سي ايم سي سيلولوز ۽ ان جي ساخت جي خصوصيت

خام مال جي طور تي اسٽيل سيلولوز استعمال ڪندي، ان کي تبديل ڪيو ويو etherification. واحد عنصر ۽ گردش ٽيسٽ ذريعي، ڪاربوڪسيميٿيل سيلولوز جي تياري لاءِ مناسب حالتون طئي ڪيون ويون: ايٿيريفڪيشن جو وقت 100 منٽ، ايٿيريفڪيشن جو گرمي پد 70℃، NaOH dosage 3.2g ۽ monochloroacetic acid dosage 3.0g، وڌ ۾ وڌ متبادل جو درجو 0.53 آھي.

اهم لفظ: CMCسيلولوز؛ monochloroacetic امل؛ etherification؛ ترميم

ڪاربوڪسي ميٿيل سيلولوزدنيا ۾ سڀ کان وڌيڪ پيدا ڪيل ۽ وڪرو ڪيل سيلولوز ايٿر آهي. اهو وڏي پئماني تي صابن، کاڌي، ٽوٿ پيسٽ، ڪپڙي، ڇپائي ۽ رنگڻ، ڪاغذ ٺاهڻ، پيٽروليم، کان کني، دوا، سيرامڪس، اليڪٽرانڪ اجزاء، رٻڙ، رنگ، جراثيم ڪش، کاسمیٹکس، چمڙي، پلاسٽڪ ۽ تيل جي سوراخ ڪرڻ وغيره ۾ استعمال ٿيندو آهي. جيئن "صنعتي monosodium glutamate". Carboxymethyl cellulose هڪ پاڻي ۾ حل ٿيندڙ سيلولوز ايٿر نڪتل آهي جيڪو ڪيميائي طريقي سان قدرتي سيلولوز کي تبديل ڪندي حاصل ڪيو ويو آهي. سيلولوز، ڪاربوڪسيميٿيل سيلولوز جي پيداوار لاءِ بنيادي خام مال، زمين تي موجود قدرتي قابل تجديد وسيلن مان هڪ آهي، جنهن جي سالياني پيداوار سئو بلين ٽن آهي. منهنجو ملڪ هڪ وڏو زرعي ملڪ آهي ۽ انهن ملڪن مان هڪ آهي جنهن ۾ تمام گهڻا ٻوٽا موجود آهن. ٻوٽو هميشه ڳوٺاڻن جي رهاڪن لاءِ بنيادي جاندار ٻارڻ رهيو آهي. اهي وسيلا گهڻو وقت کان عقلي طور تي ترقي نه ڪيا ويا آهن، ۽ 2 سيڪڙو کان گهٽ زرعي ۽ ٻيلن جي فضول جهڙوڪ ٻوٽي دنيا ۾ هر سال استعمال ٿيندا آهن. هيلونگ جيانگ صوبي ۾ چانورن جو مکيه معاشي فصل آهي، جنهن جي پوک واري ايراضي 2 ملين ايڇ ايم 2 کان وڌيڪ آهي، ان جي سالياني پيداوار 14 ملين ٽن چانورن جي، ۽ 11 ملين ٽن ڀاڻ آهي. هاري عام طور تي انهن کي سڌو سنئون زمين ۾ فضلي طور ساڙي ڇڏيندا آهن، جيڪو نه رڳو قدرتي وسيلن جو هڪ وڏو ضايع آهي، پر ماحول کي پڻ سخت آلودگي جو سبب بڻائيندو آهي. تنهن ڪري، ٻوٽي جي وسيلن جي استعمال کي محسوس ڪرڻ زراعت جي پائيدار ترقي جي حڪمت عملي جي ضرورت آهي.

1. تجرباتي مواد ۽ طريقا

1.1 تجرباتي مواد ۽ سامان

اسٽيل سيلولوز، ليبارٽري ۾ خود ٺهيل؛ جي جي～1 قسم اليڪٽرڪ ميڪر، Jintan Guowang تجرباتي اوزار فيڪٽري؛ SHZW2C قسم RS-هڪ ويڪيوم پمپ، شنگھائي Pengfu Electromechanical Co., Ltd.؛ pHS-3C pH ميٽر، Mettler-Toledo Co., Ltd.؛ DGG-9070A اليڪٽرڪ حرارتي مسلسل گرمي پد خشڪ ڪرڻ وارو اوون، بيجنگ اتر ليهوئي ٽيسٽ انسٽرومينٽ سامان ڪمپني، لميٽيڊ؛ HITACHI-S ~ 3400N اسڪيننگ اليڪٽران خوردبيني، هٽچي اوزار؛ ايٿانول؛ سوڊيم هائيڊروڪسائيڊ؛ chloroacetic acid، وغيره.

