செல்லுலோஸ் வழித்தோன்றல்கள் என்றால் என்ன?

செல்லுலோஸ் வழித்தோன்றல்கள் இரசாயன மறுஉருவாக்கங்களுடன் செல்லுலோஸ் பாலிமர்களில் ஹைட்ராக்சில் குழுக்களின் எஸ்டெரிஃபிகேஷன் அல்லது ஈத்தரிஃபிகேஷன் மூலம் உற்பத்தி செய்யப்படுகின்றன. எதிர்வினை தயாரிப்புகளின் கட்டமைப்பு பண்புகளின்படி, செல்லுலோஸ் வழித்தோன்றல்களை மூன்று வகைகளாகப் பிரிக்கலாம்: செல்லுலோஸ் ஈதர்கள், செல்லுலோஸ் எஸ்டர்கள் மற்றும் செல்லுலோஸ் ஈதர் எஸ்டர்கள். உண்மையில் வணிக ரீதியாகப் பயன்படுத்தப்படும் செல்லுலோஸ் எஸ்டர்கள்: செல்லுலோஸ் நைட்ரேட், செல்லுலோஸ் அசிடேட், செல்லுலோஸ் அசிடேட் ப்யூட்ரேட் மற்றும் செல்லுலோஸ் சாந்தேட். செல்லுலோஸ் ஈதர்களில் பின்வருவன அடங்கும்: மெத்தில் செல்லுலோஸ், கார்பாக்சிமீதில் செல்லுலோஸ், எத்தில் செல்லுலோஸ், ஹைட்ராக்சிதைல் செல்லுலோஸ், சயனோஎத்தில் செல்லுலோஸ், ஹைட்ராக்ஸிப்ரோபில் செல்லுலோஸ் மற்றும் ஹைட்ராக்ஸிப்ரோபில் மெத்தில் செல்லுலோஸ். கூடுதலாக, எஸ்டர் ஈதர் கலப்பு வழித்தோன்றல்கள் உள்ளன.

பண்புகள் மற்றும் பயன்பாடுகள் மாற்று எதிர்வினைகள் மற்றும் செயல்முறை வடிவமைப்பு தேர்வு மூலம், தயாரிப்பு நீரில் கரைக்க முடியும், நீர்த்த கார தீர்வு அல்லது கரிம கரைப்பான், அல்லது தெர்மோபிளாஸ்டிக் பண்புகள், மற்றும் இரசாயன இழைகள், படங்கள், திரைப்பட தளங்கள், பிளாஸ்டிக், காப்பு உற்பத்தி செய்ய பயன்படுத்த முடியும். பொருட்கள், பூச்சுகள், குழம்பு, பாலிமெரிக் சிதறல், உணவு சேர்க்கைகள் மற்றும் தினசரி இரசாயன பொருட்கள். செல்லுலோஸ் வழித்தோன்றல்களின் பண்புகள் மாற்றுகளின் தன்மை, குளுக்கோஸ் குழுவில் உள்ள மூன்று ஹைட்ராக்சில் குழுக்களின் பட்டம் DS மற்றும் மேக்ரோமாலிகுலர் சங்கிலியுடன் மாற்றீடுகளின் விநியோகம் ஆகியவற்றுடன் தொடர்புடையது. வினையின் சீரற்ற தன்மை காரணமாக, மூன்று ஹைட்ராக்சில் குழுக்களும் மாற்றியமைக்கப்படும் போது ஒரே மாதிரியான மாற்றீடு செய்யப்பட்ட தயாரிப்பு தவிர (DS என்பது 3), மற்ற நிகழ்வுகளில் (ஒரே மாதிரியான எதிர்வினை அல்லது பன்முக எதிர்வினை), பின்வரும் மூன்று வெவ்வேறு மாற்று நிலைகள் பெறப்படுகின்றன: கலப்பு பொருட்கள் மாற்றியமைக்கப்படாத குளுக்கோசைல் குழுக்கள்: ① மோனோசப்ஸ்டிட்யூட் (DS என்பது 1, C, C அல்லது C நிலை மாற்றப்பட்டது, கட்டமைப்பு சூத்திரம் செல்லுலோஸைப் பார்க்கவும்); ② மாற்றப்பட்டது (DS என்பது 2, C, C, C, C அல்லது C, C நிலைகள் மாற்றியமைக்கப்படுகின்றன); ③ முழு மாற்று (DS என்பது 3). எனவே, அதே மாற்று மதிப்புடன் அதே செல்லுலோஸ் வழித்தோன்றலின் பண்புகள் முற்றிலும் வேறுபட்டதாக இருக்கலாம். எடுத்துக்காட்டாக, செல்லுலோஸ் டயசெட்டேட் 2 இன் டிஎஸ்ஸுக்கு நேரடியாக அசிட்டோனில் கரையாதது, ஆனால் முழுமையாக எஸ்டெரிஃபைட் செய்யப்பட்ட செல்லுலோஸ் ட்ரைஅசெட்டேட்டின் சாபோனிஃபிகேஷன் மூலம் பெறப்பட்ட செல்லுலோஸ் டயசெட்டேட் அசிட்டோனில் முழுமையாகக் கரைக்கப்படும். மாற்றீட்டின் இந்த பன்முகத்தன்மை செல்லுலோஸ் எஸ்டர் மற்றும் ஈத்தரிஃபிகேஷன் எதிர்வினைகளின் அடிப்படை விதிகளுடன் தொடர்புடையது.

