Целулосе Етхер на епоксидној смоли

Отпадни памук и пиљевина се користе као сировине, а хидролизују се у алкалијецелулозни етарпод дејством 18% алкалија и низа адитива. Затим користите епоксидну смолу за калемљење, моларни однос епоксидне смоле и алкалних влакана је 0,5:1,0, реакциона температура је 100°Ц, време реакције је 5.0х, доза катализатора је 1%, а стопа етерификације калемљења је 32%. Добијени епокси целулозни етар се меша са 0,6 мола Цел-Еп и 0,4 мола ЦАБ да би се синтетизовао нови производ за премазивање са добрим перформансама. Структура производа је потврђена ИР.

Кључне речи:целулозни етар; синтеза; ЦАБ; својства премаза

Целулоза етер је природни полимер, који настаје кондензацијомβ-глукоза. Целулоза има висок степен полимеризације, добар степен оријентације и добру хемијску стабилност. Може се добити хемијским третманом целулозе (естерификација или етерификација). Серија деривата целулозе, ови производи се широко користе у пластици, биоразградивим кутијама за ручак, врхунским аутомобилским премазима, ауто деловима, штампарским бојама, лепковима, итд. Тренутно се стално појављују нове модификоване врсте целулозе, а поља примене су стално се шири, постепено формирајући систем индустрије влакана. Ова тема је да се користи пиљевина или отпадни памук који се хидролизује у кратка влакна помоћу лужине, а затим хемијски калемише и модификује да би се формирао нови тип премаза који није пријављен у документу.

1. Експеримент

1.1 Реагенси и инструменти

Отпадни памук (опран и осушен), НаОХ, 1,4-бутандиол, метанол, тиоуреа, уреа, епоксидна смола, анхидрид сирћетне киселине, бутерна киселина, трихлоретан, мравља киселина, глиоксал, толуен, ЦАБ, итд. (Чистоћа је ЦП степен) . Инфрацрвени спектрометар Магна-ИР 550 произвођача Ницолет Цомпани из Сједињених Држава коришћен је за припрему узорака премазивањем растварачем тетрахидрофураном. Ту-4 вискозиметар, ФВКСД3-1 тип ФВКСД3-1, ​​самоконтролисани електрични реакциони котлић за мешање са константном температуром, произведен у фабрици хемијских машина Веихаи Ксиангвеи; ротациони вискозиметар НДЈ-7, тип З-10МП5, произведен у Шангајској фабрици инструмената Тианпинг; молекулска тежина се мери Уббелохдеовим вискозитетом; Припрема и испитивање филма боје врши се према националном стандарду ГБ-79.

1.2 Принцип реакције

1.3 Синтеза

Синтеза епоксидне целулозе: Додати 100 г исецканог памучног влакна у реактор за самоконтролисану електричну мешавину са константном температуром, додати оксидант и реаговати 10 минута, затим додати алкохол и алкалије да се добије лужина са концентрацијом од 18%. Додајте акцелераторе А, Б, итд. за импрегнацију. Реаговати на одређеној температури под вакуумом 12 сати, филтрирати, осушити и измерити 50 г алкализоване целулозе, додати мешани растварач да се добије кашу, додати катализатор и епоксидну смолу специфичне молекулске тежине, загрејати до 90~110℃за реакцију етерификације 4.0~6.0х док се реактанти не мешају. Додати мрављу киселину да се неутралише и уклонити вишак алкалија, одвојити водени раствор и растварач, испрати са 80℃топлу воду да уклоните натријумову со и осушите за каснију употребу. Интринзична вискозност је мерена Уббелохде вискозиметром, а просечна молекулска тежина вискозитета је израчуната према литератури.

Ацетат бутил целулоза је припремљена према методи из литературе, одмерити 57,2 г рафинисаног памука, додати 55 г анхидрида сирћетне киселине, 79 г бутирне киселине, 9,5 г магнезијум ацетата, 5,1 г сумпорне киселине, користити бутил ацетат као растварач и реаговати на одређене температуре док се не квалификова, неутралише додавањем натријум ацетата, исталожи, филтрира, опере, филтрира и осуши за каснију употребу. Узмите Цел-Еп, додајте одговарајућу количину ЦАБ-а и специфичног мешаног растварача, загревајте и мешајте 0,5 х да бисте формирали једноличну густу течност, а припрема филма премаза и тест перформанси прате ГБ-79 методу.

Одређивање степена естерификације ацетата целулозе: прво растворити ацетат целулозе у диметил сулфоксиду, додати одмерену количину алкалног раствора да се загреје и хидролизује, и титрирати хидролизовани раствор стандардним раствором НаОХ да би се израчунала укупна потрошња алкалија. Одређивање садржаја воде: Ставите узорак у рерну на 100~105°Ц да се осуши 0,2 х, измерити и израчунати апсорпцију воде након хлађења. Одређивање апсорпције алкалија: измерити квантитативни узорак, растворити га у врућој води, додати метил виолет индикатор, а затим титрирати са 0,05 мол/Л Х2СО4. Одређивање степена експанзије: Измерити узорак од 50 г, здробити га и ставити у градуисану епрувету, очитати запремину након електричних вибрација и упоредити је са запремином неалкализованог целулозног праха да би се израчунао степен експанзије.

