செல்லுலோஸ் ஈதர் எபோக்சி பிசின் மீது

கழிவு பருத்தி மற்றும் மரத்தூள் மூலப்பொருட்களாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, மேலும் அவை காரமாக ஹைட்ரோலைஸ் செய்யப்படுகின்றனசெல்லுலோஸ் ஈதர்18% காரம் மற்றும் தொடர்ச்சியான சேர்க்கைகளின் செயல்பாட்டின் கீழ். பின்னர் ஒட்டுதலுக்கு எபோக்சி பிசின் பயன்படுத்தவும், எபோக்சி பிசின் மற்றும் அல்காலி ஃபைபர் மோலார் விகிதம் 0.5:1.0, எதிர்வினை வெப்பநிலை 100°C, எதிர்வினை நேரம் 5.0h, வினையூக்கி அளவு 1%, மற்றும் ஈத்தரிஃபிகேஷன் ஒட்டுதல் விகிதம் 32%. பெறப்பட்ட எபோக்சி செல்லுலோஸ் ஈதர் 0.6mol Cel-Ep மற்றும் 0.4mol CAB உடன் கலக்கப்பட்டு ஒரு புதிய பூச்சு தயாரிப்பை நல்ல செயல்திறனுடன் ஒருங்கிணைக்கிறது. தயாரிப்பு அமைப்பு ஐஆர் மூலம் உறுதிப்படுத்தப்பட்டது.

முக்கிய வார்த்தைகள்:செல்லுலோஸ் ஈதர்; தொகுப்பு CAB; பூச்சு பண்புகள்

செல்லுலோஸ் ஈதர் ஒரு இயற்கை பாலிமர் ஆகும், இது ஒடுக்கம் மூலம் உருவாகிறதுβ- குளுக்கோஸ். செல்லுலோஸ் அதிக அளவு பாலிமரைசேஷன், நல்ல அளவிலான நோக்குநிலை மற்றும் நல்ல இரசாயன நிலைத்தன்மை ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளது. செல்லுலோஸ் (எஸ்டெரிஃபிகேஷன் அல்லது ஈத்தரிஃபிகேஷன்) வேதியியல் முறையில் சிகிச்சையளிப்பதன் மூலம் இதைப் பெறலாம். தொடர்ச்சியான செல்லுலோஸ் வழித்தோன்றல்கள், இந்த தயாரிப்புகள் பிளாஸ்டிக், மக்கும் மதிய உணவு பெட்டிகள், உயர்தர வாகன பூச்சுகள், வாகன பாகங்கள், அச்சிடும் மைகள், பசைகள் போன்றவற்றில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. தற்போது, ​​புதிய மாற்றியமைக்கப்பட்ட செல்லுலோஸ் வகைகள் தொடர்ந்து உருவாகி வருகின்றன, மேலும் பயன்பாட்டுத் துறைகள் தொடர்ந்து விரிவடைந்து, படிப்படியாக ஃபைபர் தொழில் அமைப்பை உருவாக்குகிறது. இந்தத் தலைப்பு மரத்தூள் அல்லது கழிவுப் பருத்தியை லை மூலம் ஹைட்ரோலைஸ் செய்து குறுகிய இழைகளாகப் பயன்படுத்த வேண்டும், பின்னர் வேதியியல் முறையில் ஒட்டப்பட்டு, ஆவணத்தில் தெரிவிக்கப்படாத புதிய வகை பூச்சுகளை உருவாக்க வேண்டும்.

