Гидроксиэтил целлюлозын эфирийн нийлэгжилт ба реологийн шинж чанарууд

Өөрөө хийсэн шүлтийн катализатор байгаа тохиолдолд үйлдвэрлэлийн гидроксиэтил целлюлозыг N-(2,3-эпоксипропил)триметиламмонийн хлорид (GTA) катионжуулах урвалжтай урвалд оруулж хуурай аргаар өндөр орлуулах дөрөвдөгч аммонийг бэлтгэсэн Давсны төрөл Гидроксиэтил целлюлозын эфир (HEC). GTA ба гидроксиэтил целлюлоз (HEC), NaOH ба HEC-ийн харьцаа, урвалын температур, урвалын хугацаа зэрэг нь урвалын үр ашигт үзүүлэх нөлөөг нэг төрлийн туршилтын төлөвлөгөөний дагуу судалж, Monte-ээр дамжуулан оновчтой процессын нөхцлийг олж авсан. Карлогийн симуляци. Туршилтын баталгаажуулалтаар катион эфирийн урвалжийн урвалын үр ашиг 95% хүрдэг. Үүний зэрэгцээ түүний реологийн шинж чанаруудын талаар ярилцав. -ийн шийдэл гэдгийг үр дүн харуулсанHEC Ньютоны бус шингэний шинж чанарыг харуулсан бөгөөд уусмалын массын концентраци нэмэгдэх тусам түүний илэрхий зуурамтгай чанар нэмэгдсэн; давсны уусмалын тодорхой концентрацид илэрхий зуурамтгай чанарHEC нэмсэн давсны агууламж нэмэгдэх тусам буурдаг. Ижил зүсэлтийн хурдны дор илэрхий зуурамтгай чанарHEC CaCl2 уусмалын систем дэхHEC NaCl уусмалын системд.

Түлхүүр үгс:Гидроксиэтилцеллюлозын эфир; хуурай процесс; реологийн шинж чанарууд

Целлюлоз нь баялаг эх үүсвэр, биологийн задрал, биологийн нийцтэй, амархан дериватив шинж чанартай байдаг бөгөөд олон салбарт судалгааны халуун цэг болдог. Катион целлюлоз нь целлюлозын деривативуудын хамгийн чухал төлөөлөгчдийн нэг юм. Үнэртэн Аж Үйлдвэрийн Нийгэмлэгийн CTFA-д бүртгэгдсэн хувийн хамгаалалтын бүтээгдэхүүний катион полимерүүдийн дунд түүний хэрэглээ хамгийн түрүүнд ордог. Энэ нь үсний ангижруулагч нэмэлт, зөөлрүүлэгч, өрөмдлөгийн занарын чийгшүүлэгч бодис, цусны бүлэгнэлтийн эсрэг бодис болон бусад салбарт өргөн хэрэглэгддэг.

Одоогийн байдлаар дөрөвдөгч аммонийн катион гидроксиэтил целлюлозын эфирийг бэлтгэх арга нь уусгагч арга бөгөөд өндөр үнэтэй органик уусгагчийг их хэмжээгээр шаарддаг, өртөг өндөртэй, аюулгүй биш, байгаль орчныг бохирдуулдаг. Уусгагчийн аргатай харьцуулахад хуурай арга нь энгийн процесс, өндөр урвалын үр ашиг, хүрээлэн буй орчны бохирдол бага зэрэг давуу талтай. Энэхүү нийтлэлд катион целлюлозын эфирийг хуурай аргаар нийлэгжүүлж, реологийн шинж чанарыг нь судалсан болно.

1. Туршилтын хэсэг

1.1 Материал ба урвалж

Гидроксиэтил целлюлоз (HEC үйлдвэрийн бүтээгдэхүүн, түүний молекул орлуулах зэрэг нь DS 1.8~2.0); катионжуулах урвалж N-(2,3-эпоксипропил)триметиламмонийн хлорид (GTA), эпокси хлоридоос бэлтгэсэн пропан ба триметиламиныг тодорхой нөхцөлд өөрөө хийдэг; өөрөө хийсэн шүлтийн катализатор; этанол ба мөстлөгийн цууны хүчил нь аналитикийн хувьд цэвэр; NaCl, KCl, CaCl2, AlCl3 нь химийн цэвэр урвалжууд юм.

1.2 Дөрөвдөгч аммонийн катион целлюлозыг бэлтгэх

Хутгуураар тоноглогдсон цилиндр хэлбэртэй ган цилиндрт 5 г гидроксиэтил целлюлоз болон зохих хэмжээний гар хийцийн шүлтийн катализаторыг нэмж, тасалгааны температурт 20 минутын турш хутгана; Дараа нь тодорхой хэмжээний GTA нэмж, тасалгааны температурт 30 минутын турш үргэлжлүүлэн хутгаж, тодорхой температур, цаг хугацаанд урвалд оруулснаар үндсэндээ хатуу түүхий бүтээгдэхүүн гарч ирэв. Түүхий бүтээгдэхүүнийг зохих хэмжээний цууны хүчил агуулсан этанолын уусмалд дэвтээж, шүүж, угааж, вакуумаар хатааж нунтаг дөрөвдөгч аммонийн катион целлюлозыг гарган авна.

1.3 Дөрөвдөгч аммонийн катион гидроксиэтил целлюлозын азотын массын хувийг тодорхойлох

Дээж дэх азотын массын хувийг Кельдалийн аргаар тодорхойлсон.

