Hydroxyethyl सेल्युलोज ईथर को संश्लेषण र Rheological गुण

एक स्व-निर्मित क्षार उत्प्रेरकको उपस्थितिमा, औद्योगिक हाइड्रोक्साइथाइल सेलुलोजलाई N-(2,3-epoxypropyl) trimethylammonium chloride (GTA) cationization अभिकर्मक द्वारा उच्च प्रतिस्थापन क्वाटरनरी अमोनियम सुक्खा विधि द्वारा तयार गर्न को लागी प्रतिक्रिया गरिएको थियो साल्ट प्रकार हाइड्रोक्साइथाइल सेल्युलोज ईथर (HEC)। GTA को हाइड्रोक्साइथाइल सेलुलोज (HEC) को अनुपात को प्रभाव, NaOH को HEC को अनुपात, प्रतिक्रिया तापमान, र प्रतिक्रिया दक्षता मा प्रतिक्रिया समय एक समान प्रयोगात्मक योजना संग अनुसन्धान गरियो, र अनुकूलित प्रक्रिया अवस्था मोन्टे मार्फत प्राप्त गरियो। कार्लो सिमुलेशन। र cationic etherification अभिकर्मक को प्रतिक्रिया दक्षता प्रयोगात्मक प्रमाणीकरण मार्फत 95% पुग्छ। एकै समयमा, यसको rheological गुणहरू छलफल गरियो। नतिजाले समाधान गरेको देखाएको छHEC गैर-न्युटोनियन तरल पदार्थ को विशेषताहरु देखाउनुभयो, र यसको स्पष्ट चिपचिपापन समाधान मास एकाग्रता को वृद्धि संग बढ्यो; नुन समाधान को एक निश्चित एकाग्रता मा, को स्पष्ट चिपचिपापनHEC थपिएको नुन एकाग्रताको वृद्धि संग घट्यो। उही कतरनी दर अन्तर्गत, को स्पष्ट चिपचिपापनHEC CaCl2 समाधान प्रणाली मा त्यो भन्दा उच्च छHEC NaCl समाधान प्रणालीमा।

मुख्य शब्दहरू:हाइड्रोक्सीथाइलसेल्युलोज ईथर; सुक्खा प्रक्रिया; rheological गुण

सेल्युलोजसँग समृद्ध स्रोतहरू, बायोडिग्रेडेबिलिटी, बायोकम्प्याटिबिलिटी र सजिलो डेरिभेटाइजेशनको विशेषताहरू छन्, र धेरै क्षेत्रहरूमा अनुसन्धान हटस्पट हो। Cationic सेल्युलोज सेल्युलोज डेरिवेटिभ को सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण प्रतिनिधि मध्ये एक हो। फ्रेग्रेन्स उद्योग संघको CTFA द्वारा दर्ता गरिएको व्यक्तिगत सुरक्षा उत्पादनहरूको लागि cationic पोलिमरहरू मध्ये, यसको खपत पहिलो हो। यो व्यापक रूपमा कपाल कन्डिसनर कन्डिसन additives, सफ्टनर, ड्रिलिंग शेल हाइड्रेशन अवरोधक र रक्त विरोधी कोगुलेसन एजेन्ट र अन्य क्षेत्रहरूमा प्रयोग गर्न सकिन्छ।

हाल, क्वाटरनरी अमोनियम क्याटनिक हाइड्रोक्साइथाइल सेल्युलोज ईथरको तयारी विधि एक विलायक विधि हो, जसलाई महँगो जैविक विलायकहरूको ठूलो मात्रा चाहिन्छ, महँगो, असुरक्षित र वातावरणलाई प्रदूषित गर्दछ। विलायक विधिको तुलनामा, सुख्खा विधिमा सरल प्रक्रिया, उच्च प्रतिक्रिया दक्षता, र कम वातावरणीय प्रदूषणको उत्कृष्ट फाइदाहरू छन्। यस कागजमा, cationic सेल्युलोज ईथर सुख्खा विधि द्वारा संश्लेषित गरिएको थियो र यसको rheological व्यवहार अध्ययन गरिएको थियो।

