Cellеллюлоза эфиры эпокси резинасында

Калдык мамык һәм эремчек чимал буларак кулланыла, һәм эшкәртүгә гидролизацияләнәцеллюлоза эфиры18% алкалы һәм өстәмәләр сериясе астында. Аннары прививка өчен эпокси резинаны кулланыгыз, эпокси резинаның һәм эшкәртү җепселенең моляр катнашлыгы 0,5: 1,0, реакция температурасы 100°С, реакция вакыты - 5.0с, катализатор дозасы - 1%, эфирлаштыру прививкасы - 32%. Алынган эпокси целлюлоза эфиры 0,6мол Cel-Ep һәм 0,4мол CAB белән кушылган, яңа каплау продуктын синтезлау өчен. Продукция структурасы IR белән расланды.

Төп сүзләр:целлюлоза эфиры; синтез; CAB; каплау үзлекләре

Cellеллюлоза эфир конденсациядән барлыкка килгән табигый полимерβ- глюкоза. Cellеллюлозаның полимеризация дәрәҗәсе, яхшы ориентация һәм яхшы химик тотрыклылыгы бар. Аны целлюлозаны химик дәвалау (эстерификация яки эфирлаштыру) ярдәмендә алырга мөмкин. Cellеллюлоза туемнары сериясе, бу продуктлар пластмассада, биодеградланган төшке тартмаларда, югары автомобиль каплагычларында, автомобиль детальләре, полиграфия, ябыштыргыч һ.б. киң кулланыла, хәзерге вакытта яңа үзгәртелгән целлюлоза сортлары даими барлыкка килә, һәм куллану кырлары гел киңәя, әкренләп җепсел сәнәгате системасын формалаштыра. Бу тема - пычрак яки калдыклы мамыкны кыска җепселләргә буяу белән гидролизацияләү, аннары химик яктан прививка ясау һәм документта хәбәр ителмәгән яңа төр каплау өчен үзгәртү.

1. Эксперимент

1.1 Реагентлар һәм кораллар

Калдык мамык (юылган һәм киптерелгән), NaOH, 1,4-бутанедиол, метанол, тиурея, карбамид, эпокси резин, сирик ангидрид, бутир кислотасы, трихлороетан, форм кислотасы, гликоксал, толуен, CAB һ.б. (Чисталык - СП дәрәҗәсе) . АКШның Николет компаниясе җитештергән Magna-IR 550 инфра-кызыл спектрометр үрнәкләрне эретүче тетрахидрофуран каплау ярдәмендә әзерләү өчен кулланылды. Tu-4 вискометры, FVXD3-1 типтагы температура үз-үзен контрольдә тотучы электр чәйнәү реакциясе чәйнек, Вейхай Сянвей химия техникасы фабрикасы җитештергән; әйләнүче вискометр NDJ-7, Z-10MP5 тибы, Шанхай Тяньпин инструменты фабрикасы җитештергән; молекуляр авырлык Ubbelohde ябышлыгы белән үлчәнә; Буяу пленкасын әзерләү һәм сынау GB-79 милли стандарты нигезендә алып барыла.

1.2 Реакция принцибы

1.3 Синтез

Эпокси целлюлоза синтезы: 100 г вакланган мамык җепселен даими температурада үз-үзен контрольдә тотучы электр реакторына кушыгыз, оксидант кушыгыз һәм 10 минут реакцияләгез, аннары спирт һәм алкалы кушыгыз, 18% концентрацияле буяу. Импрегинация өчен А, В һ.б. тизләткечләр өстәгез. Вакуум астында билгеле бер температурада 12 сәгать реакцияләгез, фильтрлагыз, киптерегез һәм 50 г эшкәртүле целлюлозаны үлчәгез, эретү өчен катнаш эретүче кушыгыз, билгеле молекуляр авырлыктагы катализатор һәм эпокси резинаны кушыгыз, 90 ~ 110 га кадәр җылытыгыз.℃эфирлаштыру реакциясе өчен 4.0 ~ 6.0с реакторлар начар булганчы. Артык эшкәртүне нейтральләштерү һәм бетерү өчен, формаль кислотаны кушыгыз, су эремәсен һәм эретүчене аерыгыз, 80 белән юыгыз℃натрий тозын чыгару өчен кайнар су, соңрак куллану өчен коры. Эчке ябышлык Ubbelohde вискометры белән үлчәнде һәм ябышлык-уртача молекуляр авырлык әдәбият буенча исәпләнде.

