Како направити целулозни етар?

Целулоза етар је врста деривата целулозе добијеног етерификацијом модификације целулозе. Широко се користи због свог одличног згушњавања, емулгирања, суспензије, формирања филма, заштитног колоида, задржавања влаге и адхезионих својстава. Она игра важну улогу у развоју националне економије у научноистраживачким и индустријским секторима као што су храна, медицина, производња папира, премази, грађевински материјали, опоравак нафте, текстил и електронске компоненте. У овом раду је дат преглед напретка истраживања етерификационе модификације целулозе.

Целулозаетерје најзаступљенији органски полимер у природи. Обновљив је, зелен и биокомпатибилан. Важна је основна сировина за хемијско инжењерство. Према различитим супституентима на молекулу добијеним реакцијом етерификације, може се поделити на појединачне етре и мешане целулоза етри.Ево нас даје преглед напретка истраживања синтезе појединачних етра, укључујући алкил етре, хидроксиалкил етре, карбоксиалкил етре и мешане етре.

Кључне речи: целулоза етер, етерификација, појединачни етар, мешани етар, напредак истраживања

1.Реакција етерификације целулозе

Реакција етерификације целулозе етер је најважнија реакција дериватизације целулозе.Етерификација целулозе је низ деривата који се добијају реакцијом хидроксилних група на молекулским ланцима целулозе са агенсима за алкиловање у алкалним условима. Постоји много врста целулозних етарских производа, који се могу поделити на појединачне етре и мешане етре према различитим супституентима на молекулима добијеним реакцијом етерификације. Појединачни етри се могу поделити на алкил етре, хидроксиалкил етре и карбоксиалкил етре, а мешани етри се односе на етре са две или више група повезаних у молекуларној структури. Међу целулозним етарским производима заступљени су карбоксиметил целулоза (ЦМЦ), хидроксиетил целулоза (ХЕЦ), хидроксипропил целулоза (ХПЦ), хидроксипропил метил целулоза (ХПМЦ), међу којима су неки производи комерцијализовани.

2.Синтеза целулозног етра

2.1 Синтеза једног етра

Појединачни етри укључују алкил етре (као што су етил целулоза, пропил целулоза, фенил целулоза, цијаноетил целулоза, итд.), хидроксиалкил етре (као што је хидроксиметил целулоза, хидроксиетил целулоза, итд.), карбоксиалкил етер, карбоксиалкил етер, карбоксиетил целулоза, карбоксиетил целулоза, итд.).

2.1.1 Синтеза алкил етра

Берглунд и сарадници су прво третирали целулозу раствором НаОХ са додатком етил хлорида, а затим додали метил хлорид на температури од 65°Ц до 90°Ц и притиска од 3 бара до 15 бара, и реагује да би се добио етар метил целулозе. Ова метода може бити веома ефикасна За добијање етара метил целулозе растворљивих у води са различитим степеном супституције.

Етилцелулоза је бела термопластична гранула или прах. Општи производи садрже 44%~49% етокси. Растворљив у већини органских растварача, нерастворљив у води. пулпа или памучни лим са 40%~50% воденим раствором натријум хидроксида, а алкализована целулоза је етоксилована етил хлоридом да би се добила етил целулоза. успешно синтетизовао етил целулозу (ЕЦ) са садржајем етокси од 43,98% методом у једном кораку реакцијом целулозе са вишком етил хлорида и натријум хидроксида, користећи толуен као разблаживач. Толуен је коришћен као разблаживач у експерименту. Током реакције етерификације, не само да може да подстакне дифузију етил хлорида у алкалну целулозу, већ и да раствори високо супституисану етил целулозу. Током реакције, део који није изреаговао може бити континуирано изложен, чинећи агенс за етерификацију Лако га је упасти, тако да се реакција етилације мења од хетерогене до хомогене, а дистрибуција супституената у производу је равномернија.