1.2 تجرباتي طريقو

1.2.1 carboxymethyl cellulose جي تياري

(1) ڪاربوڪسي ميٿائل سيلولوز جي تياري جو طريقو: ٽن ڳلن واري فلاسڪ ۾ 2 گرام سيلولوز جو وزن، 2.8 گرام NaOH، 20 ملي ليٽر 75 سيڪڙو ايٿانول حل شامل ڪريو، ۽ 25 تي مسلسل گرمي پد واري پاڻيءَ جي غسل ۾ الڪلي ۾ وجھو.°سي 80 منٽ لاء. چڱي طرح گڏ ڪرڻ لاء ميڪر سان گڏ ڪريو. هن عمل دوران، سيلولوز الڪلي جي حل سان رد عمل ڪري ٿو الڪلي سيلولوز ٺاهي ٿو. ايٿيريفڪيشن اسٽيج ۾، 75٪ ايٿانول محلول جو 10 ايم ايل ۽ ڪلورواسيٽڪ ايسڊ جو 3 گرام شامل ڪريو مٿان رد عمل ٿيل ٽن گردن واري فلاسڪ ۾، گرمي پد کي 65-70 تائين وڌايو.° سي.، ۽ 60 منٽن لاء رد عمل. ٻيو ڀيرو الڪلي شامل ڪريو، پوء مٿي ڏنل رد عمل واري فلاسڪ ۾ 0.6g NaOH شامل ڪريو ته جيئن درجه حرارت 70 تي رکو°سي، ۽ رد عمل جو وقت 40 منٽ آهي خام Na حاصل ڪرڻ لاء-سي ايم سي (سوڊيم ڪاربوڪسيميٿيل سيلولوز).

غير جانبدار ڪرڻ ۽ ڌوئڻ: 1moL شامل ڪريو·L-1 هائڊروڪلورڪ ايسڊ، ۽ ڪمري جي حرارت تي رد عمل کي غير جانبدار ڪيو جيستائين pH = 7 ~ 8. پوءِ 50٪ ايٿانول سان ٻه ڀيرا ڌوئي، پوءِ 95٪ ايٿانول سان ڌوئي، سکشن سان فلٽر ڪريو، ۽ 80-90 تي سڪي°سي 2 ڪلاڪ لاء.

(2) نموني جي متبادل جي درجي جو تعين: تيزابيت جي ماپ جو اندازو لڳائڻ جو طريقو: 0.2g (درست کان 0.1mg تائين) صاف ٿيل ۽ خشڪ Na-CMC نموني جو وزن، ان کي 80mL ڊسٽل پاڻي ۾ وجھو، ان کي 10 منٽ لاء برقي مقناطيسي طور تي ڇڪيو، ۽ ترتيب ڏيو. ان کي تيزاب يا الڪلي سان حل ڪيو ويو حل جي پي ايڇ کي 8 تائين. پوءِ پي ايڇ ميٽر اليڪٽرروڊ سان ليس بيکر ۾ سلفورڪ ايسڊ جي معياري حل سان ٽيسٽ محلول کي ٽائيٽ ڪريو، ۽ پي ايڇ ميٽر جي اشاري کي ڏسو جيستائين ٽائيٽ ڪرڻ دوران پي ايڇ نه آهي. 3.74. استعمال ٿيل سلفورڪ ايسڊ معياري حل جي مقدار کي نوٽ ڪريو.

1.2.2 سنگل فيڪٽر ٽيسٽ جو طريقو

(1) carboxymethyl cellulose جي متبادل جي درجي تي الڪلي جي مقدار جو اثر: 25 تي الڪليائيزيشن کي انجام ڏيو℃80 منٽن لاء الڪلي وسرڻ، ايٿانول حل ۾ ڪنسنٽريشن 75٪ آهي، monochloroacetic acid reagent 3g جي مقدار کي ڪنٽرول ڪريو، etherification گرمي پد 65 ~ 70 آهي°ج، etherification وقت 100 منٽ هو، ۽ سوڊيم هائيڊروڪسائيڊ جي مقدار کي امتحان لاء تبديل ڪيو ويو.

