Selüloz Eter Epoksi Reçine üzerinde

Atık pamuk ve talaş hammadde olarak kullanılır ve alkaliye hidrolize edilirselüloz eter% 18 alkali ve bir dizi katkı maddesinin etkisi altında. Daha sonra aşılama için epoksi reçine kullanın, epoksi reçine ve alkali elyafın molar oranı 0,5:1,0, reaksiyon sıcaklığı 100°C'dir.°C, reaksiyon süresi 5,0 saattir, katalizör dozajı %1'dir ve eterifikasyon aşılama oranı %32'dir. Elde edilen epoksi selüloz eter, iyi performansa sahip yeni bir kaplama ürününün sentezlenmesi için 0.6mol Cel-Ep ve 0.4mol CAB ile harmanlanmıştır. Ürün yapısı IR ile doğrulandı.

Anahtar kelimeler:selüloz eter; sentez; TAKSİ; kaplama özellikleri

Selüloz eter yoğunlaşması sonucu oluşan doğal bir polimerdir.β-glikoz. Selüloz yüksek derecede polimerizasyona, iyi derecede yönelime ve iyi kimyasal stabiliteye sahiptir. Selülozun kimyasal olarak işlenmesiyle (esterifikasyon veya eterifikasyon) elde edilebilir. Bir dizi selüloz türevi olan bu ürünler, plastiklerde, biyolojik olarak parçalanabilen öğle yemeği kutularında, üst düzey otomotiv kaplamalarında, otomobil parçalarında, baskı mürekkeplerinde, yapıştırıcılarda vb. yaygın olarak kullanılmaktadır. Şu anda, yeni modifiye edilmiş selüloz çeşitleri sürekli olarak ortaya çıkmakta ve uygulama alanları sürekli genişliyor, yavaş yavaş bir fiber endüstrisi sistemi oluşturuyor. Bu konu, talaş veya atık pamuğun sodalı su ile kısa elyaflara hidrolize edilmesi ve daha sonra kimyasal olarak aşılanması ve belgede bildirilmeyen yeni bir kaplama türü oluşturmak üzere değiştirilmesidir.

1. Deney

1.1 Reaktifler ve cihazlar

Atık pamuk (yıkanmış ve kurutulmuş), NaOH, 1,4-bütandiol, metanol, tiyoüre, üre, epoksi reçine, asetik anhidrit, bütirik asit, trikloroetan, formik asit, glioksal, tolüen, CAB, vb. (Saflık CP derecesindedir) . Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Nicolet Company tarafından üretilen Magna-IR 550 kızılötesi spektrometre, solvent tetrahidrofuran kaplamayla numunelerin hazırlanmasında kullanıldı. Weihai Xiangwei Kimya Makine Fabrikası tarafından üretilen Tu-4 viskozimetre, FVXD3-1 tipi sabit sıcaklıkta kendinden kontrollü elektrikli karıştırma reaksiyon kazanı; Shanghai Tianping Instrument Factory tarafından üretilen rotasyonel viskozimetre NDJ-7, Z-10MP5 tipi; moleküler ağırlık Ubbelohde viskozitesi ile ölçülür; Boya filminin hazırlanması ve testi ulusal standart GB-79'a göre yapılacaktır.

1.2 Reaksiyon prensibi

1.3 Sentez

Epoksi selülozun sentezi: Sabit sıcaklıkta, kendinden kontrollü elektrikli karıştırma reaktörüne 100 g kıyılmış pamuk elyafı ekleyin, bir oksidan ekleyin ve 10 dakika reaksiyona sokun, ardından %18 konsantrasyonlu bir sodalı su hazırlamak için alkol ve alkali ekleyin. Emdirme için A, B vb. hızlandırıcıları ekleyin. 12 saat boyunca vakum altında belirli bir sıcaklıkta reaksiyona sokun, filtreleyin, kurutun ve 50g alkalize selülozu tartın, bir bulamaç yapmak için karışık solvent ekleyin, katalizör ve spesifik moleküler ağırlığa sahip epoksi reçine ekleyin, 90~110°C'ye kadar ısıtın°Ceterifikasyon reaksiyonu için reaktanlar karışabilene kadar 4.0~ 6.0 saat. Fazla alkaliyi nötralize etmek ve uzaklaştırmak için formik asit ekleyin, sulu çözeltiyi ve çözücüyü ayırın, 80°C'de yıkayın.°Csodyum tuzunu çıkarmak için sıcak su ve daha sonra kullanmak üzere kurutun. İçsel viskozite bir Ubbelohde viskozimetresi ile ölçüldü ve viskozite-ortalama molekül ağırlığı literatüre göre hesaplandı.

