Usanisi na Sifa za Rheolojia za Hydroxyethyl Cellulose Etha

Katika uwepo wa kichocheo cha alkali kilichojifanya, hydroxyethyl ya viwanda selulosi iliguswa na N-(2,3-epoxypropyl) trimethylammonium chloride (GTA) cationization reagent ili kuandaa high-badala ya quaternary ammoniamu kwa njia kavu Chumvi aina ya Hydroxyethyl cellulose etha (HEC) Madhara ya uwiano wa GTA na hydroxyethyl cellulose (HEC), uwiano wa NaOH hadi HEC, halijoto ya mmenyuko, na muda wa majibu kwenye ufanisi wa mmenyuko yalichunguzwa kwa mpango sare wa majaribio, na hali ya mchakato iliyoboreshwa ilipatikana kupitia Monte. Uigaji wa Carlo. Na utendakazi wa kitendanishi cha cationic etherification hufikia 95% kupitia uthibitishaji wa majaribio. Wakati huo huo, mali zake za rheological zilijadiliwa. Matokeo yalionyesha kuwa suluhisho laHEC ilionyesha sifa za maji yasiyo ya Newtonian, na mnato wake unaoonekana uliongezeka na ongezeko la mkusanyiko wa wingi wa suluhisho; katika mkusanyiko fulani wa ufumbuzi wa chumvi, mnato unaoonekana waHEC kupungua kwa ongezeko la mkusanyiko wa chumvi iliyoongezwa. Chini ya kiwango sawa SHEAR, mnato dhahiri yaHEC katika mfumo wa ufumbuzi wa CaCl2 ni wa juu kuliko ule waHEC katika mfumo wa suluhisho la NaCl.

Maneno muhimu:Hydroxyethyletha ya selulosi; mchakato kavu; mali ya rheological

Selulosi ina sifa za vyanzo tajiri, uwezo wa kuoza, upatanifu na utokaji rahisi, na ni sehemu kuu ya utafiti katika nyanja nyingi. Cellulose ya cationic ni mojawapo ya wawakilishi muhimu zaidi wa derivatives ya selulosi. Miongoni mwa polima za cationic kwa bidhaa za ulinzi wa kibinafsi zilizosajiliwa na CTFA ya Chama cha Sekta ya Manukato, matumizi yake ni ya kwanza. Inaweza kutumika sana katika viungio vya viyoyozi vya nywele, vilainishi, kuchimba vizuizi vya unyevu wa shale na mawakala wa kuzuia mgando wa damu na nyanja zingine.

Kwa sasa, njia ya maandalizi ya quaternary ammonium cationic hydroxyethyl cellulose ether ni njia ya kutengenezea, ambayo inahitaji kiasi kikubwa cha vimumunyisho vya kikaboni vya gharama kubwa, ni ya gharama kubwa, isiyo salama, na inachafua mazingira. Ikilinganishwa na njia ya kutengenezea, njia kavu ina faida bora za mchakato rahisi, ufanisi wa juu wa mmenyuko, na uchafuzi mdogo wa mazingira. Katika karatasi hii, etha ya selulosi ya cationic iliundwa kwa njia kavu na tabia yake ya rheological ilisomwa.

1. Sehemu ya majaribio

1.1 Nyenzo na vitendanishi

Selulosi ya Hydroxyethyl (bidhaa ya viwanda vya HEC, shahada yake ya uingizwaji ya molekuli DS ni 1.8~2.0); kitendanishi cha cationization N-(2,3-epoxypropyl)trimethylammonium chloride (GTA), kilichotayarishwa kutoka kwa kloridi ya epoxy Propani na trimethylamine hutengenezwa zenyewe chini ya hali fulani; kichocheo cha alkali cha kujitegemea; ethanol na glacial asetiki ni uchambuzi safi; NaCl, KCl, CaCl2, na AlCl3 ni vitendanishi visivyo na kemikali.

1.2 Maandalizi ya selulosi ya cationic ya ammonium ya quaternary

Ongeza 5g ya selulosi ya hydroxyethyl na kiasi kinachofaa cha kichocheo cha alkali ya kujitengenezea nyumbani kwenye silinda ya chuma ya silinda iliyo na kichocheo, na koroga kwa dakika 20 kwenye joto la kawaida; kisha ongeza kiasi fulani cha GTA, endelea kukoroga kwa dakika 30 kwenye joto la kawaida, na uitikie kwa joto fulani na wakati fulani, bidhaa mbichi isiyosafishwa kimsingi ilipatikana. Bidhaa ghafi huloweshwa katika mmumunyo wa ethanoli ulio na kiasi kinachofaa cha asidi asetiki, huchujwa, kuosha, na kukaushwa kwa utupu ili kupata selulosi ya cationic ya quaternary ammoniamu.

1.3 Uamuzi wa sehemu ya molekuli ya nitrojeni ya quaternary ammonium cationic hydroxyethyl cellulose

Sehemu kubwa ya nitrojeni katika sampuli iliamuliwa na mbinu ya Kjeldahl.