1. பரிசோதனை

1.1 எதிர்வினைகள் மற்றும் கருவிகள்

கழிவு பருத்தி (கழுவி மற்றும் உலர்), NaOH, 1,4-பியூட்டானெடியோல், மெத்தனால், தியோரியா, யூரியா, எபோக்சி பிசின், அசிட்டிக் அன்ஹைட்ரைடு, ப்யூட்ரிக் அமிலம், டிரைக்ளோரோஎத்தேன், ஃபார்மிக் அமிலம், கிளையாக்சல், டோலுயீன், CAB போன்றவை. (தூய்மை என்பது CP தரம்) . அமெரிக்காவின் நிகோலெட் நிறுவனத்தால் தயாரிக்கப்பட்ட Magna-IR 550 அகச்சிவப்பு நிறமாலையானது கரைப்பான் டெட்ராஹைட்ரோஃபுரான் பூச்சு மூலம் மாதிரிகளைத் தயாரிக்கப் பயன்படுத்தப்பட்டது. Tu-4 விஸ்கோமீட்டர், FVXD3-1 வகை நிலையான வெப்பநிலை சுய-கட்டுப்படுத்தப்பட்ட மின்சார கிளறி எதிர்வினை கெட்டில், வெய்ஹாய் சியாங்வேய் கெமிக்கல் மெஷினரி தொழிற்சாலை தயாரித்தது; சுழலும் விஸ்கோமீட்டர் NDJ-7, Z-10MP5 வகை, ஷாங்காய் தியான்பிங் கருவித் தொழிற்சாலை தயாரித்தது; மூலக்கூறு எடை Ubbelohde பாகுத்தன்மை மூலம் அளவிடப்படுகிறது; பெயிண்ட் ஃபிலிமின் தயாரிப்பு மற்றும் சோதனை தேசிய தரமான ஜிபி-79 இன் படி மேற்கொள்ளப்படும்.

1.2 எதிர்வினை கொள்கை

1.3 தொகுப்பு

எபோக்சி செல்லுலோஸின் தொகுப்பு: 100 கிராம் நறுக்கிய பருத்தி இழையை ஒரு நிலையான வெப்பநிலை சுய-கட்டுப்பாட்டு மின்சார கிளறி உலையில் சேர்த்து, ஒரு ஆக்ஸிஜனேற்றத்தைச் சேர்த்து 10 நிமிடங்களுக்கு எதிர்வினையாற்றவும், பிறகு ஆல்கஹால் மற்றும் காரத்தைச் சேர்த்து 18% செறிவு கொண்ட லையை உருவாக்கவும். செறிவூட்டலுக்கு முடுக்கிகள் A, B போன்றவற்றைச் சேர்க்கவும். 12 மணி நேரம் வெற்றிடத்தின் கீழ் ஒரு குறிப்பிட்ட வெப்பநிலையில் வினைபுரிந்து, வடிகட்டி, உலர்த்தி, 50 கிராம் காரமான செல்லுலோஸை எடைபோடவும், ஒரு குழம்பாக கலப்பு கரைப்பான் சேர்க்கவும், குறிப்பிட்ட மூலக்கூறு எடையுடன் வினையூக்கி மற்றும் எபோக்சி பிசின் சேர்க்கவும், 90~110 வரை சூடாக்கவும்.℃ஈத்தரிஃபிகேஷன் வினைக்கு 4.0~ 6.0h வினையாக்கிகள் கலக்கும் வரை. அதிகப்படியான காரத்தை நடுநிலையாக்க மற்றும் அகற்ற ஃபார்மிக் அமிலத்தைச் சேர்க்கவும், அக்வஸ் கரைசல் மற்றும் கரைப்பானைப் பிரித்து, 80 உடன் கழுவவும்.℃சோடியம் உப்பை நீக்க சூடான தண்ணீர், பின்னர் பயன்படுத்த உலர். உள்ளார்ந்த பாகுத்தன்மை Ubbelohde viscometer மூலம் அளவிடப்பட்டது மற்றும் இலக்கியத்தின் படி பாகுத்தன்மை-சராசரி மூலக்கூறு எடை கணக்கிடப்பட்டது.

அசிடேட் பியூட்டில் செல்லுலோஸ் இலக்கிய முறையின்படி தயாரிக்கப்படுகிறது, 57.2 கிராம் சுத்திகரிக்கப்பட்ட பருத்தி எடையும், 55 கிராம் அசிட்டிக் அன்ஹைட்ரைடு, 79 கிராம் பியூட்ரிக் அமிலம், 9.5 கிராம் மெக்னீசியம் அசிடேட், 5.1 கிராம் சல்பூரிக் அமிலம், பியூட்டில் அசிடேட்டை கரைப்பானாகப் பயன்படுத்தவும், வினைபுரியும் தகுதி பெறும் வரை ஒரு குறிப்பிட்ட வெப்பநிலை, சோடியம் அசிடேட் சேர்ப்பதன் மூலம் நடுநிலையானது, வீழ்படிந்த, வடிகட்டப்பட்ட, கழுவி, வடிகட்டப்பட்டு, பின்னர் பயன்படுத்துவதற்கு உலர்த்தப்படுகிறது. Cel-Ep எடுத்து, பொருத்தமான அளவு CAB மற்றும் குறிப்பிட்ட கலப்பு கரைப்பான் ஆகியவற்றைச் சேர்த்து, ஒரு சீரான தடிமனான திரவத்தை உருவாக்க 0.5 மணிநேரத்திற்கு சூடாக்கி கிளறவும், மேலும் பூச்சு படம் தயாரித்தல் மற்றும் செயல்திறன் சோதனை GB-79 முறையைப் பின்பற்றுகிறது.

