Синтеза и реолошка својства етра хидроксиетил целулозе

У присуству самостално направљеног алкалног катализатора, индустријски хидроксиетил целулоза је реаговала са реагенсом за катјонизацију Н-(2,3-епоксипропил)триметиламонијум хлорида (ГТА) да би се припремио кватернарни амонијум са високом супституцијом сувим методом. Тип соли Хидроксиетил целулозни етар (ХЕЦ). Ефекти односа ГТА према хидроксиетил целулози (ХЕЦ), односа НаОХ према ХЕЦ, реакционе температуре и времена реакције на ефикасност реакције су испитивани јединственим експерименталним планом, а оптимизовани услови процеса су добијени преко Монте-а. Царло симулатион. А ефикасност реакције катјонског реагенса етерификације достиже 95% кроз експерименталну верификацију. Истовремено се расправљало о његовим реолошким особинама. Резултати су показали да је решење заХЕЦ показао карактеристике нењутновске течности, а њен привидни вискозитет се повећавао са повећањем масене концентрације раствора; у одређеној концентрацији раствора соли, привидни вискозитет одХЕЦ опада са повећањем концентрације додане соли. Под истом брзином смицања, привидни вискозитет одХЕЦ у систему раствора ЦаЦл2 је већи од оног уХЕЦ у систему раствора НаЦл.

Кључне речи:Хидроксиетилцелулозни етар; суви процес; реолошка својства

Целулоза има карактеристике богатих извора, биоразградљивости, биокомпатибилности и лаке дериватизације и представља жариште истраживања у многим областима. Катјонска целулоза је један од најважнијих представника деривата целулозе. Међу катјонским полимерима за производе за личну заштиту регистрованим од стране ЦТФА Удружења индустрије мириса, њихова потрошња је прва. Може се широко користити у адитивима за кондиционирање косе, омекшивачима, инхибиторима хидратације из шкриљаца и агенсима против згрушавања крви и другим пољима.

Тренутно је метода припреме кватернарног амонијум катјонског етра хидроксиетил целулозе метода растварача, која захтева велику количину скупих органских растварача, скупа је, небезбедна и загађује животну средину. У поређењу са методом растварача, сува метода има изузетне предности једноставног процеса, високе ефикасности реакције и мањег загађења животне средине. У овом раду сувом методом је синтетисан катјонски етар целулозе и проучавано је његово реолошко понашање.

1. Експериментални део

1.1 Материјали и реагенси

Хидроксиетил целулоза (ХЕЦ индустријски производ, њен степен молекуларне супституције ДС је 1,8~2,0); реагенс за катјонизацију Н-(2,3-епоксипропил)триметиламонијум хлорид (ГТА), припремљен од епокси хлорида Пропан и триметиламин се сами праве под одређеним условима; самостално направљени алкални катализатор; етанол и глацијална сирћетна киселина су аналитички чисти; НаЦл, КЦл, ЦаЦл2 и АлЦл3 су хемијски чисти реагенси.

1.2 Припрема кватернарне амонијум катјонске целулозе

Додати 5 г хидроксиетил целулозе и одговарајућу количину домаћег алкалног катализатора у цилиндрични челични цилиндар опремљен мешалицом и мешати 20 минута на собној температури; затим додати одређену количину ГТА, наставити мешати 30 минута на собној температури, и реаговати на одређеној температури и времену, добија се чврсти сирови производ у суштини заснован на. Сирови производ је натопљен раствором етанола који садржи одговарајућу количину сирћетне киселине, филтриран, испран и осушен у вакууму да би се добила прашкаста кватернарна амонијум катјонска целулоза.

1.3 Одређивање масеног удела азота кватернарне амонијум катјонске хидроксиетил целулозе

Масени удео азота у узорцима одређен је Кјелдахловом методом.

2. Дизајн експеримента и оптимизација процеса суве синтезе

За пројектовање експеримента коришћена је метода униформног дизајна, а испитивани су утицаји односа ГТА према хидроксиетил целулози (ХЕЦ), односа НаОХ према ХЕЦ, реакционе температуре и времена реакције на ефикасност реакције.

3. Истраживање реолошких својстава

3.1 Утицај концентрације и брзине ротације

Узимајући утицај брзине смицања на привидни вискозитетХЕЦ при различитим концентрацијама Дс=0,11 као пример, може се видети да како се брзина смицања постепено повећава од 0,05 до 0,5 с-1, привидни вискозитетХЕЦ раствор се смањује, посебно на 0,05 ~0,5с-1 привидни вискозитет је нагло опао са 160МПа·с до 40МПа·с, смицање стањивања, што указује да јеХЕЦ водени раствор је показао нењутновске реолошке особине. Ефекат примењеног смичног напона је смањење силе интеракције између честица дисперговане фазе. Под одређеним условима, што је већа сила, то је већи привидни вискозитет.

То се такође може видети из привидних вискозитета од 3% и 4%ХЕЦ водених раствора да је масена концентрација 3% односно 4% при различитим брзинама смицања. Привидни вискозитет раствора указује да се његова способност повећања вискозитета повећава са концентрацијом. Разлог је тај што како концентрација расте у систему раствора, међусобно одбијање између молекула главног ланцаХЕЦ а између молекулских ланаца расте, а привидни вискозитет расте.

3.2 Утицај различитих концентрација додане соли

Концентрација одХЕЦ је фиксиран на 3%, а утицај додавања соли НаЦл на својства вискозности раствора је испитиван при различитим брзинама смицања.

Из резултата се може видети да привидни вискозитет опада са повећањем концентрације додате соли, што показује очигледан феномен полиелектролита. То је зато што је део На+ у раствору соли везан за ањонХЕЦ бочни ланац. Што је већа концентрација раствора соли, то је већи степен неутрализације или заштите полијона противјоном и смањење електростатичког одбијања, што резултира смањењем густине наелектрисања полијона. , полимерни ланац се скупља и увија, а привидна концентрација опада.

3.3 Утицај различитих додатих соли на

То се може видети из утицаја две различите додате соли, Нацл и ЦаЦл2, на привидни вискозитетХЕЦ раствора да се привидни вискозитет смањује додавањем соли, а при истој брзини смицања, привидни вискозитетХЕЦ раствор у систему раствора ЦаЦл2 Привидни вискозитет је знатно већи од оног кодХЕЦ раствор у систему раствора НаЦл. Разлог је тај што је калцијумова со двовалентни јон и лакше се везује за Цл- бочног ланца полиелектролита. Комбинација квартарне амонијумске групе наХЕЦ са Цл- је смањен, а заштита је мања, а густина наелектрисања полимерног ланца је већа, што доводи до тога да је електростатичко одбијање на полимерном ланцу веће, а полимерни ланац је растегнут, па је привидни вискозитет већи.

4. Закључак

Сува припрема високо супституисане катјонске целулозе је идеална метода припреме са једноставним радом, високом ефикасношћу реакције и мање загађења и може избећи високу потрошњу енергије, загађење животне средине и токсичност узроковану употребом растварача.

Раствор катјонског целулозног етра представља карактеристике нењутновске течности и има карактеристике смицања; како се концентрација масе раствора повећава, његов привидни вискозитет се повећава; у одређеној концентрацији раствора соли,ХЕЦ привидни вискозитет расте са повећањем и смањењем. Под истом брзином смицања, привидни вискозитет одХЕЦ у систему раствора ЦаЦл2 је већи од оног уХЕЦ у систему раствора НаЦл.