Gidroksietil sellýuloza efiriniň sintezi we reologiki aýratynlyklary

Özbaşdak öndürilen aşgar katalizatorynyň, senagat gidroksietiliň barlygynda sellýuloza N- (2,3-epoksipropil) trimetilamonium hlorid (GTA) kationizasiýa reagenti bilen gury usul bilen ýokary çalyşýan dörtlük ammiak taýýarlamak üçin duz görnüşi Gidroksietil sellýuloza efir (HEC). GTA-nyň gidroksietil sellýuloza (HEC) gatnaşygy, NaOH-nyň HEC-e bolan gatnaşygy, reaksiýanyň temperaturasy we reaksiýanyň netijeliliginiň täsiri birmeňzeş synag meýilnamasy bilen öwrenildi we Monte arkaly amatly proses şertleri alyndy. Karlo simulýasiýasy. Kationiki eterifikasiýa reagentiniň reaksiýa netijeliligi eksperimental barlag arkaly 95% -e ýetýär. Şol bir wagtyň özünde onuň reologiki aýratynlyklary ara alnyp maslahatlaşyldy. Netijeler çözgüdiň bardygyny görkezdiHEC Nýuton däl suwuklygyň aýratynlyklaryny görkezdi we erginiň köpçülikleýin konsentrasiýasynyň ýokarlanmagy bilen görnüp duran ýapyşyklygy ýokarlandy; duz ergininiň belli bir konsentrasiýasynda, görünýän ýapyşyklygyHEC goşulan duz konsentrasiýasynyň ýokarlanmagy bilen azaldy. Şol gyrkym derejesinde, görünýän ýapyşykHEC CaCl2 çözgüt ulgamyndan has ýokaryHEC NaCl çözgüt ulgamynda.

Açar sözler:Gidroksietilsellýuloza efir; gury proses; reologiki aýratynlyklary

Sellýuloza baý çeşmeleriň, biodegrasiýa, biokompatisiýa we aňsat derwizasiýa aýratynlyklaryna eýedir we köp ugurlarda gözleg nokadydyr. Kationiki sellýuloza, sellýuloza önümleriniň iň möhüm wekillerinden biridir. Hoşboý ys senagaty birleşiginiň CTFA tarapyndan hasaba alnan şahsy gorag önümleri üçin kationiki polimerleriň arasynda sarp edilişi birinji. Saç kondisioner goşundylarynda, ýumşadyjylarda, buraw slanes gidratasiýa ingibitorlarynda we ganyň koagulýasiýa garşy serişdelerinde we beýleki ugurlarda giňden ulanylyp bilner.

Häzirki wagtda dördünji ammiak kationiki gidroksietil sellýuloza efirini taýýarlamak usuly, köp mukdarda organiki erginleri talap edýän, gymmat, howply we daşky gurşawy hapalaýan çözüji usuldyr. Soliwent usuly bilen deňeşdirilende, gury usul ýönekeý prosesiň, ýokary reaksiýanyň netijeliliginiň we daşky gurşawyň hapalanmagynyň ajaýyp artykmaçlyklaryna eýedir. Bu kagyzda, kationiki sellýuloza eferi gury usul bilen sintez edildi we onuň reologiki häsiýeti öwrenildi.

1. Synag bölümi

1.1 Materiallar we reagentler

Gidroksietil sellýuloza (HEC senagat önümi, molekulýar çalyşma derejesi DS 1,8 ~ 2.0); epoksi hlorid Propandan we trimetilaminden taýýarlanan kationizasiýa reagenti N- (2,3-epoksipropil) trimetilamonium hlorid (GTA); özbaşdak öndürilen aşgar katalizatory; etanol we buzly sirke kislotasy analitiki taýdan arassa; NaCl, KCl, CaCl2 we AlCl3 himiki taýdan arassa reagentlerdir.

1.2 Dördünji ammiak kationiki sellýulozany taýýarlamak

5g gidroksietil sellýuloza we degişli mukdarda öýde öndürilen aşgar katalizatoryny garyjy bilen enjamlaşdyrylan silindr polat silindrine goşuň we otag temperaturasynda 20 minut çalyň; soň belli bir mukdarda GTA goşuň, otag temperaturasynda 30 minut garyşmagy dowam etdiriň we belli bir temperaturada we wagtda reaksiýa beriň, esasan gaty çig önüm alyndy. Çig önüm, dördünji ammiak kationiki sellýulozany almak üçin degişli mukdarda sirke kislotasyny öz içine alýan etanol erginine siňdirilýär, süzülýär, ýuwulýar we wakuum bilen guradylýar.

1.3 Dördünji ammiak kationiki gidroksietil sellýulozanyň azot massasynyň fraksiýasyny kesgitlemek

Nusgalarda azotyň massa bölegi Kjeldahl usuly bilen kesgitlenildi.

2. Gury sintez prosesiniň synag dizaýny we optimizasiýasy

Synagy taslamak üçin birmeňzeş dizaýn usuly ulanyldy we GTA-nyň gidroksietil sellýuloza (HEC) gatnaşygy, NaOH-nyň HEC-e bolan gatnaşygy, reaksiýanyň temperaturasy we reaksiýanyň netijeliligine reaksiýa wagty öwrenildi.

