас их, ус зөөвөрлөх гинж маш богино байдаг. мөн тоосонцор хоорондын үрэлт их байгаа нь бетонд хортой. Тархалтын нөлөө нь том молекул жинтэй ус бууруулагчтай адил сайн биш юм. Тиймээс усны бууруулагчийн ажиллагааг сайжруулахын тулд гахайн нүүрний молекулын жинг (целлюлозын сегмент) зөв хянах нь маш чухал юм.

3.3 Бүтээгдэхүүний ус бууруулах үйл ажиллагаанд урвалын нөхцөл үзүүлэх нөлөө

Туршилтаар МСС-ийн полимержилтийн зэрэг, урвалд орох бодисын харьцаа, урвалын температур, түүхий эдийг идэвхжүүлэх, бүтээгдэхүүний нийлэгжих хугацаа, түдгэлзүүлэх бодисын төрөл зэрэг нь бүтээгдэхүүний ус бууруулах үйл ажиллагаанд нөлөөлдөг болохыг тогтоожээ.

3.3.1 Урвалж буй бодисын харьцаа

(1) BS-ийн тун

Процессын бусад үзүүлэлтээр тодорхойлогддог нөхцөлд (MCC-ийн полимержих зэрэг нь 45, n(MCC):n(NaOH)=1:2.1, түдгэлзүүлэгч бодис нь изопропанол, өрөөний температурт целлюлозыг идэвхжүүлэх хугацаа 2 цаг, нийлэгжилтийн температур 80°С, синтезийн хугацаа 5 цаг), эфиржүүлэх бодис 1,4-бутан сультоны (BS) хэмжээ нь бүтээгдэхүүний бутансульфон хүчлийн бүлгүүдийг орлуулах зэрэгт үзүүлэх нөлөөг судлах. зуурмаг.

Эндээс харахад BS-ийн хэмжээ ихсэх тусам бутансульфон хүчлийн бүлгүүдийн орлуулалтын зэрэг, зуурмагийн шингэн чанар мэдэгдэхүйц нэмэгддэг. BS ба MCC-ийн харьцаа 2.2: 1-д хүрэхэд DS болон зуурмагийн шингэн чанар хамгийн дээд хэмжээнд хүрдэг. үнэ цэнэ, энэ үед ус бууруулах гүйцэтгэл хамгийн сайн гэж үзэж байна. BS-ийн үнэ цэнэ үргэлжлэн нэмэгдэж, орлуулах зэрэг болон зуурмагийн шингэн чанар хоёулаа буурч эхлэв. Учир нь BS хэт их байвал BS нь NaOH-тэй урвалд орж HO-(CH2)4SO3Na үүсгэдэг. Иймд энэ баримт бичигт BS ба MCC-ийн материалын оновчтой харьцааг 2.2:1 гэж сонгосон.

(2) NaOH-ийн тун

Процессын бусад үзүүлэлтээр тодорхойлогдсон нөхцөлд (МСС-ийн полимержих зэрэг нь 45, n(BS):n(MCC)=2.2:1. Түдгэлзүүлэх бодис нь изопропанол, өрөөний температурт целлюлозын идэвхжих хугацаа 2 цаг, нийлэгжилтийн температур 80°С, синтезийн хугацаа 5 цаг), бүтээгдэхүүн дэх бутансульфон хүчлийн бүлгүүдийг орлуулах зэрэгт натрийн гидроксидын хэмжээ, зуурмагийн шингэн чанарт үзүүлэх нөлөөг судлах.

Бууруулах хэмжээ ихсэх тусам SBC-ийн орлуулах зэрэг хурдацтай нэмэгдэж, хамгийн дээд утгад хүрсний дараа буурч эхэлдэг болохыг харж болно. Учир нь NaOH-ийн агууламж өндөр байх үед системд хэт олон чөлөөт суурь бий болж, гаж урвал үүсэх магадлал нэмэгддэг тул гаж урвалд илүү олон эфиржүүлэгч бодис (BS) оролцож, улмаар сульфоныг орлуулах түвшинг бууруулдаг. бүтээгдэхүүн дэх хүчлийн бүлгүүд. Илүү өндөр температурт хэт их NaOH байгаа нь целлюлозыг доройтуулж, полимержилтын бага зэрэгтэй үед бүтээгдэхүүний ус бууруулах үйл ажиллагаанд нөлөөлнө. Туршилтын үр дүнгээс үзэхэд NaOH ба MCC-ийн молийн харьцаа 2.1 орчим байх үед орлуулах зэрэг нь хамгийн их байдаг тул NaOH ба MCC-ийн молийн харьцаа 2.1:1.0 байна гэж энэхүү бүтээлээр тодорхойлсон.