(2) ڪاربوڪسيميٿيل سيلولوز جي متبادل جي درجي تي ايٿانول حل جي ڪنسنٽريشن جو اثر: فڪسڊ الڪلي جو مقدار 3.2 گرام آهي، الڪالائن کي مسلسل گرمي پد جي پاڻي جي غسل ۾ 25 تي وسرڻ°80 منٽ لاء سي، ايٿانول حل جو ڪنسنٽريشن 75٪ آهي، مونوچلورواسيٽڪ ايسڊ ريجنٽ جو مقدار 3g تي ڪنٽرول ڪيو ويندو آهي، ايٿريفڪيشن جو گرمي پد 65-70 آهي°ج، etherification وقت 100min آهي، ۽ ethanol حل جي ڪنسنٽريشن تجربي لاء تبديل ڪيو ويو آهي.

(3) monochloroacetic acid جي مقدار جو اثر ڪاربوڪسيميٿيل سيلولوز جي متبادل جي درجي تي: 25 تي درست ڪريو°الڪالائيزيشن لاءِ سي، 80 منٽن لاءِ الڪلي ۾ ڀاڄي، 3.2 گرام سوڊيم هائيڊرو آڪسائيڊ شامل ڪريو ته جيئن ايٿانول محلول جي ڪنسنٽريشن 75 سيڪڙو، ايٿر جو گرمي پد 65 ~ 70 آهي.°سي، etherification وقت 100min آهي، ۽ monochloroacetic امل جي مقدار کي تجربي لاء تبديل ڪيو ويو آهي.

(4) ڪاربوڪسيميٿيل سيلولوز جي متبادل جي درجي تي ايٿيريفڪيشن جي درجه حرارت جو اثر: 25 تي درست ڪريو°الڪليائيزيشن لاءِ سي، 80 منٽن لاءِ الڪلي ۾ ڀاڄي، 3.2 گرام سوڊيم هائيڊرو آڪسائيڊ شامل ڪريو ته جيئن ايٿانول محلول جي ڪنسنٽريشن 75 سيڪڙو ٿي وڃي، ايٿريفڪيشن جو گرمي پد 65 ~ 70 آهي.℃, etherification وقت 100min آهي، ۽ تجربو ڪيو ويندو آهي monochloroacetic acid جي dosage کي تبديل ڪندي.

(5) ڪاربوڪسيميٿيل سيلولوز جي متبادل جي درجي تي ايٿيريفڪيشن وقت جو اثر: 25 تي مقرر°الڪالائيزيشن لاءِ C، شامل ڪيو ويو 3.2 گرام سوڊيم هائيڊروڪسائيڊ، ۽ 80 منٽ لاءِ الڪلي ۾ ڀاڄيو ته جيئن ايٿانول محلول جي ڪنسنٽريشن 75 سيڪڙو ٿي سگهي، ۽ ڪنٽرول ٿيل مونوچلور ايسٽڪ ايسڊ ريجنٽ جي دوز 3g آهي، ايٿريفڪيشن جو گرمي پد 65 ~ 70 آهي°سي، ۽ etherification وقت استعمال لاء تبديل ڪيو ويو آهي.

1.2.3 ٽيسٽ پلان ۽ ڪاربوڪسيميٿيل سيلولوز جي اصلاح

سنگل فيڪٽر جي تجربي جي بنياد تي، چار عنصرن ۽ پنجن سطحن سان گڏ هڪ quadratic regression orthogonal rotation جو گڏيل تجربو ٺاهيو ويو. چار عنصر آهن etherification وقت، etherification گرمي پد، NaOH جي مقدار ۽ monochloroacetic اسيد جي مقدار. ڊيٽا پروسيسنگ ڊيٽا پروسيسنگ لاءِ SAS8.2 شمارياتي سافٽ ويئر استعمال ڪري ٿو، جيڪو هر هڪ متاثر ڪندڙ عنصر ۽ ڪاربوڪسيميٿيل سيلولوز جي متبادل جي درجي جي وچ ۾ تعلق کي ظاهر ڪري ٿو. اندروني قانون.