користио је етил бромид као агенс за етерификацију и тетрахидрофуран као разблаживач за синтезу етил целулозе (ЕЦ) и карактерисао структуру производа инфрацрвеном спектроскопијом, нуклеарном магнетном резонанцом и хроматографијом гел пермеације. Израчунато је да је степен супституције синтетизоване етил целулозе око 2,5, дистрибуција молекулске масе је уска и да има добру растворљивост у органским растварачима.

цијаноетил целулоза (ЦЕЦ) кроз хомогене и хетерогене методе коришћењем целулозе са различитим степеном полимеризације као сировине, и припремљених густих ЦЕЦ мембранских материјала ливењем у раствор и врућим пресовањем. Порозне ЦЕЦ мембране су припремљене технологијом раздвајања фаза изазване растварачем (НИПС), а материјали нанокомпозитних мембрана баријум титанат/цијаноетил целулоза (БТ/ЦЕЦ) НИПС технологијом су припремљени и проучаване су њихове структуре и својства.

као реакциони медијум за хомогену синтезу цијаноетил целулозе (ЦЕЦ) са акрилонитрилом као агенсом за етерификацију користио је саморазвијени растварач целулозе (раствор алкалије/урее) и спровео истраживање структуре, својстава и примене производа. проучавати дубинско. Контролом различитих реакционих услова, може се добити серија ЦЕЦ са ДС вредностима у распону од 0,26 до 1,81.

2.1.2 Синтеза хидроксиалкил етра

Фан Јунлин и сарадници су припремили хидроксиетил целулозу (ХЕЦ) у реактору од 500 Л користећи рафинисани памук као сировину и 87,7% изопропанол-воду као растварач алкализацијом у једном кораку, неутрализацијом корак по корак и етерификацијом корак по корак. . Резултати су показали да је припремљена хидроксиетил целулоза (ХЕЦ) имала моларну супституцију МС од 2,2-2,9, достижући исти стандард квалитета као комерцијални Довс 250 ХЕЦ производ са моларном супституцијом од 2,2-2,4. Коришћење ХЕЦ-а у производњи латекс боје може побољшати својства формирања филма и изравнавања латекс боје.

Лиу Дан и други су разматрали припрему катјонске хидроксиетил целулозе кватернарне амонијумове соли полусувом методом хидроксиетил целулозе (ХЕЦ) и 2,3-епоксипропилтриметиламонијум хлорида (ГТА) под дејством алкалне катализе. етарски услови. Испитиван је ефекат додавања катјонског етра хидроксиетил целулозе на папир. Експериментални резултати показују да: у бељеној пулпи тврдог дрвета, када је степен супституције катјонског хидроксиетилцелулозног етра 0,26, укупна стопа задржавања расте за 9%, а брзина филтрације воде се повећава за 14%; у бељеној пулпи тврдог дрвета, када је количина катјонског хидроксиетилцелулозног етра 0,08% влакна пулпе, има значајан ефекат ојачања на папиру; што је већи степен супституције катјонског целулозног етра, већа је густина катјонског наелектрисања и бољи ефекат појачавања.

Зханхонг користи метод синтезе течне фазе за припрему хидроксиетил целулозе са вредношћу вискозитета од 5×104мПа·с или више и вредност пепела мању од 0,3% кроз двостепени процес алкализације и етерификације. Коришћене су две методе алкализације. Први метод је употреба ацетона као разблаживача. Сировина целулозе се директно базира у одређеној концентрацији воденог раствора натријум хидроксида. Након што се изведе реакција базификације, додаје се агенс за етерификацију да би се директно спровела реакција етерификације. Други метод је да се целулозна сировина алкализује у воденом раствору натријум хидроксида и урее, а алкална целулоза припремљена овим методом мора да се исцеди да би се уклонио вишак лужине пре реакције етерификације. Експериментални резултати показују да фактори као што су одабрана количина разблаживача, количина додатог етилен оксида, време алкализације, температура и време прве реакције, као и температура и време друге реакције имају велики утицај на перформансе. производа.