செல்லுலோஸ் மூலக்கூறில் செல்லுலோஸ் எஸ்டெரிஃபிகேஷன் மற்றும் ஈத்தரிஃபிகேஷன் வினையின் அடிப்படை விதி, குளுக்கோஸ் குழுவில் உள்ள மூன்று ஹைட்ராக்சில் குழுக்களின் நிலைகள் வேறுபட்டவை, மேலும் அருகிலுள்ள மாற்றுகளின் செல்வாக்கு மற்றும் ஸ்டெரிக் தடையும் வேறுபட்டவை. மூன்று ஹைட்ராக்சில் குழுக்களின் ஒப்பீட்டு அமிலத்தன்மை மற்றும் விலகலின் அளவு: C>C>C. ஈத்தரிஃபிகேஷன் எதிர்வினை ஒரு கார ஊடகத்தில் மேற்கொள்ளப்படும் போது, ​​சி ஹைட்ராக்சில் குழு முதலில் வினைபுரிகிறது, பின்னர் சி ஹைட்ராக்சில் குழு மற்றும் இறுதியாக சி முதன்மை ஹைட்ராக்சில் குழு. ஒரு அமில ஊடகத்தில் எஸ்டெரிஃபிகேஷன் எதிர்வினை மேற்கொள்ளப்படும்போது, ​​ஒவ்வொரு ஹைட்ராக்சில் குழுவின் எதிர்வினையின் சிரமம் ஈத்தரிஃபிகேஷன் வினையின் வரிசைக்கு நேர்மாறாக இருக்கும். ஒரு பருமனான மாற்று மறுஉருவாக்கத்துடன் வினைபுரியும் போது, ​​ஸ்டெரிக் தடை விளைவு ஒரு முக்கிய தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகிறது, மேலும் சி மற்றும் சி ஹைட்ராக்சில் குழுக்களை விட சிறிய ஸ்டெரிக் தடை விளைவைக் கொண்ட சி ஹைட்ராக்சில் குழு வினைபுரிவது எளிது.