1.2.4 SEM تجزيو جو طريقو

خشڪ پائوڊر جو نمونو نموني اسٽيج تي موصلي گلو سان مقرر ڪيو ويو، ۽ ويڪيوم اسپرينگ سون کان پوء، ان کي Hitachi-S-3400N Hitachi اسڪيننگ اليڪٽران خوردبيني هيٺ ڏٺو ويو ۽ فوٽوگرافي ڪئي وئي.

2. نتيجا ۽ تجزيو

2.1 ڪاربوڪسيميٿيل سيلولوز جي متبادل جي درجي تي واحد عنصر جو اثر

2.1.1 ڪاربوڪسيميٿيل سيلولوز جي متبادل جي درجي تي الڪلي جي مقدار جو اثر

جڏهن NaOH3.2g کي 2g سيلولوز ۾ شامل ڪيو ويو، پراڊڪٽ جو متبادل درجو بلند ترين هو. NaOH جي مقدار گھٽجي وئي آهي، جيڪا الڪائن سيلولوز ۽ ايٿيريفڪيشن ايجنٽ جي غير جانبدار ٿيڻ لاء ڪافي نه آهي، ۽ پيداوار جي متبادل ۽ گهٽ ويسڪوسيٽي جو ننڍڙو درجو آهي. ان جي برعڪس، جيڪڏهن NaOH جي مقدار تمام گهڻي آهي، ته ڪلورواسيٽڪ اسيد جي هائڊروليسس دوران ضمني رد عمل وڌي ويندا، ايٿيريفائنگ ايجنٽ جو استعمال وڌندو، ۽ پيداوار جي ويسڪوسيٽي به گهٽجي ويندي.

2.1.2 ڪاربوڪسيميٿيل سيلولوز جي متبادل جي درجي تي ايٿانول حل جي ڪنسنٽريشن جو اثر

ايٿانول حل ۾ پاڻي جو حصو سيلولوز کان ٻاهر ردعمل وچولي ۾ موجود آهي، ۽ ٻيو حصو سيلولوز ۾ موجود آهي. جيڪڏهن پاڻي جو مواد تمام وڏو آهي، سي ايم سي پاڻي ۾ ٻڏي ويندي ته جيئن ايٿيريفڪيشن دوران جيلي ٺاهي، نتيجي ۾ تمام اڻ برابر ردعمل؛ جيڪڏهن پاڻي جو مواد تمام ننڍڙو آهي، ردعمل وچولي جي گهٽتائي جي ڪري اڳتي وڌڻ ڏکيو ٿيندو. عام طور تي، 80٪ ايٿانول سڀ کان وڌيڪ مناسب محلول آهي.

2.1.3 ڪاربوڪسي ميٿيل سيلولوز جي متبادل جي درجي تي مونوچلورواسيٽڪ اسيد جي دوز جو اثر

monochloroacetic acid ۽ sodium hydroxide جو مقدار نظرياتي طور تي 1:2 آهي، پر رد عمل کي CMC پيدا ڪرڻ جي هدايت ڏانهن منتقل ڪرڻ لاءِ، ان ڳالهه کي يقيني بڻايو وڃي ته رد عمل واري نظام ۾ مناسب آزاد بنياد موجود آهي، ته جيئن ڪاربوڪسي ميٿيليشن آسانيءَ سان اڳتي وڌي سگهي. ان لاءِ، اضافي الڪلي جو طريقو اختيار ڪيو ويو آهي، يعني تيزاب ۽ الڪلي مادي جو داغ تناسب 1:2.2 آهي.

2.1.4 ڪاربوڪسيميٿيل سيلولوز جي متبادل جي درجي تي ايٿيريفڪيشن جي درجه حرارت جو اثر

ايٿيريفڪيشن جي درجه حرارت جيتري وڌيڪ، تيز ردعمل جي شرح، پر ضمني ردعمل پڻ تيز ٿي ويندا آهن. ڪيميائي توازن جي نقطي نظر کان، وڌندڙ گرمي پد CMC جي ٺهڻ لاء نا مناسب آهي، پر جيڪڏهن گرمي پد تمام گهٽ آهي، رد عمل جي شرح سست آهي ۽ ايٿيريفنگ ايجنٽ جي استعمال جي شرح گهٽ آهي. اهو ڏسي سگهجي ٿو ته etherification لاء سڀ کان وڌيڪ گرمي پد 70 آهي°C.