1. प्रयोगात्मक भाग

१.१ सामग्री र अभिकर्मकहरू

Hydroxyethyl सेल्युलोज (HEC औद्योगिक उत्पादन, यसको आणविक प्रतिस्थापन डिग्री DS 1.8 ~ 2.0 हो); cationization अभिकर्मक N-(2,3-epoxypropyl) trimethylammonium chloride (GTA), epoxy chloride प्रोपेन र trimethylamine बाट बनाइएको केहि परिस्थितिहरूमा स्व-निर्मित हुन्छन्; स्व-निर्मित क्षार उत्प्रेरक; इथेनॉल र ग्लेशियल एसिटिक एसिड विश्लेषणात्मक रूपमा शुद्ध छन्; NaCl, KCl, CaCl2, र AlCl3 रासायनिक शुद्ध अभिकर्मक हुन्।

1.2 क्वाटरनरी अमोनियम cationic सेल्युलोज को तयारी

5 ग्राम हाइड्रोक्साइथाइल सेल्युलोज र उपयुक्त मात्रामा घरेलु क्षार उत्प्रेरकलाई स्टिररले सुसज्जित बेलनाकार स्टिल सिलिन्डरमा थप्नुहोस् र कोठाको तापक्रममा २० मिनेटसम्म हलचल गर्नुहोस्; त्यसपछि GTA को एक निश्चित मात्रा थप्नुहोस्, कोठाको तापक्रममा 30 मिनेटको लागि हलचल जारी राख्नुहोस्, र निश्चित तापक्रम र समयमा प्रतिक्रिया दिनुहोस्, अनिवार्य रूपमा आधारित ठोस कच्चा उत्पादन प्राप्त भयो। कच्चा उत्पादनलाई एसिटिक एसिडको उपयुक्त मात्रामा इथानोल घोलमा भिजाइन्छ, पाउडर गरिएको क्वाटरनरी अमोनियम क्याटनिक सेल्युलोज प्राप्त गर्न फिल्टर गरिएको, धोएर र भ्याकुम-सुकाइन्छ।

1.3 क्वाटरनरी अमोनियम cationic हाइड्रोक्सीथाइल सेल्युलोज को नाइट्रोजन मास अंश को निर्धारण

नमूनाहरूमा नाइट्रोजनको ठूलो अंश Kjeldahl विधि द्वारा निर्धारण गरिएको थियो।

2. प्रायोगिक डिजाइन र सुख्खा संश्लेषण प्रक्रिया को अनुकूलन

प्रयोगको डिजाइन गर्न एकसमान डिजाइन विधि प्रयोग गरिएको थियो, र GTA को हाइड्रोक्साइथाइल सेलुलोज (HEC) को अनुपात, NaOH को HEC को अनुपात, प्रतिक्रिया तापमान र प्रतिक्रिया दक्षता मा प्रतिक्रिया समय को प्रभाव को अनुसन्धान गरियो।

3. rheological गुणहरूमा अनुसन्धान

3.1 एकाग्रता र घूर्णन गति को प्रभाव

को स्पष्ट चिपचिपापन मा कतरनी दर को प्रभाव लिदैHEC विभिन्न सांद्रतामा Ds=0.11 उदाहरणको रूपमा, यो देख्न सकिन्छ कि शियर दर 0.05 देखि 0.5 s-1 सम्म बिस्तारै बढ्दै जाँदा, स्पष्ट चिपचिपापनHEC समाधान घट्छ, विशेष गरी 0.05 ~ 0.5s-1 मा स्पष्ट चिपचिपापन 160MPa बाट तीव्र रूपमा घट्यो·s देखि 40MPa·s, कतरन पातलो, संकेत गर्दछ किHEC जलीय घोलले गैर-न्यूटोनियन rheological गुणहरू प्रदर्शन गर्यो। लागू गरिएको कतरनी तनावको प्रभाव फैलिएको चरणको कणहरू बीचको अन्तरक्रिया बल कम गर्न हो। केही परिस्थितिहरूमा, बल जति ठूलो हुन्छ, स्पष्ट चिपचिपाहट त्यति नै बढी हुन्छ।