செல்லுலோஸ் ஒரு படிக இயற்கை பாலிமர் ஆகும். செல்லுலோஸ் திடமாக இருக்கும்போது பெரும்பாலான எஸ்டெரிஃபிகேஷன் மற்றும் ஈத்தரிஃபிகேஷன் எதிர்வினைகள் பன்முகத்தன்மை கொண்ட எதிர்வினைகளாகும். செல்லுலோஸ் ஃபைபருக்குள் எதிர்வினை எதிர்வினைகளின் பரவல் நிலை அடையக்கூடிய தன்மை என்று அழைக்கப்படுகிறது. படிகப் பகுதியின் மூலக்கூறுகளுக்கு இடையேயான அமைப்பு இறுக்கமாக அமைக்கப்பட்டிருக்கிறது, மேலும் வினைப்பொருளானது படிக மேற்பரப்பில் மட்டுமே பரவ முடியும். உருவமற்ற பகுதியில் உள்ள அணுக்கரு அமைப்பு தளர்வானது, மேலும் அதிக அணுகல் மற்றும் எளிதான எதிர்வினையுடன், ரியாஜெண்டுகளுடன் தொடர்புகொள்வதற்கு எளிதாக இருக்கும் இலவச ஹைட்ராக்சில் குழுக்கள் உள்ளன. பொதுவாக, அதிக படிகத்தன்மை மற்றும் பெரிய படிக அளவு கொண்ட மூலப்பொருட்கள் குறைந்த படிகத்தன்மை மற்றும் சிறிய படிக அளவு கொண்ட மூலப்பொருட்களைப் போல எளிதில் செயல்படாது. ஆனால் இது முற்றிலும் உண்மையல்ல, எடுத்துக்காட்டாக, குறைந்த படிகத்தன்மை மற்றும் சிறிய படிகத்தன்மை கொண்ட உலர் விஸ்கோஸ் இழைகளின் அசிடைலேஷன் விகிதம் அதிக படிகத்தன்மை மற்றும் பெரிய படிகத்தன்மை கொண்ட பருத்தி இழையை விட கணிசமாக குறைவாக உள்ளது. ஏனென்றால், உலர்த்தும் செயல்பாட்டின் போது அருகிலுள்ள பாலிமர்களுக்கு இடையில் சில ஹைட்ரஜன் பிணைப்பு புள்ளிகள் உருவாக்கப்படுகின்றன, இது எதிர்வினைகளின் பரவலைத் தடுக்கிறது. ஈரமான செல்லுலோஸ் மூலப்பொருளில் உள்ள ஈரப்பதத்தை ஒரு பெரிய கரிம கரைப்பான் (அசிட்டிக் அமிலம், பென்சீன், பைரிடின் போன்றவை) மாற்றியமைத்து, உலர்த்தினால், அதன் வினைத்திறன் பெரிதும் மேம்படும், ஏனெனில் உலர்த்துவதால் கரைப்பானை முழுவதுமாக வெளியேற்ற முடியாது, மேலும் சில பெரியது. செல்லுலோஸ் மூலப்பொருளின் "துளைகளில்" மூலக்கூறுகள் சிக்கி, அடங்கிய செல்லுலோஸ் என்று அழைக்கப்படும். வீக்கத்தால் பெரிதாக்கப்பட்ட தூரத்தை மீட்டெடுப்பது எளிதானது அல்ல, இது வினைப்பொருட்களின் பரவலுக்கு உகந்தது, மேலும் எதிர்வினை வீதம் மற்றும் எதிர்வினையின் சீரான தன்மையை ஊக்குவிக்கிறது. இந்த காரணத்திற்காக, பல்வேறு செல்லுலோஸ் டெரிவேடிவ்களின் உற்பத்தி செயல்பாட்டில், தொடர்புடைய வீக்கம் சிகிச்சை இருக்க வேண்டும். பொதுவாக நீர், அமிலம் அல்லது காரக் கரைசலின் குறிப்பிட்ட செறிவு வீக்க முகவராகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. கூடுதலாக, ஒரே இயற்பியல் மற்றும் வேதியியல் குறிகாட்டிகளுடன் கரைக்கும் கூழின் இரசாயன எதிர்வினையின் சிரமம் பெரும்பாலும் வேறுபட்டது, இது ஒரே தாவரத்தில் வெவ்வேறு உயிர்வேதியியல் மற்றும் கட்டமைப்பு செயல்பாடுகளைக் கொண்ட பல்வேறு வகையான தாவரங்கள் அல்லது உயிரணுக்களின் உருவவியல் காரணிகளால் ஏற்படுகிறது. இன். தாவர இழையின் வெளிப்புற அடுக்கின் முதன்மைச் சுவர் உதிரிபாகங்களின் ஊடுருவலைத் தடுக்கிறது மற்றும் இரசாயன எதிர்வினைகளைத் தடுக்கிறது, எனவே சிறந்த வினைத்திறனுடன் கரைக்கும் கூழ் பெறுவதற்கு முதன்மை சுவரை அழிக்க கூழ் செயல்முறையில் தொடர்புடைய நிலைமைகளைப் பயன்படுத்துவது அவசியம். எடுத்துக்காட்டாக, பாகாஸ் கூழ் என்பது விஸ்கோஸ் கூழ் உற்பத்தியில் மோசமான வினைத்திறன் கொண்ட ஒரு மூலப்பொருள் ஆகும். விஸ்கோஸ் (செல்லுலோஸ் சாந்தேட் ஆல்காலி கரைசல்) தயாரிக்கும் போது, ​​பருத்தி லிண்டர் கூழ் மற்றும் மரக் கூழ் ஆகியவற்றை விட அதிக கார்பன் டைசல்பைடு உட்கொள்ளப்படுகிறது. வடிகட்டுதல் விகிதம் மற்ற கூழ்களுடன் தயாரிக்கப்பட்ட விஸ்கோஸை விட குறைவாக உள்ளது. ஏனென்றால், கரும்பு நார் உயிரணுக்களின் முதன்மைச் சுவர், கூழ் மற்றும் கார செல்லுலோஸை வழக்கமான முறைகள் மூலம் தயாரிக்கும் போது சரியாக சேதமடையவில்லை, இதன் விளைவாக மஞ்சள் வினையில் சிரமம் ஏற்படுகிறது.