2.1.5 ڪاربوڪسي ميٿيل سيلولوز جي متبادل جي درجي تي ايٿيريفڪيشن جي وقت جو اثر

Etherification جي وقت جي واڌ سان، CMC جي متبادل جو درجو وڌي ٿو، ۽ رد عمل جي رفتار تيز ٿي وڃي ٿي، پر هڪ خاص وقت کان پوء، پاسي جي رد عمل کي وڌايو وڃي ٿو ۽ متبادل جو درجو گھٽجي ٿو. جڏهن etherification وقت 100min آهي، متبادل جو درجو وڌ ۾ وڌ آهي.

2.2 آرٿوگونل ٽيسٽ جا نتيجا ۽ ڪاربوڪسيميٿيل گروپن جو تجزيو

ويرينس جي تجزيي جي جدول مان اهو ڏسي سگهجي ٿو ته بنيادي شيون ۾، چار عنصر، ايٿيريفڪيشن جي وقت، ايٿيريفڪيشن جي درجه حرارت، NaOH جي مقدار ۽ monochloroacetic acid جو مقدار ڪاربوڪسيميٿائل سيلولوز جي متبادل جي درجي تي تمام گهڻو اثر رکي ٿو. <0.01). رابطي واري شين جي وچ ۾، ايٿيريفڪيشن جي وقت جي رابطي واري شيون ۽ monochloroacetic اسيد جي مقدار، ۽ رابطي واري شيون ايٿيريفڪيشن جي درجه حرارت ۽ مونوچلورواسيٽڪ ايسڊ جي مقدار ڪاربوڪسيميٿيل سيلولوز (p <0.01) جي متبادل جي درجي تي تمام گهڻو اثر پيو. carboxymethyl cellulose جي متبادل جي درجي تي مختلف عنصرن جي اثر جو حڪم ھيو: etherification گرمي پد> monochloroacetic acid جو مقدار> etherification time> NaOH جي مقدار.

quadratic regression orthogonal rotation combination design جي امتحاني نتيجن جي تجزيي کان پوءِ، اھو طئي ڪري سگھجي ٿو ته ڪاربوڪسي ميٿيليشن جي تبديليءَ لاءِ بھترين عمل جون حالتون ھي آھن: etherification time 100min، etherification temperature 70℃, NaOH dosage 3.2g ۽ monochloroacetic acid The dosage 3.0g آهي، ۽ متبادل جو وڌ ۾ وڌ درجو 0.53 آهي.

2.3 خوردبيني ڪارڪردگي جي خاصيت

اليڪٽران مائيڪرو اسڪوپي جي اسڪيننگ ذريعي سيلولوز، ڪاربوڪسيميٿل سيلولوز ۽ ڪراس-منسلڪ ڪاربوڪسيميٿل سيلولوز ذرڙن جي سطحي مورفولوجي جو اڀياس ڪيو ويو. سيلولوز هڪ پٽي جي شڪل ۾ هڪ نرم مٿاڇري سان وڌندو آهي؛ carboxymethyl cellulose جو ڪنارو ڪڍيل سيلولوز کان وڌيڪ سخت هوندو آهي، ۽ گفا جي ساخت وڌي ويندي آهي ۽ حجم وڏو ٿيندو آهي. اهو ئي سبب آهي ته بنڊل جي جوڙجڪ ڪاربوڪسيميٿيل سيلولوز جي سوز جي ڪري وڏي ٿي ويندي آهي.

3. نتيجو

3.1 carboxymethyl etherified cellulose جي تياري چار عنصرن جي اهميت جو حڪم جيڪو سيلولوز جي متبادل جي درجي تي اثر انداز ٿئي ٿو: etherification तापमान > monochloroacetic acid dosage > etherification time > NaOH dosage. ڪاربوڪسي ميٿيلائيشن جي تبديليءَ لاءِ بهترين عمل جون حالتون آهن ايٿريفڪيشن ٽائيم 100 منٽ، ايٿريفڪيشن جو گرمي پد 70℃، NaOH dosage 3.2g، monochloroacetic acid dosage 3.0g، ۽ وڌ ۾ وڌ متبادل درجي 0.53.

3.2 ڪاربوڪسيميٿيليشن جي تبديليءَ لاءِ بهترين ٽيڪنالاجي حالتون آهن: ايٿيريفڪيشن جو وقت 100 منٽ، ايٿيريفڪيشن جو گرمي پد 70℃، NaOH dosage 3.2g، monochloroacetic acid dosage 3.0g، وڌ ۾ وڌ متبادل درجي 0.53.