3.3.2 Бүтээгдэхүүний ус бууруулах үйл ажиллагаанд урвалын температурын нөлөө

Процессын бусад үзүүлэлтээр тодорхойлогддог нөхцөлд (MCC-ийн полимержих зэрэг нь 45, n(MCC):n(NaOH):n(BS)=1:2.1:2.2, түдгэлзүүлэгч бодис нь изопропанол, идэвхжих хугацаа. өрөөний температурт целлюлоз 2 цаг хугацаа 5 цаг), бүтээгдэхүүн дэх бутансульфоны хүчлийн бүлгүүдийн орлуулах зэрэгт синтезийн урвалын температурын нөлөөг судалсан.

Урвалын температур нэмэгдэхийн хэрээр SBC-ийн сульфоны хүчлийг орлуулах DS зэрэг аажмаар нэмэгдэж, харин урвалын температур 80 ° C-аас дээш гарах үед DS буурах хандлагатай байгааг харж болно. 1,4-бутан сультон ба целлюлозын хоорондох эфиржих урвал нь эндотермик урвал бөгөөд урвалын температурыг нэмэгдүүлэх нь эфиржүүлэгч ба целлюлозын гидроксил бүлгийн хоорондох урвалд ашигтай боловч температур нэмэгдэхийн хэрээр NaOH ба целлюлозын нөлөө аажмаар нэмэгддэг. . Энэ нь хүчтэй болж, целлюлозыг задалж, унахад хүргэдэг бөгөөд үүний үр дүнд целлюлозын молекулын жин буурч, жижиг молекул сахар үүсдэг. Ийм жижиг молекулуудын эфиржүүлэгч бодисуудтай урвалд орох нь харьцангуй хялбар бөгөөд илүү их эфиржүүлэгч бодисууд зарцуулагдах бөгөөд энэ нь бүтээгдэхүүнийг орлуулах зэрэгт нөлөөлдөг. Иймд BS ба целлюлозын эфиржих урвалын хамгийн тохиромжтой урвалын температур нь 80 ℃ гэж энэхүү диссертацид үзэж байна.

3.3.3 Бүтээгдэхүүний ус бууруулах үйл ажиллагаанд урвалын хугацаа үзүүлэх нөлөө

Урвалын хугацааг түүхий эдийг тасалгааны температурт идэвхжүүлэх, бүтээгдэхүүний тогтмол температурт нийлэгжүүлэх хугацаа гэж хуваана.

(1) Өрөөний температурт түүхий эдийг идэвхжүүлэх хугацаа

Дээрх үйл явцын оновчтой нөхцөлд (MCC полимержих зэрэг нь 45, n(MCC):n(NaOH):n(BS)=1:2.1:2.2, түдгэлзүүлэгч бодис нь изопропанол, синтезийн урвалын температур 80°С, бүтээгдэхүүн Тогтмол температурын синтезийн хугацаа 5 цаг), бутансульфоны хүчлийн бүлгийн бүтээгдэхүүнийг орлуулах зэрэгт өрөөний температурыг идэвхжүүлэх хугацаа хэрхэн нөлөөлж байгааг судал.

Бүтээгдэхүүний SBC-ийн бутансульфоны хүчлийн бүлгийг орлуулах зэрэг нь эхлээд нэмэгдэж, дараа нь идэвхжих хугацаа уртассанаар буурч байгааг харж болно. Шинжилгээний шалтгаан нь NaOH-ийн үйл ажиллагааны хугацаа нэмэгдэхийн хэрээр целлюлозын задрал ноцтой байж болно. Жижиг молекул сахар үүсгэхийн тулд целлюлозын молекулын жинг бууруулна. Ийм жижиг молекулуудын эфиржүүлэгч бодисуудтай урвалд орох нь харьцангуй хялбар бөгөөд илүү их эфиржүүлэгч бодисууд зарцуулагдах бөгөөд энэ нь бүтээгдэхүүнийг орлуулах зэрэгт нөлөөлдөг. Тиймээс энэ баримт бичигт түүхий эдийг өрөөний температурт идэвхжүүлэх хугацаа 2 цаг байна гэж үзсэн.