3. Reologiki aýratynlyklary öwrenmek

3.1 Konsentrasiýanyň we aýlanma tizliginiň täsiri

Gyrkym derejesiniň görünýän ýapyşyklygyna täsirini almakHEC Dürli konsentrasiýalarda mysal hökmünde Ds = 0.11, gyrkym derejesiniň kem-kemden 0,05-den 0,5 s-1-e çenli ýokarlanmagy bilen, görnüp duran ýapyşyklygyny görmek bolýar.HEC ergin azalýar, esasanam 0.05 ~ 0.5s-1-de görnüp duran ýapyşyk 160MPa-dan gaty peseldi·s 40MPa çenli·s, gyrkymyň ýuka bolmagyHEC suwly ergin, Nýuton däl reologiki aýratynlyklary görkezdi. Ulanylýan gyrkym stresiniň täsiri, dargadylan fazanyň bölejikleriniň arasyndaky täsir güýjüni azaltmakdyr. Käbir şertlerde güýç näçe köp bolsa, şonça-da görnüp duran ýapyşyk.

Şeýle hem 3% we 4% görünýän ýapyşyklardan görmek bolýarHEC köpçülikleýin konsentrasiýasy degişlilikde 3% we 4% dürli suw gyrgyçlarynda bolýar. Çözgüdiň görnüp duran ýapyşyklygy, konsentrasiýa bilen ýapyşygyny ýokarlandyrýan ukybynyň artýandygyny görkezýär. Munuň sebäbi, çözgüt ulgamynda konsentrasiýanyň artmagy bilen, esasy zynjyryň molekulalarynyň arasynda özara yza çekilmegiHEC we molekulýar zynjyrlaryň arasynda köpelýär we görünýän ýapyşyklyk ýokarlanýar.

3.2 Goşulan duzuň dürli konsentrasiýalarynyň täsiri

KonsentrasiýasyHEC 3% -de kesgitlenildi we duz NaCl goşmagyň erginiň ýapyşyklyk häsiýetlerine täsiri dürli gyrkym derejesinde öwrenildi.

Netijelerden, polielektrolit hadysasyny görkezip, goşulan duz konsentrasiýasynyň köpelmegi bilen görünýän ýapyşyklygyň azalýandygyny görmek bolýar. Sebäbi duz erginindäki Na + -yň bir bölegi anion bilen baglanyşyklydyrHEC gapdal zynjyr. Duz ergininiň konsentrasiýasy näçe köp bolsa, polionyň zyýansyzlandyrylmagy ýa-da gorag derejesi şonça-da ýokary bolup, polionyň zarýad dykyzlygynyň peselmegine getirýän elektrostatik yza çekiliş peselýär. , polimer zynjyry kiçelýär we egrelýär we görünýän konsentrasiýa azalýar.

3.3 Dürli goşulan duzlaryň täsiri

Iki dürli goşulan duzuň, Nacl we CaCl2-iň görnüp duran ýelimliliginden görmek bolýar.HEC goşulan duzuň goşulmagy bilen görünýän ýapyşyklygyň peselmegi we şol bir gyrkylyk derejesinde, görünýän ýapyşyklygyHEC CaCl2 çözgüt ulgamyndaky çözgüt, görünýän ýapyşyklylykdan ep-esli ýokaryHEC NaCl çözgüt ulgamynda çözgüt. Munuň sebäbi, kalsiý duzunyň bölünýän ion bolmagy we polielektrolit gapdal zynjyrynyň Cl- da baglanmagy has aňsat. Dördünji ammiak toparynyň utgaşmasyHEC Cl- azalýar we gorag az bolýar, polimer zynjyrynyň zarýad dykyzlygy has ýokary bolýar, netijede polimer zynjyrynyň elektrostatik yza çekilmegi has uludyr we polimer zynjyry uzalýar, şonuň üçin görünýän ýapyşyk has ýokarydyr.

4. Netije

Highlyokary ornuny tutýan kationiki sellýulozany gury taýýarlamak, ýönekeý işlemek, ýokary reaksiýa netijeliligi we az hapalanmak bilen iň oňat taýýarlyk usulydyr we ýokary energiýa sarp edilmeginden, daşky gurşawyň hapalanmagyndan we erginleriň ulanylmagy sebäpli zäherlenmäniň öňüni alyp biler.

Kationiki sellýuloza efiriniň ergini, Nýuton däl suwuklygyň aýratynlyklaryny görkezýär we gyrkymyň ýuka bolmagy häsiýetine eýe; erginiň köpçülikleýin konsentrasiýasy artdygyça, görünýän ýapyşyklygy ýokarlanýar; duz ergininiň belli bir konsentrasiýasynda,HEC görnüp duran ýapyşyklygy artmak we peselmek bilen ýokarlanýar. Şol gyrkym derejesinde, görünýän ýapyşykHEC CaCl2 çözgüt ulgamyndan has ýokaryHEC NaCl çözgüt ulgamynda.