செல்லுலோஸ் அசிடேட்டின் எஸ்டெரிஃபிகேஷன் அளவைத் தீர்மானித்தல்: முதலில் செல்லுலோஸ் அசிடேட்டை டைமிதில் சல்பாக்சைடில் கரைத்து, ஒரு மீட்டர் அளவு காரக் கரைசலைச் சேர்த்து வெப்பப்படுத்தவும், ஹைட்ரோலைஸ் செய்யவும், மேலும் காரத்தின் மொத்த நுகர்வு கணக்கிடுவதற்கு NaOH நிலையான கரைசலுடன் ஹைட்ரோலைஸ் செய்யப்பட்ட கரைசலை டைட்ரேட் செய்யவும். நீர் உள்ளடக்கத்தை தீர்மானித்தல்: மாதிரியை 100-105 அடுப்பில் வைக்கவும்°சி 0.2 மணிநேரத்திற்கு உலர்த்தவும், குளிர்ந்த பிறகு நீர் உறிஞ்சுதலை எடைபோட்டு கணக்கிடவும். கார உறிஞ்சுதலை தீர்மானித்தல்: ஒரு அளவு மாதிரியை எடைபோட்டு, அதை வெந்நீரில் கரைத்து, மீத்தில் வயலட் காட்டி சேர்த்து, பின்னர் 0.05mol/L H2SO4 உடன் டைட்ரேட் செய்யவும். விரிவாக்க பட்டத்தை நிர்ணயித்தல்: 50 கிராம் மாதிரியை எடைபோட்டு, அதை நசுக்கி ஒரு பட்டம் பெற்ற குழாயில் வைத்து, மின் அதிர்வுக்குப் பிறகு அளவைப் படித்து, விரிவாக்க பட்டத்தை கணக்கிடுவதற்கு அலகலைன் செல்லுலோஸ் பவுடரின் அளவை ஒப்பிடவும்.

2. முடிவுகள் மற்றும் விவாதம்

2.1 ஆல்காலி செறிவு மற்றும் செல்லுலோஸ் வீக்க அளவு ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான உறவு

NaOH கரைசலின் ஒரு குறிப்பிட்ட செறிவுடன் செல்லுலோஸின் எதிர்வினை செல்லுலோஸின் வழக்கமான மற்றும் ஒழுங்கான படிகமயமாக்கலை அழித்து செல்லுலோஸை வீங்கச் செய்யலாம். மேலும் லையில் பல்வேறு சிதைவுகள் ஏற்பட்டு, பாலிமரைசேஷன் அளவைக் குறைக்கிறது. காரத்தின் செறிவுடன் செல்லுலோஸின் வீக்கத்தின் அளவு மற்றும் கார பிணைப்பு அல்லது உறிஞ்சுதலின் அளவு அதிகரிக்கிறது என்று சோதனைகள் காட்டுகின்றன. வெப்பநிலை அதிகரிப்புடன் நீராற்பகுப்பின் அளவு அதிகரிக்கிறது. கார செறிவு 20% அடையும் போது, ​​நீராற்பகுப்பின் அளவு t=100 இல் 6.8% ஆகும்°சி; நீராற்பகுப்பின் அளவு t=135 இல் 14% ஆகும்°C. அதே நேரத்தில், காரமானது 30% க்கும் அதிகமாக இருக்கும்போது, ​​செல்லுலோஸ் சங்கிலி வெட்டலின் நீராற்பகுப்பின் அளவு கணிசமாகக் குறைக்கப்படுகிறது என்பதை சோதனை காட்டுகிறது. ஆல்காலி செறிவு 18% அடையும் போது, ​​உறிஞ்சும் திறன் மற்றும் நீரின் வீக்க அளவு அதிகபட்சமாக இருக்கும், செறிவு தொடர்ந்து அதிகரித்து, ஒரு பீடபூமிக்கு கூர்மையாக குறைகிறது, பின்னர் சீராக மாறுகிறது. அதே நேரத்தில், இந்த மாற்றம் வெப்பநிலையின் செல்வாக்கிற்கு மிகவும் உணர்திறன் கொண்டது. அதே ஆல்காலி செறிவின் கீழ், வெப்பநிலை குறைவாக இருக்கும்போது (<20°C), செல்லுலோஸின் வீக்கம் அளவு பெரியது, மற்றும் நீரின் உறிஞ்சுதல் அளவு பெரியது; அதிக வெப்பநிலையில், வீக்கம் அளவு மற்றும் நீர் உறிஞ்சுதல் அளவு குறிப்பிடத்தக்கது. குறைக்க.