यो 3% र 4% को स्पष्ट चिपचिपापनबाट पनि देख्न सकिन्छ।HEC जलीय समाधानहरू जुन मास एकाग्रता क्रमशः 3% र 4% फरक शियर दरहरूमा हुन्छ। समाधानको स्पष्ट चिपचिपापनले संकेत गर्दछ कि यसको चिपचिपापन-बढ्दो क्षमता एकाग्रता संग बढ्छ। कारण यो हो कि समाधान प्रणालीमा एकाग्रता बढ्दै जाँदा, मुख्य श्रृंखलाको अणुहरू बीचको आपसी प्रतिकर्षणHEC र आणविक चेनहरू बीच बढ्छ, र स्पष्ट चिपचिपापन बढ्छ।

3.2 थपिएको नुन को विभिन्न सांद्रता को प्रभाव

को एकाग्रताHEC 3% मा फिक्स गरिएको थियो, र समाधानको चिपचिपापन गुणहरूमा नुन NaCl थप्ने प्रभावलाई विभिन्न शियर दरहरूमा अनुसन्धान गरिएको थियो।

यो नतिजाबाट देख्न सकिन्छ कि स्पष्ट चिपचिपापन थपिएको नुन एकाग्रताको वृद्धि संग घट्छ, स्पष्ट polyelectrolyte घटना देखाउँदै। यो किनभने नुन घोल मा Na+ को भाग को anion संग बाँधिएको छHEC साइड चेन। नुन घोलको सांद्रता जति धेरै हुन्छ, काउन्टरनद्वारा पोलीयनको तटस्थीकरण वा ढालको डिग्री, र इलेक्ट्रोस्टेटिक प्रतिकर्षणको कमी, परिणामस्वरूप पोलीयनको चार्ज घनत्वमा कमी हुन्छ। , पोलिमर चेन संकुचन र कर्ल, र स्पष्ट एकाग्रता घट्छ।

3.3 मा विभिन्न थपिएको लवण को प्रभाव

यो दुई फरक थपिएको लवण, Nacl र CaCl2 को स्पष्ट चिपचिपापन मा प्रभाव देखि देख्न सकिन्छ।HEC थपिएको नुन थप्दा स्पष्ट चिपचिपापन घट्ने समाधान, र उही शियर दरमा, स्पष्ट चिपचिपापनHEC CaCl2 समाधान प्रणालीमा समाधान स्पष्ट चिपचिपापन त्यो भन्दा उल्लेखनीय रूपमा उच्च छHEC NaCl समाधान प्रणालीमा समाधान। कारण यो हो कि क्याल्सियम नुन एक divalent आयन हो, र यो polyelectrolyte साइड चेन को Cl- मा बाँध्न सजिलो छ। क्वाटरनरी अमोनियम समूहको संयोजन सक्रिय छHEC Cl- को साथ कम छ, र ढाल कम छ, र पोलिमर चेन को चार्ज घनत्व उच्च छ, परिणामस्वरूप पोलिमर चेन मा इलेक्ट्रोस्टेटिक प्रतिकर्षण ठूलो छ, र पोलिमर चेन फैलिएको छ, त्यसैले स्पष्ट चिपचिपापन उच्च छ।

4. निष्कर्ष

उच्च प्रतिस्थापित cationic सेल्युलोज को सुख्खा तयारी सरल सञ्चालन, उच्च प्रतिक्रिया दक्षता, र कम प्रदूषण संग एक आदर्श तयारी विधि हो, र उच्च ऊर्जा खपत, वातावरणीय प्रदूषण, र विलायक को प्रयोग को कारण विषाक्तता जोगिन सक्छ।

cationic सेल्युलोज ईथर को समाधान गैर-न्युटोनियन तरल पदार्थ को विशेषताहरु प्रस्तुत गर्दछ र कतर पातलो को विशेषताहरु छ; समाधान मास एकाग्रता बढ्दै जाँदा, यसको स्पष्ट चिपचिपापन बढ्छ; नुन समाधान को एक निश्चित एकाग्रता मा,HEC स्पष्ट चिपचिपापन वृद्धि र कमी संग बढ्छ। उही कतरनी दर अन्तर्गत, को स्पष्ट चिपचिपापनHEC CaCl2 समाधान प्रणाली मा त्यो भन्दा उच्च छHEC NaCl समाधान प्रणालीमा।