2. Хуурай синтезийн процессын туршилтын загвар, оновчлол

Туршилтыг зохион бүтээхдээ нэгэн төрлийн дизайны аргыг ашигласан бөгөөд GTA ба гидроксиэтил целлюлоз (HEC), NaOH ба HEC харьцаа, урвалын температур, урвалын хугацаа зэрэг нь урвалын үр ашигт үзүүлэх нөлөөг судалсан.

3. Реологийн шинж чанарын судалгаа

3.1 Төвлөрөл ба эргэлтийн хурдны нөлөөлөл

Илэрхий зуурамтгай чанар дээр зүсэлтийн хурдны нөлөөг авч байнаHEC Жишээ болгон өөр өөр концентрацид Ds=0.11 байхад шилжилтийн хурд аажмаар 0.05-аас 0.5 с-1 болж өсөхөд илэрхий зуурамтгай чанарHEC уусмал буурч, ялангуяа 0.05 ~ 0.5 сек-1 үед илэрхий зуурамтгай чанар 160 МПа-аас огцом буурсан.·с хүртэл 40 МПа·s, хяргах сийрэгжилт, гэдгийг харуулж байнаHEC усан уусмал нь Ньютоны бус реологийн шинж чанарыг харуулсан. Хэрэглэсэн зүсэлтийн стрессийн нөлөө нь тархсан фазын хэсгүүдийн хоорондын харилцан үйлчлэлийн хүчийг багасгахад оршино. Тодорхой нөхцөлд хүч их байх тусам илэрхий зуурамтгай чанар их байх болно.

Үүнийг мөн 3% ба 4% наалдамхай чанараас харж болно.HEC янз бүрийн зүсэлтийн хурдаар массын концентраци 3% ба 4% байх усан уусмал. Уусмалын илэрхий зуурамтгай чанар нь түүний зуурамтгай чанарыг нэмэгдүүлэх чадвар нь концентрацитай хамт нэмэгдэж байгааг харуулж байна. Шалтгаан нь уусмалын систем дэх концентрац ихсэх тусам үндсэн гинжин хэлхээний молекулуудын хооронд харилцан түлхэлт үүсдэг.HEC ба молекулын гинж хоорондын хэмжээ нэмэгдэж, илэрхий зуурамтгай чанар нэмэгддэг.

3.2 Нэмэгдсэн давсны янз бүрийн концентрацийн нөлөө

-ийн концентрациHEC 3% -иар тогтоогдсон бөгөөд уусмалын зуурамтгай чанарт давс NaCl нэмсэнээр үзүүлэх нөлөөг янз бүрийн зүсэлтийн хурдаар судалсан.

Үр дүнгээс харахад давсны агууламж нэмэгдэх тусам илэрхий зуурамтгай чанар буурч, полиэлектролитийн үзэгдэл илт харагдаж байна. Учир нь давсны уусмал дахь Na+-ийн нэг хэсэг нь түүний анионтой холбогддогHEC хажуугийн гинж. Давсны уусмалын концентраци их байх тусам эсрэг ионоор полиионыг саармагжуулах буюу хамгаалах зэрэг нь ихэсч, электростатик түлхэлт багасч, полиионы цэнэгийн нягт буурна. , полимер гинж багасаж, буржгар, илэрхий концентраци буурдаг.

3.3 Төрөл бүрийн нэмсэн давсны нөлөө

Үүнийг наалдамхай чанарт Nacl ба CaCl2 нэмсэн хоёр өөр давсны нөлөөнөөс харж болно.HEC давс нэмсэнээр илэрхий зуурамтгай чанар буурдаг уусмал, мөн ижил зүсэлтийн хурдаар илэрхий зуурамтгай чанарHEC CaCl2 уусмалын систем дэх уусмал Илэрхий зуурамтгай чанар нь түүнийхээс хамаагүй өндөр байнаHEC NaCl уусмалын систем дэх уусмал. Шалтгаан нь кальцийн давс нь хоёр валент ион бөгөөд полиэлектролитийн хажуугийн гинжин хэлхээний Cl-тэй холбогдоход хялбар байдаг. Дөрөвдөгч аммонийн бүлгийн хослолHEC Cl-тэй байх нь багасч, хамгаалалт багасч, полимер гинжин хэлхээний цэнэгийн нягт өндөр, үүний үр дүнд полимер гинжин хэлхээний цахилгаан түлхэлт ихсэж, полимер гинж сунадаг тул илэрхий зуурамтгай чанар өндөр байна.

4. Дүгнэлт

Өндөр орлуулсан катион целлюлозыг хуурай аргаар бэлтгэх нь энгийн ажиллагаатай, урвалын өндөр үр ашигтай, бохирдол багатай бэлтгэх хамгийн тохиромжтой арга бөгөөд эрчим хүчний өндөр зарцуулалт, хүрээлэн буй орчны бохирдол, уусгагч хэрэглэхээс үүдэлтэй хордлогоос зайлсхийх боломжтой.

Катион целлюлозын эфирийн уусмал нь Ньютоны бус шингэний шинж чанарыг харуулдаг ба зүслэгийн сийрэгжилтийн шинж чанартай байдаг; уусмалын массын концентраци ихсэх тусам түүний илэрхий зуурамтгай чанар нэмэгддэг; давсны уусмалын тодорхой концентрацид,HEC илэрхий зуурамтгай чанар нь нэмэгдэж, буурах тусам нэмэгддэг. Ижил зүсэлтийн хурдны дор илэрхий зуурамтгай чанарHEC CaCl2 уусмалын систем дэхHEC NaCl уусмалын системд.