வெவ்வேறு நீர் உள்ளடக்கம் மற்றும் கார உள்ளடக்கம் கொண்ட அல்காலி இழைகள் இலக்கியத்தின் படி எக்ஸ்-ரே டிஃப்ராஃப்ரக்ஷன் பகுப்பாய்வு முறை மூலம் தீர்மானிக்கப்பட்டது. உண்மையான செயல்பாட்டில், செல்லுலோஸின் வீக்க அளவை அதிகரிக்க ஒரு குறிப்பிட்ட எதிர்வினை வெப்பநிலையைக் கட்டுப்படுத்த 18%~20% லை பயன்படுத்தப்படுகிறது. 6~12 மணிநேரம் சூடாக்குவதன் மூலம் வினைபுரியும் செல்லுலோஸ் துருவ கரைப்பான்களில் கரைக்கப்படலாம் என்று சோதனைகள் காட்டுகின்றன. இந்த உண்மையின் அடிப்படையில், செல்லுலோஸின் கரைதிறன் படிகப் பிரிவில் உள்ள செல்லுலோஸ் மூலக்கூறுகளுக்கு இடையேயான ஹைட்ரஜன் பிணைப்பு அழிவின் அளவிலும், அதைத் தொடர்ந்து இன்ட்ராமாலிகுலர் குளுக்கோஸ் குழுக்கள் C3-C2 இன் ஹைட்ரஜன் பிணைப்பு அழிவின் அளவிலும் ஒரு தீர்க்கமான பாத்திரத்தை வகிக்கிறது என்று ஆசிரியர் கருதுகிறார். ஹைட்ரஜன் பிணைப்பு அழிவின் அளவு அதிகமாகும், ஆல்காலி ஃபைபர் வீக்கத்தின் அளவு அதிகரிக்கிறது, மேலும் ஹைட்ரஜன் பிணைப்பு முற்றிலும் அழிக்கப்படுகிறது, மேலும் இறுதி ஹைட்ரோலைசேட் நீரில் கரையக்கூடிய பொருளாகும்.