Asetat bütil selüloz, literatürdeki yönteme göre hazırlanır, 57,2 g rafine pamuk tartılır, 55 g asetik anhidrit, 79 g bütirik asit, 9,5 g magnezyum asetat, 5,1 g sülfürik asit eklenir, çözücü olarak bütil asetat kullanılır ve reaksiyona sokulur. Belirli bir sıcaklıkta kalifiye oluncaya kadar, sodyum asetat eklenerek nötralize edilir, çökeltilir, süzülür, yıkanır, süzülür ve daha sonra kullanılmak üzere kurutulur. Cel-Ep'i alın, uygun miktarda CAB ve özel karışık solvent ekleyin, ısıtın ve tekdüze koyu bir sıvı oluşturmak için 0,5 saat karıştırın ve kaplama filmi hazırlama ve performans testi GB-79 yöntemini izleyin.

Selüloz asetatın esterleşme derecesinin belirlenmesi: önce selüloz asetatı dimetil sülfoksit içinde çözün, ölçülü miktarda alkali çözeltisi ekleyerek ısıtın ve hidrolize edin ve toplam alkali tüketimini hesaplamak için hidrolize çözeltiyi NaOH standart çözeltisiyle titre edin. Su içeriğinin belirlenmesi: Numuneyi 100~105°C sıcaklıktaki bir fırına yerleştirin.°C'de 0,2 saat kurumaya bırakın, tartın ve soğuduktan sonra su emilimini hesaplayın. Alkali emiliminin belirlenmesi: kantitatif bir numuneyi tartın, sıcak suda çözün, metil mor indikatörü ekleyin ve ardından 0,05mol/L H2SO4 ile titre edin. Genleşme derecesinin belirlenmesi: 50g numuneyi tartın, ezin ve dereceli bir tüpe koyun, elektrik titreşiminden sonra hacmi okuyun ve genleşme derecesini hesaplamak için bunu alkalinsiz selüloz tozunun hacmiyle karşılaştırın.

2. Sonuçlar ve tartışma

2.1 Alkali konsantrasyonu ile selülozun şişme derecesi arasındaki ilişki

Selülozun belirli bir konsantrasyondaki NaOH çözeltisi ile reaksiyonu, selülozun düzenli ve düzenli kristalleşmesini bozabilir ve selülozun şişmesine neden olabilir. Kostik suyunda ise polimerizasyon derecesini azaltan çeşitli bozunmalar meydana gelir. Deneyler, alkali konsantrasyonuyla birlikte selülozun şişme derecesinin ve alkali bağlama veya adsorpsiyon miktarının arttığını göstermektedir. Sıcaklığın artmasıyla hidroliz derecesi artar. Alkali konsantrasyonu %20'ye ulaştığında hidroliz derecesi t=100'de %6,8'dir.°C; t=135'te hidroliz derecesi %14'tür°C. Aynı zamanda deney, alkali %30'dan fazla olduğunda selüloz zincirinin kesilmesinin hidroliz derecesinin önemli ölçüde azaldığını göstermektedir. Alkali konsantrasyonu %18'e ulaştığında suyun adsorpsiyon kapasitesi ve şişme derecesi maksimuma ulaşır, konsantrasyon artmaya devam eder, keskin bir şekilde bir platoya düşer ve ardından sürekli olarak değişir. Aynı zamanda bu değişim sıcaklığın etkisine karşı da oldukça hassastır. Aynı alkali konsantrasyonu altında, sıcaklık düşük olduğunda (<20°C), selülozun şişme derecesi büyüktür ve suyun adsorpsiyon miktarı büyüktür; yüksek sıcaklıkta şişme derecesi ve su adsorpsiyon miktarı önemlidir. azaltmak.

Farklı su içeriğine ve alkali içeriğine sahip alkali lifler, literatüre uygun olarak X-ışını kırınım analiz yöntemiyle belirlendi. Gerçek operasyonda, selülozun şişme derecesini arttırmak amacıyla belirli bir reaksiyon sıcaklığını kontrol etmek için %18~%20 sodalı su kullanılır. Deneyler, 6 ila 12 saat süreyle ısıtılarak reaksiyona sokulan selülozun polar çözücüler içinde çözülebileceğini göstermektedir. Bu gerçeğe dayanarak yazar, selülozun çözünürlüğünün, kristal segmentindeki selüloz molekülleri arasındaki hidrojen bağı yıkımının derecesinde ve ardından molekül içi glikoz grupları C3-C2'nin hidrojen bağı yıkımının derecesinde belirleyici bir rol oynadığını düşünmektedir. Hidrojen bağının yıkım derecesi ne kadar büyük olursa, alkali lifin şişme derecesi de o kadar büyük olur ve hidrojen bağı tamamen yok edilir ve son hidrolizat suda çözünür bir maddedir.