Ксу Кин и др. извршио реакцију етерификације алкалне целулозе и пропилен оксида и синтетизовао хидроксипропил целулозу (ХПЦ) са ниским степеном супституције методом гас-чврста фаза. Проучавани су утицаји масеног удела пропилен оксида, степена стискања и температуре етерификације на степен етерификације ХПЦ и ефективну искоришћеност пропилен оксида. Резултати су показали да су оптимални услови синтезе ХПЦ били масени удео пропилен оксида 20% (масени однос према целулози), однос екструзије алкалне целулозе 3,0 и температура етерификације 60°Ц. Испитивање структуре ХПЦ нуклеарном магнетном резонанцом показује да је степен етерификације ХПЦ 0,23, ефективна стопа искоришћења пропилен оксида је 41,51%, а молекуларни ланац целулозе је успешно повезан са хидроксипропил групама.

Конг Ксингјие и др. припремљена хидроксипропил целулоза са јонском течношћу као растварачем да би се остварила хомогена реакција целулозе како би се остварила регулација реакционог процеса и продуката. Током експеримента, синтетички имидазол фосфат јонска течност 1,3-диетилимидазол диетил фосфат је коришћен за растварање микрокристалне целулозе, а хидроксипропил целулоза је добијена алкализацијом, етерификовањем, ацидификацијом и испирањем.

2.1.3 Синтеза карбоксиалкил етра

Најтипичнија карбоксиметил целулоза је карбоксиметил целулоза (ЦМЦ). Водени раствор карбоксиметил целулозе има функције згушњавања, формирања филма, везивања, задржавања воде, колоидне заштите, емулговања и суспензије и широко се користи у прању. Фармацеутика, храна, пасте за зубе, текстил, штампа и фарбање, производња папира, нафта, рударство, медицина, керамика, електронске компоненте, гума, боје, пестициди, козметика, кожа, пластика и бушење нафте итд.

1918. Немац Е. Јансен је изумео методу синтезе карбоксиметил целулозе. 1940. фабрика Кале немачке компаније ИГ Фарбенинаустрие реализовала је индустријску производњу. Године 1947. Виандотле Цхемицал Цомпани из Сједињених Држава успешно је развила континуирани производни процес. моја земља је први пут пуштена у ЦМЦ индустријску производњу у Шангајској фабрици целулоида 1958. Карбоксиметил целулоза је целулозни етар произведен од рафинисаног памука под дејством натријум хидроксида и хлорсирћетне киселине. Методе његове индустријске производње могу се поделити у две категорије: метод на бази воде и метод на бази растварача према различитим медијима за етерификацију. Процес који користи воду као реакциони медијум назива се метода воденог медијума, а процес који садржи органски растварач у реакционом медијуму назива се метода растварача.

Са продубљивањем истраживања и напретком технологије, нови услови реакције су примењени на синтезу карбоксиметил целулозе, а нови систем растварача има значајан утицај на процес реакције или квалитет производа. Олару и др. открили да је реакција карбоксиметилације целулозе коришћењем мешаног система етанол-ацетон боља од реакције етанола или само ацетона. Ницхолсон ет ал. У систему је припремљен ЦМЦ са ниским степеном супституције. Пхилипп ет ал су припремили високо супституисани ЦМЦ са Системи растварача Н-метилморфолин-Н оксида и Н,Н диметилацетамид/литијум хлорид. Цаи ет ал. развио метод за припрему ЦМЦ у систему растварача НаОХ/уреа. Рамос и др. користио систем јонске течности ДМСО/тетрабутиламонијум флуорид као растварач за карбоксиметилацију целулозне сировине рафинисане од памука и сисала и добио ЦМЦ производ са степеном супституције чак 2,17. Цхен Јингхуан и др. коришћена је целулоза са високом концентрацијом пулпе (20%) као сировина, натријум хидроксид и акриламид као модификациони реагенси, спроведена реакција модификације карбоксиетилације у одређено време и температура и на крају добијена целулоза карбоксиетил базе. Садржај карбоксиетил модификованог производа може се регулисати променом количине натријум хидроксида и акриламида.