2.2 முடுக்கியின் விளைவு

செல்லுலோஸ் காரமயமாக்கலின் போது அதிக கொதிநிலை ஆல்கஹாலைச் சேர்ப்பது எதிர்வினை வெப்பநிலையை அதிகரிக்கும், மேலும் குறைந்த ஆல்கஹால் மற்றும் தியோரியா (அல்லது யூரியா) போன்ற சிறிய அளவிலான உந்துசக்தியைச் சேர்ப்பது செல்லுலோஸின் ஊடுருவலையும் வீக்கத்தையும் பெரிதும் ஊக்குவிக்கும். ஆல்கஹாலின் செறிவு அதிகரிக்கும் போது, ​​செல்லுலோஸின் கார உறிஞ்சுதல் அதிகரிக்கிறது, மேலும் செறிவு 20% ஆக இருக்கும்போது திடீர் மாற்றப் புள்ளி ஏற்படுகிறது, இது மோனோஃபங்க்ஸ்னல் ஆல்கஹால் செல்லுலோஸ் மூலக்கூறுகளுக்குள் ஊடுருவி செல்லுலோஸுடன் ஹைட்ரஜன் பிணைப்புகளை உருவாக்கி, செல்லுலோஸைத் தடுக்கிறது. மூலக்கூறுகள் சங்கிலிகள் மற்றும் மூலக்கூறு சங்கிலிகளுக்கு இடையே உள்ள ஹைட்ரஜன் பிணைப்புகள் ஒழுங்கின்மை அளவை அதிகரிக்கின்றன, பரப்பளவை அதிகரிக்கின்றன மற்றும் கார உறிஞ்சுதலின் அளவை அதிகரிக்கின்றன. இருப்பினும், அதே நிலைமைகளின் கீழ், மர சில்லுகளின் கார உறிஞ்சுதல் குறைவாக உள்ளது, மேலும் வளைவு ஏற்ற இறக்கமான நிலையில் மாறுகிறது. இது மர சில்லுகளில் உள்ள செல்லுலோஸின் குறைந்த உள்ளடக்கத்துடன் தொடர்புடையதாக இருக்கலாம், இதில் அதிக அளவு லிக்னின் உள்ளது, இது ஆல்கஹால் ஊடுருவலைத் தடுக்கிறது, மேலும் நல்ல நீர் எதிர்ப்பு மற்றும் கார எதிர்ப்பு உள்ளது.

2.3 ஈத்தரிஃபிகேஷன்

1% B வினையூக்கியைச் சேர்க்கவும், வெவ்வேறு எதிர்வினை வெப்பநிலைகளைக் கட்டுப்படுத்தவும், எபோக்சி பிசின் மற்றும் அல்காலி ஃபைபர் மூலம் ஈத்தரிஃபிகேஷன் மாற்றத்தை மேற்கொள்ளவும். ஈத்தரிஃபிகேஷன் எதிர்வினை செயல்பாடு 80 இல் குறைவாக உள்ளது°C. செல் ஒட்டுதல் விகிதம் 28% மட்டுமே, ஈத்தரிஃபிகேஷன் செயல்பாடு 110 இல் கிட்டத்தட்ட இருமடங்காக உள்ளது°C. கரைப்பான் போன்ற எதிர்வினை நிலைகளைக் கருத்தில் கொண்டு, எதிர்வினை வெப்பநிலை 100 ஆகும்°C, மற்றும் எதிர்வினை நேரம் 2.5h, மற்றும் Cel இன் ஒட்டுதல் விகிதம் 41% ஐ அடையலாம். கூடுதலாக, ஈத்தரிஃபிகேஷன் வினையின் ஆரம்ப கட்டத்தில் (<1.0h), அல்காலி செல்லுலோஸ் மற்றும் எபோக்சி பிசின் ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான பன்முக எதிர்வினை காரணமாக, ஒட்டுதல் விகிதம் குறைவாக உள்ளது. செல் ஈத்தரிஃபிகேஷன் பட்டத்தின் அதிகரிப்புடன், அது படிப்படியாக ஒரே மாதிரியான எதிர்வினையாக மாறுகிறது, எனவே எதிர்வினை செயல்பாடு கூர்மையாக அதிகரித்தது மற்றும் ஒட்டுதல் விகிதம் அதிகரித்தது.

2.4 செல் ஒட்டுதல் விகிதம் மற்றும் கரைதிறன் இடையே உள்ள உறவு

ஆல்கலி செல்லுலோஸுடன் எபோக்சி பிசினை ஒட்டுவதற்குப் பிறகு, தயாரிப்பு பாகுத்தன்மை, ஒட்டுதல், நீர் எதிர்ப்பு மற்றும் வெப்ப நிலைத்தன்மை போன்ற இயற்பியல் பண்புகளை கணிசமாக மேம்படுத்த முடியும் என்று சோதனைகள் காட்டுகின்றன. கரைதிறன் சோதனை செல் ஒட்டுதல் விகிதம் <40% கொண்ட தயாரிப்பு குறைந்த ஆல்கஹால்-எஸ்டர், அல்கைட் பிசின், பாலிஅக்ரிலிக் அமில பிசின், அக்ரிலிக் பிமாரிக் அமிலம் மற்றும் பிற பிசின்களில் கரைக்கப்படலாம். Cel-Ep பிசின் தெளிவான கரைதிறன் விளைவைக் கொண்டுள்ளது.