2. Резултати и дискусија

2.1 Однос између концентрације алкалија и степена бубрења целулозе

Реакција целулозе са одређеном концентрацијом раствора НаОХ може уништити редовну и уредну кристализацију целулозе и учинити да целулоза набубри. И разне деградације се јављају у лужини, смањујући степен полимеризације. Експерименти показују да се степен бубрења целулозе и количина везивања или адсорпције алкалија повећавају са концентрацијом алкалија. Степен хидролизе се повећава са повећањем температуре. Када концентрација алкалија достигне 20%, степен хидролизе је 6,8% при т=100°Ц; степен хидролизе је 14% при т=135°Ц. Истовремено, експеримент показује да када је алкалија више од 30%, степен хидролизе цепања целулозног ланца је значајно смањен. Када концентрација алкалија достигне 18%, капацитет адсорпције и степен бубрења воде су максимални, концентрација наставља да расте, нагло пада на плато, а затим се стално мења. Истовремено, ова промена је прилично осетљива на утицај температуре. Под истом концентрацијом алкалија, када је температура ниска (<20°Ц), степен бубрења целулозе је велики, а количина адсорпције воде је велика; на високој температури, степен бубрења и количина адсорпције воде су значајни. смањити.

Алкална влакна са различитим садржајем воде и алкалија одређена су методом рендгенске дифракције према литератури. У стварном раду, 18%~20% лужине се користи за контролу одређене температуре реакције како би се повећао степен бубрења целулозе. Експерименти показују да се целулоза која реагује загревањем током 6~12х може растворити у поларним растварачима. На основу ове чињенице, аутор сматра да растворљивост целулозе игра одлучујућу улогу у степену разарања водоничне везе између молекула целулозе у кристалном сегменту, а затим степена разарања водоничне везе интрамолекуларних група глукозе Ц3-Ц2. Што је већи степен разарања водоничне везе, то је већи степен бубрења алкалног влакна, а водонична веза је потпуно уништена, а коначни хидролизат је супстанца растворљива у води.

2.2 Ефекат акцелератора

Додавање алкохола са високом тачком кључања током алкализације целулозе може повећати температуру реакције, а додавање мале количине потисног гаса као што су нижи алкохол и тиоуреа (или уреа) може у великој мери подстаћи продирање и бубрење целулозе. Како се концентрација алкохола повећава, алкална апсорпција целулозе се повећава и долази до нагле промене када је концентрација 20%, што може бити да монофункционални алкохол продире у молекуле целулозе да формира водоничне везе са целулозом, спречавајући целулозу. молекули Водоничне везе између ланаца и молекулских ланаца повећавају степен нереда, повећавају површину и повећавају количину алкалне адсорпције. Међутим, под истим условима, алкална апсорпција дрвне сечке је ниска, а крива се мења у флуктуирајућем стању. То може бити повезано са ниским садржајем целулозе у дрвној сјечки, која садржи велику количину лигнина, који омета продирање алкохола, има добру водоотпорност и алкалну отпорност.

2.3 Етерификација

Додати 1% Б катализатор, контролисати различите температуре реакције и извршити модификацију етерификације са епоксидном смолом и алкалним влакнима. Активност реакције етерификације је ниска на 80°Ц. Стопа калемљења Цел је само 28%, а активност етерификације је скоро удвостручена на 110°Ц. Узимајући у обзир реакционе услове као што је растварач, реакциона температура је 100°Ц°Ц, а време реакције је 2,5 х, а стопа калемљења Цел може да достигне 41%. Поред тога, у почетној фази реакције етерификације (<1.0х), због хетерогене реакције између алкалне целулозе и епоксидне смоле, брзина калемљења је ниска. Са повећањем степена етерификације Цел, постепено прелази у хомогену реакцију, тако да је реакција нагло порасла, а брзина калемљења порасла.

2.4 Однос између брзине калемљења Цел и растворљивости

Експерименти су показали да након калемљења епоксидне смоле са алкалном целулозом, физичка својства као што су вискозитет производа, адхезија, водоотпорност и термичка стабилност могу бити значајно побољшана. Тест растворљивости Производ са стопом калемљења Цел <40% може се растворити у нижим алкохолним естарима, алкидној смоли, смоли полиакрилне киселине, акрилној пимарној киселини и другим смолама. Цел-Еп смола има очигледан ефекат солубилизације.

У комбинацији са тестом филма за облагање, мешавине са стопом калемљења од 32%~42% генерално имају бољу компатибилност, а мешавине са стопом калемљења од <30% имају лошу компатибилност и низак сјај филма за облагање; стопа калемљења је већа од 42%, отпорност на кључање, отпорност на алкохол и отпорност на поларне органске раствараче филма премаза су смањени. Да би побољшао компатибилност материјала и перформансе премаза, аутор је додао ЦАБ према формули у табели 1 да би се даље растворио и модификовао како би се промовисала коегзистенција Цел-Еп и ЦАБ. Смеша формира приближан хомоген систем. Дебљина интерфејса композиције мешавине има тенденцију да буде веома танка и покушава да буде у стању нано-ћелија.

2.5 Однос између цел—Однос мешања Еп/ЦАБ и физичка својства

Коришћењем Цел-Еп-а за мешање са ЦАБ-ом, резултати испитивања премаза показују да ацетат целулозе може значајно побољшати својства премаза материјала, посебно брзину сушења. Чисту компоненту Цел-Еп-а је тешко сушити на собној температури. Након додавања ЦАБ-а, ова два материјала имају очигледну комплементарност перформанси.

2.6 Детекција ФТИР спектра

3. Закључак

(1) Памучна целулоза може набубрити на 80°Ц са >18% концентроване алкалије и низом адитива, повећавају температуру реакције, продужавају време реакције, повећавају степен бубрења и разградње док се потпуно не хидролизује.

(2) Реакција етерификације, Цел-Еп моларни однос напајања је 2, реакциона температура је 100°Ц, време је 5х, доза катализатора је 1%, а стопа етерификације калемљења може да достигне 32% ~ 42%.

(3) Модификација мешања, када је моларни однос Цел-Еп:ЦАБ=3:2, перформансе синтетизованог производа су добре, али чисти Цел-Еп се не може користити као премаз, само као лепак.