(2) Бүтээгдэхүүний синтезийн хугацаа

Дээрх үйл явцын оновчтой нөхцөлд өрөөний температурт идэвхжүүлэх хугацаа нь бүтээгдэхүүний бутансульфоны хүчлийн бүлгийг орлуулах зэрэгт үзүүлэх нөлөөг судалсан. Урвалын хугацааг уртасгах тусам орлуулах зэрэг нь эхлээд нэмэгдэж байгаа боловч урвалын хугацаа 5 цаг хүрэхэд DS буурах хандлагатай байгааг харж болно. Энэ нь целлюлозын эфиржих урвалд агуулагдах чөлөөт суурьтай холбоотой юм. Илүү өндөр температурт урвалын хугацааг уртасгах нь целлюлозын шүлтийн гидролизийн зэрэг нэмэгдэх, целлюлозын молекулын гинжин хэлхээг богиносгох, бүтээгдэхүүний молекулын жин буурч, гаж урвал нэмэгдэхэд хүргэдэг. орлуулах. зэрэг буурдаг. Энэ туршилтанд хамгийн тохиромжтой синтезийн хугацаа 5 цаг байна.

3.3.4 Бүтээгдэхүүний ус бууруулах үйлчилгээнд түдгэлзүүлэх бодисын төрлөөс үзүүлэх нөлөө

Үйл явцын оновчтой нөхцөлд (MCC полимержих зэрэг нь 45, n(MCC):n(NaOH):n(BS)=1:2.1:2.2, өрөөний температурт түүхий эдийг идэвхжүүлэх хугацаа 2 цаг, тогтмол температурт синтез хийх хугацаа Бүтээгдэхүүний үргэлжлэх хугацаа 5 цаг, синтезийн урвалын температур 80 ℃), изопропанол, этанол, n-бутанол, этил ацетат, нефтийн эфирийг түдгэлзүүлэх бодис болгон сонгож, бүтээгдэхүүний ус бууруулах үйл ажиллагаанд үзүүлэх нөлөөллийн талаар ярилцана.

Изопропанол, n-бутанол ба этил ацетатыг энэ эфирийн урвалд түдгэлзүүлэх бодис болгон ашиглаж болох нь ойлгомжтой. Түдгэлзүүлэгчийн үүрэг нь урвалж бодисыг тараахаас гадна урвалын температурыг хянах боломжтой. Изопропанолын буцалгах цэг нь 82.3°С тул изопропанолыг түдгэлзүүлэх бодис болгон ашигладаг, системийн температурыг хамгийн оновчтой урвалын температурт ойртуулж, бүтээгдэхүүн дэх бутансульфон хүчлийн бүлгүүдийн орлуулалтын зэрэг, шингэний шингэнийг хянах боломжтой. зуурмаг харьцангуй өндөр; этанолын буцалгах температур хэт өндөр байх үед бага, урвалын температур шаардлага хангахгүй, бүтээгдэхүүн дэх бутансульфон хүчлийн бүлгүүдийг орлуулах зэрэг, зуурмагийн шингэн чанар бага; нефтийн эфир нь урвалд оролцож болох тул тархсан бүтээгдэхүүн авах боломжгүй.

4 Дүгнэлт

(1) Хөвөн целлюлозыг анхны түүхий эд болгон ашиглах,микрокристалл целлюлоз (MCC)Тохиромжтой хэмжээний полимержилтийг бэлтгэж, NaOH-ээр идэвхжүүлж, 1,4-бутан сультонтой урвалд оруулснаар усанд уусдаг бутилсульфоны хүчил Целлюлозын эфир, өөрөөр хэлбэл целлюлоз дээр суурилсан ус бууруулагчийг бэлтгэсэн. Бүтээгдэхүүний бүтцийг тодорхойлж, целлюлозыг эфиржүүлэх урвалын дараа түүний молекулын гинжин хэлхээнд сульфоны хүчлийн бүлгүүд байгаа нь аморф бүтэцтэй болж хувирсан ба ус бууруулагч бүтээгдэхүүн нь усанд уусах чадвар сайтай болохыг тогтоосон;

(2) Туршилтын үр дүнд микрокристалл целлюлозын полимержих зэрэг нь 45 байх үед олж авсан бүтээгдэхүүний ус багасгах үйл ажиллагаа хамгийн сайн болохыг тогтоожээ; түүхий эдийн полимержих зэрэг нь тодорхойлогдсон нөхцөлд урвалд орох бодисын харьцаа n(MCC):n(NaOH):n( BS)=1:2.1:2.2, өрөөний температурт түүхий эдийг идэвхжүүлэх хугацаа 2 цаг, бүтээгдэхүүний синтезийн температур 80 ° C, синтезийн хугацаа 5 цаг байна. Усны гүйцэтгэл хамгийн оновчтой.