முன்-ஹைட்ரோலைஸ் செய்யப்பட்ட அல்கலைன் பேகாஸ் கூழ் இழைகள்] மற்றும் படம் 2 [ஆல்கலி செறிவூட்டலுக்குப் பிறகு பாகாஸ் கூழ் இழைகள்] எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கி ஸ்கேனிங் படங்கள் ஆகும். தெளிவான குழிகள்; பிந்தையதில், காரக் கரைசலின் வீக்கத்தால் குழிகள் மறைந்தாலும், முதன்மைச் சுவர் இன்னும் முழு நார்ச்சத்தையும் உள்ளடக்கியது. "இரண்டாவது செறிவூட்டல்" (சாதாரண செறிவூட்டலைத் தொடர்ந்து ஒரு பெரிய வீக்க விளைவுடன் கூடிய நீர்த்த காரக் கரைசலுடன் இரண்டாவது செறிவூட்டல்) அல்லது டிப்-கிரைண்டிங் (இயந்திர அரைப்புடன் பொதுவான செறிவூட்டல்) செயல்முறையாக இருந்தால், மஞ்சள் நிற எதிர்வினை சீராக தொடரலாம், விஸ்கோஸ் வடிகட்டுதல் விகிதம் கணிசமாக மேம்படுத்தப்பட்டுள்ளது. ஏனென்றால், மேற்கூறிய இரண்டு முறைகளும் முதன்மைச் சுவரை உரிக்க முடியும், ஒப்பீட்டளவில் எளிதான எதிர்வினையின் உள் அடுக்கை வெளிப்படுத்துகிறது, இது எதிர்வினைகளின் ஊடுருவலுக்கு உகந்தது மற்றும் எதிர்வினை செயல்திறனை மேம்படுத்துகிறது (படம். 3 ], படம். அரைக்கும் பேகாஸ் கூழ் இழைகள்]).

சமீபத்திய ஆண்டுகளில், செல்லுலோஸை நேரடியாகக் கரைக்கும் நீர் அல்லாத கரைப்பான் அமைப்புகள் தோன்றியுள்ளன. டைமெதில்ஃபார்மமைடு மற்றும் NO, டைமிதில் சல்பாக்சைடு மற்றும் பாராஃபோர்மால்டிஹைட் மற்றும் பிற கலப்பு கரைப்பான்கள் போன்றவை செல்லுலோஸை ஒரே மாதிரியான எதிர்வினைக்கு உட்படுத்த உதவுகின்றன. இருப்பினும், கட்டத்திற்கு வெளியே உள்ள எதிர்வினைகளின் மேலே குறிப்பிடப்பட்ட சில சட்டங்கள் இனி பொருந்தாது. எடுத்துக்காட்டாக, அசிட்டோனில் கரையக்கூடிய செல்லுலோஸ் டயசெட்டேட்டைத் தயாரிக்கும் போது, ​​செல்லுலோஸ் ட்ரைஅசெட்டேட்டின் நீராற்பகுப்புக்கு உட்படுத்த வேண்டிய அவசியமில்லை, ஆனால் DS 2 ஆகும் வரை நேரடியாக எஸ்டெரிஃபை செய்ய முடியும்.