2.2 Синтеза мешаних етара

Хидроксипропил метил целулозни етар је врста неполарног етра целулозе растворљивог у хладној води добијеној од природне целулозе путем алкализације и модификације етерификације. Алкализује се раствором натријум хидроксида и додаје се одређена количина растварача изопропанола и толуена, средство за етерификацију које усваја је метил хлорид и пропилен оксид.

Даи Мингиун и др. користио је хидроксиетил целулозу (ХЕЦ) као окосницу хидрофилног полимера и накалемио хидрофобизирајући агенс бутил глицидил етар (БГЕ) на кичму реакцијом етерификације да би се подесила бутил група хидрофобне групе. Степен супституције групе, тако да има одговарајућу хидрофилно-липофилну равнотежну вредност, и припремљена је 2-хидрокси-3-бутоксипропил хидроксиетил целулоза (ХБПЕЦ) осетљива на температуру; припремљено је својство које реагује на температуру Функционални материјали на бази целулозе пружају нови начин за примену функционалних материјала у областима продуженог ослобађања и биологије лекова.

Чен Јангминг и други су користили хидроксиетил целулозу као сировину, а у систему раствора изопропанола су додали малу количину На2Б4О7 у реактант за хомогену реакцију да би се припремила мешана етар хидроксиетил карбоксиметил целулоза. Производ је инстант у води, а вискозитет је стабилан.

Ванг Пенг користи природни целулозни рафинисани памук као основну сировину и користи процес етерификације у једном кораку за производњу карбоксиметил хидроксипропил целулозе са уједначеном реакцијом, високим вискозитетом, добром отпорношћу на киселине и отпорношћу на соли кроз реакције алкализације и етерификације. Јединствени етар. Користећи процес етерификације у једном кораку, произведена карбоксиметил хидроксипропил целулоза има добру отпорност на соли, отпорност на киселине и растворљивост. Променом релативних количина пропилен оксида и хлорсирћетне киселине, могу се добити производи са различитим садржајем карбоксиметила и хидроксипропила. Резултати испитивања показују да карбоксиметил хидроксипропил целулоза произведена једностепеном методом има кратак производни циклус, ниску потрошњу растварача, а производ има одличну отпорност на моновалентне и двовалентне соли и добру отпорност на киселине. У поређењу са другим производима од целулозног етра, има јачу конкурентност у области истраживања хране и нафте.

Хидроксипропилметилцелулоза (ХПМЦ) је најсвестранија и најуспешнија сорта међу свим врстама целулозе, а такође је типичан представник комерцијализације међу мешаним етрима. Године 1927. успешно је синтетизована и изолована хидроксипропилметилцелулоза (ХПМЦ). Године 1938. Дов Цхемицал Цо. из Сједињених Држава је реализовао индустријску производњу метил целулозе и створио познати заштитни знак „Метхоцел“. Велика индустријска производња хидроксипропил метилцелулозе почела је у Сједињеним Државама 1948. Процес производње ХПМЦ-а се може поделити у две категорије: метод гасне фазе и метод течне фазе. Тренутно развијене земље као што су Европа, Америка и Јапан више усвајају процес гасне фазе, а домаћа производња ХПМЦ-а се углавном заснива на процесу течне фазе.

Зханг Схуангјиан и други су рафинисали памук у праху као сировину, алкализовали га натријум хидроксидом у реакционом растварачу толуену и изопропанолу, етерификовали га са средством за етерификацију пропилен оксидом и метил хлоридом, реаговали и припремили неку врсту инстант хидроксипропил метил алкохола базе целулозе.

3. Оутлоок

Целулоза је важна хемијска и хемијска сировина богата ресурсима, зелена и еколошки прихватљива и обновљива. Деривати модификације етерификације целулозе имају одличне перформансе, широк спектар употребе и одличне употребне ефекте и у великој мери задовољавају потребе националне привреде. А потребе друштвеног развоја, уз континуирани технолошки напредак и реализацију комерцијализације у будућности, уколико се синтетичке сировине и синтетичке методе деривата целулозе могу више индустријализирати, они ће бити потпуније искоришћени и остварити шири спектар примене. Валуе.