2.2 Hızlandırıcının Etkisi

Selüloz alkalizasyonu sırasında yüksek kaynama noktalı alkolün eklenmesi reaksiyon sıcaklığını arttırabilir ve düşük alkol ve tiyoüre (veya üre) gibi az miktarda itici gazın eklenmesi selülozun nüfuz etmesini ve şişmesini büyük ölçüde destekleyebilir. Alkol konsantrasyonu arttıkça, selülozun alkali emilimi artar ve konsantrasyon %20 olduğunda ani bir değişim noktası oluşur; bu, monofonksiyonel alkolün selüloz moleküllerinin içine nüfuz ederek selülozla hidrojen bağları oluşturarak selülozu engellemesi olabilir. Moleküller Zincirler ve moleküler zincirler arasındaki hidrojen bağları düzensizliğin derecesini arttırır, yüzey alanını arttırır ve alkali adsorpsiyon miktarını arttırır. Ancak aynı koşullar altında ağaç talaşlarının alkali emilimi düşüktür ve eğri dalgalı bir şekilde değişir. Bu, alkolün nüfuzunu engelleyen, iyi su direnci ve alkali direncine sahip olan, büyük miktarda lignin içeren ağaç yongalarındaki düşük selüloz içeriğiyle ilgili olabilir.

2.3 Eterifikasyon

%1 B katalizörü ekleyin, farklı reaksiyon sıcaklıklarını kontrol edin ve epoksi reçine ve alkali fiber ile eterifikasyon modifikasyonunu gerçekleştirin. Eterifikasyon reaksiyonu aktivitesi 80°C'de düşüktür.°C. Cel'in aşılama oranı yalnızca %28'dir ve eterifikasyon aktivitesi 110°C'de neredeyse iki katına çıkar.°C. Çözücü gibi reaksiyon koşulları dikkate alındığında reaksiyon sıcaklığı 100°C'dir.°C'dedir ve reaksiyon süresi 2,5 saattir ve Cel'in aşılama oranı %41'e ulaşabilir. Ayrıca eterleşme reaksiyonunun başlangıç ​​aşamasında (<1.0 saat), alkali selüloz ve epoksi reçine arasındaki heterojen reaksiyon nedeniyle aşılama hızı düşüktür. Cel eterleşme derecesinin artmasıyla yavaş yavaş homojen bir reaksiyona dönüşür, böylece reaksiyon aktivitesi keskin bir şekilde arttı ve aşılama hızı arttı.

2.4 Cel aşılama hızı ile çözünürlük arasındaki ilişki

Deneyler, epoksi reçinenin alkali selülozla aşılanmasından sonra ürün viskozitesi, yapışma, suya dayanıklılık ve termal stabilite gibi fiziksel özelliklerin önemli ölçüde geliştirilebileceğini göstermiştir. Çözünürlük testi Cel aşılama oranı <%40 olan ürün, düşük alkol-ester, alkid reçinesi, poliakrilik asit reçinesi, akrilik pimarik asit ve diğer reçinelerde çözülebilir. Cel-Ep reçinesinin bariz çözündürücü etkisi vardır.

Kaplama filmi testiyle birleştirildiğinde, %32~%42 aşılama oranına sahip karışımlar genellikle daha iyi uyumluluğa sahiptir ve <%30 aşılama oranına sahip karışımlar zayıf uyumluluğa ve kaplama filminin düşük parlaklığına sahiptir; aşılama oranı %42'den yüksek olduğunda kaplama filminin kaynar su direnci, alkol direnci ve polar organik solvent direnci azalır. Malzeme uyumluluğunu ve kaplama performansını geliştirmek amacıyla yazar, Cel-Ep ve CAB'nin bir arada varlığını desteklemek üzere daha fazla çözündürmek ve değiştirmek amacıyla Tablo 1'deki formüle göre CAB ekledi. Karışım yaklaşık olarak homojen bir sistem oluşturur. Karışımın bileşim arayüz kalınlığı çok ince olma eğilimindedir ve nano hücre halinde olmaya çalışır.

2.5 Cel Arasındaki İlişki—Ep/CAB karışım oranı ve fiziksel özellikler

CAB ile harmanlamak için Cel-Ep'in kullanıldığı kaplama testi sonuçları, selüloz asetatın malzemenin kaplama özelliklerini, özellikle de kuruma hızını önemli ölçüde artırabildiğini göstermektedir. Cel-Ep'in saf bileşeninin oda sıcaklığında kuruması zordur. CAB eklendikten sonra, iki malzemenin belirgin bir performans tamamlayıcılığı vardır.

2.6 FTIR spektrum tespiti

3. Sonuç

(1) Pamuk selülozu 80°C'de şişebilir°C >%18 konsantre alkali ve bir dizi katkı maddesi ile reaksiyon sıcaklığını arttırır, reaksiyon süresini uzatır, tamamen hidrolize olana kadar şişme ve bozunma derecesini arttırır.

(2) Eterifikasyon reaksiyonu, Cel-Ep molar besleme oranı 2, reaksiyon sıcaklığı 100°C'dir°C, süre 5 saattir, katalizör dozajı %1'dir ve eterifikasyon aşılama oranı %32~%42'ye ulaşabilir.

(3) Harmanlama modifikasyonu, Cel-Ep:CAB=3:2 molar oranı olduğunda sentezlenen ürünün performansı iyidir, ancak saf Cel-Ep kaplama olarak kullanılamaz, yalnızca yapıştırıcı olarak kullanılabilir.