2. Ubunifu wa majaribio na uboreshaji wa mchakato wa usanisi kavu

Mbinu sare ya usanifu ilitumiwa kubuni jaribio, na athari za uwiano wa GTA na hydroxyethyl selulosi (HEC), uwiano wa NaOH kwa HEC, halijoto ya mmenyuko na muda wa majibu kwenye ufanisi wa mmenyuko zilichunguzwa.

3. Utafiti juu ya mali ya rheological

3.1 Ushawishi wa umakini na kasi ya mzunguko

Kuchukua athari za kiwango cha shear kwenye mnato unaoonekana waHEC kwa viwango tofauti Ds=0.11 kama mfano, inaweza kuonekana kuwa kasi ya kukatwakatwa inapoongezeka kutoka 0.05 hadi 0.5 s-1, mnato dhahiri waHEC suluhisho hupungua, haswa kwa 0.05 ~ 0.5s-1 mnato dhahiri ulishuka sana kutoka 160MPa·s hadi 40MPa·s, shear kukonda, kuonyesha kwambaHEC mmumunyo wa maji ulionyesha sifa zisizo za Newtonian rheological. Athari ya mkazo wa shear iliyotumika ni kupunguza nguvu ya mwingiliano kati ya chembe za awamu iliyotawanywa. Chini ya hali fulani, nguvu kubwa zaidi, zaidi ya mnato unaoonekana.

Inaweza pia kuonekana kutoka kwa mnato unaoonekana wa 3% na 4%HEC miyeyusho ya maji ambayo ukolezi wa wingi ni kwa mtiririko huo 3% na 4% kwa viwango tofauti vya kukata. Viscosity inayoonekana ya suluhisho inaonyesha kwamba uwezo wake wa kuongeza mnato huongezeka kwa mkusanyiko. Sababu ni kwamba kadiri mkusanyiko unavyoongezeka katika mfumo wa suluhisho, mvutano wa pande zote kati ya molekuli za mnyororo kuu waHEC na kati ya minyororo ya Masi huongezeka, na viscosity inayoonekana huongezeka.

3.2 Athari ya viwango tofauti vya chumvi iliyoongezwa

Mkusanyiko waHEC iliwekwa kwa 3%, na athari ya kuongeza chumvi NaCl kwenye mali ya mnato wa suluhisho ilichunguzwa kwa viwango tofauti vya shear.

Inaweza kuonekana kutokana na matokeo kwamba mnato unaoonekana hupungua kwa ongezeko la mkusanyiko wa chumvi ulioongezwa, kuonyesha jambo la wazi la polyelectrolyte. Hii ni kwa sababu sehemu ya Na+ kwenye myeyusho wa chumvi inahusishwa na anion yaHEC mnyororo wa upande. Kadiri msongamano wa mmumunyo wa chumvi unavyozidi kuongezeka, ndivyo kiwango kikubwa cha kutoumia au kukinga poliyoni kwa kaunta, na kupunguzwa kwa msukosuko wa kielektroniki, na kusababisha kupungua kwa msongamano wa chaji ya poliyoni. , mnyororo wa polymer hupungua na curls, na ukolezi unaoonekana hupungua.

3.3 Athari ya chumvi mbalimbali zilizoongezwa kwenye

Inaweza kuonekana kutokana na ushawishi wa chumvi mbili tofauti zilizoongezwa, Nacl na CaCl2, kwenye mnato unaoonekana waHEC suluhisho ambalo mnato unaoonekana hupungua kwa kuongeza chumvi iliyoongezwa, na kwa kiwango sawa cha kukata, mnato unaoonekana waHEC suluhisho katika mfumo wa suluhisho la CaCl2 Mnato unaoonekana ni wa juu zaidi kuliko ule waHEC suluhisho katika mfumo wa suluhisho la NaCl. Sababu ni kwamba chumvi ya kalsiamu ni ion ya divalent, na ni rahisi kumfunga kwenye Cl- ya mnyororo wa upande wa polyelectrolyte. Mchanganyiko wa kikundi cha amonia cha quaternary kwenyeHEC na Cl- imepunguzwa, na kinga ni kidogo, na msongamano wa malipo ya mnyororo wa polima ni kubwa zaidi, na kusababisha msukumo wa umeme kwenye mnyororo wa polima ni kubwa, na mnyororo wa polima umeinuliwa, hivyo mnato unaoonekana ni wa juu zaidi.

4. Hitimisho

Utayarishaji mkavu wa selulosi ya cationic iliyobadilishwa sana ni njia bora ya utayarishaji na uendeshaji rahisi, ufanisi wa juu wa mmenyuko, na uchafuzi mdogo, na inaweza kuepuka matumizi makubwa ya nishati, uchafuzi wa mazingira, na sumu inayosababishwa na matumizi ya vimumunyisho.

Suluhisho la etha ya selulosi ya cationic inatoa sifa za maji yasiyo ya Newtonian na ina sifa za kukata shear; kadiri mkusanyiko wa wingi wa suluhisho unavyoongezeka, mnato wake unaoonekana huongezeka; katika mkusanyiko fulani wa suluhisho la chumvi,HEC mnato unaoonekana huongezeka kwa kuongezeka na kupungua. Chini ya kiwango sawa SHEAR, mnato dhahiri yaHEC katika mfumo wa ufumbuzi wa CaCl2 ni wa juu kuliko ule waHEC katika mfumo wa suluhisho la NaCl.