கோட்டிங் ஃபிலிம் சோதனையுடன் இணைந்து, 32%~42% ஒட்டு விகிதத்துடன் கூடிய கலவைகள் பொதுவாக சிறந்த பொருந்தக்கூடிய தன்மையைக் கொண்டுள்ளன, மேலும் <30% ஒட்டுதல் விகிதத்துடன் கூடிய கலவைகள் மோசமான பொருந்தக்கூடிய தன்மை மற்றும் பூச்சுப் படத்தின் குறைந்த பளபளப்பைக் கொண்டுள்ளன; ஒட்டுதல் விகிதம் 42% ஐ விட அதிகமாக உள்ளது, பூச்சு படத்தின் கொதிக்கும் நீர் எதிர்ப்பு, ஆல்கஹால் எதிர்ப்பு மற்றும் துருவ கரிம கரைப்பான் எதிர்ப்பு ஆகியவை குறைக்கப்படுகின்றன. பொருள் பொருந்தக்கூடிய தன்மை மற்றும் பூச்சு செயல்திறனை மேம்படுத்த, ஆசிரியர் CAB ஐ அட்டவணை 1 இல் உள்ள சூத்திரத்தின்படி மேலும் கரைத்து மாற்றியமைத்து Cel-Ep மற்றும் CAB இன் சக-இருப்பை மேம்படுத்தினார். கலவை தோராயமான ஒரே மாதிரியான அமைப்பை உருவாக்குகிறது. கலவையின் இடைமுகத்தின் தடிமன் மிகவும் மெல்லியதாக இருக்கும் மற்றும் நானோ செல்கள் நிலையில் இருக்க முயற்சிக்கும்.

2.5 செல் இடையே உறவு—Ep/CAB கலப்பு விகிதம் மற்றும் இயற்பியல் பண்புகள்

CAB உடன் கலப்பதற்கு Cel-Ep ஐப் பயன்படுத்தி, செல்லுலோஸ் அசிடேட் பொருளின் பூச்சு பண்புகளை, குறிப்பாக உலர்த்தும் வேகத்தை கணிசமாக மேம்படுத்த முடியும் என்பதை பூச்சு சோதனை முடிவுகள் காட்டுகின்றன. Cel-Ep இன் தூய கூறு அறை வெப்பநிலையில் உலர்த்துவது கடினம். CAB ஐச் சேர்த்த பிறகு, இரண்டு பொருட்களும் வெளிப்படையான செயல்திறன் நிரப்புத்தன்மையைக் கொண்டுள்ளன.

2.6 FTIR ஸ்பெக்ட்ரம் கண்டறிதல்

3. முடிவுரை

(1) பருத்தி செல்லுலோஸ் 80 இல் வீங்கலாம்°சி>18% செறிவூட்டப்பட்ட காரம் மற்றும் தொடர்ச்சியான சேர்க்கைகள், எதிர்வினை வெப்பநிலையை அதிகரிக்கின்றன, எதிர்வினை நேரத்தை நீடிக்கின்றன, அது முழுமையாக நீராற்பகுப்பு ஆகும் வரை வீக்கம் மற்றும் சிதைவின் அளவை அதிகரிக்கிறது.

(2) ஈத்தரிஃபிகேஷன் எதிர்வினை, செல்-எப் மோலார் ஃபீட் விகிதம் 2, எதிர்வினை வெப்பநிலை 100°சி, நேரம் 5 மணிநேரம், வினையூக்கி அளவு 1%, மற்றும் ஈத்தரிஃபிகேஷன் ஒட்டுதல் விகிதம் 32%~42% ஐ அடையலாம்.

(3) கலப்பு மாற்றம், Cel-Ep:CAB=3:2 இன் மோலார் விகிதமாக இருக்கும்போது, ​​ஒருங்கிணைக்கப்பட்ட தயாரிப்பின் செயல்திறன் நன்றாக உள்ளது, ஆனால் தூய Cel-Ep ஐ ஒரு பூச்சாக மட்டுமே பயன்படுத்த முடியாது.