Ацетат бутил целлюлозасы әдәбият ысулы буенча әзерләнгән, авырлыгы 57,2г чистартылган мамык, 55г сирик ангидрид, 79г бутир кислотасы, 9,5г магний асетат, 5,1г күкерт кислотасы, бутил asetatны эретүче итеп кулланыгыз, реакциядә квалификацияләнгәнче билгеле бер температура, натрий ацетат кушып нейтральләштерелгән, явым-төшемле, фильтрланган, юылган, фильтрланган һәм соңрак куллану өчен киптерелгән. Cel-Ep алыгыз, тиешле күләмдә CAB һәм махсус катнаш эретүче кушыгыз, җылытып, 0,5 сәгатькә куегыз, бердәм калын сыеклык барлыкка китерегез, һәм каплау фильмын әзерләү һәм башкару тесты GB-79 ысулы буенча бара.

Cellеллюлоза ацетатының эстерификация дәрәҗәсен билгеләү: башта диметил сульфоксидында целлюлоза ацетатын эретегез, җылылык һәм гидролизга күп күләмдә алкалы эремәсе кушыгыз, һәм гидролизацияләнгән эремәне NaOH стандарт эремәсе белән титрлагыз. Суның эчтәлеген билгеләү: ampleрнәкне 100 ~ 105 мичкә урнаштырыгыз°С 0,2 сәгатькә киптерергә, суытканнан соң су сеңдерүне үлчәү һәм исәпләү. Алкалы үзләштерүне билгеләү: санлы үрнәкне үлчәгез, аны кайнар суда эретегез, метил кызгылт индикатор кушыгыз, аннары 0.05mol / L H2SO4 белән титрлагыз. Зурайту дәрәҗәсен билгеләү: 50г үрнәкне үлчәгез, аны ватып, тәмамланган трубага салыгыз, электр тибрәнүеннән соң тавышны укыгыз, һәм киңәйтү дәрәҗәсен исәпләү өчен аны калкалмаган целлюлоза порошогы белән чагыштырыгыз.

2. Нәтиҗә һәм фикер алышу

2.1 Алкал концентрациясе һәм целлюлоза шешү дәрәҗәсе арасындагы бәйләнеш

NaOH эремәсенең билгеле концентрациясе булган целлюлозаның реакциясе целлюлозаның даими һәм тәртипле кристаллашуын юкка чыгарырга һәм целлюлозаны шешергә мөмкин. Lәм полимеризация дәрәҗәсен киметеп, лайда төрле деградацияләр була. Тикшеренүләр күрсәткәнчә, целлюлозаның шешү дәрәҗәсе һәм алкалы концентрациясе белән алкалы бәйләү яки adsorption күләме арта. Гидролиз дәрәҗәсе температураның артуы белән арта. Кычыткан концентрациясе 20% ка җиткәч, гидролиз дәрәҗәсе 6,8% t = 100 тәшкил итә°С; гидролиз дәрәҗәсе 14% тәшкил итә t = 135°C. Шул ук вакытта, эксперимент шуны күрсәтә: эшкәртү 30% тан артык булганда, целлюлоза чылбырының гидролиз дәрәҗәсе сизелерлек кими. Кычыткан концентрациясе 18% ка җиткәч, adsorption сыйдырышлыгы һәм су шешү дәрәҗәсе максималь, концентрация артуны дәвам итә, платога кискен төшә, аннары тотрыклы үзгәрә. Шул ук вакытта, бу үзгәреш температураның йогынтысына бик сизгер. Шул ук эшкәртү концентрациясе астында, температура түбән булганда (<20°В), целлюлозаның шешү дәрәҗәсе зур, һәм суның adsorbsion күләме зур; югары температурада шешү дәрәҗәсе һәм су сеңдерү күләме зур. киметү.

Төрле су эчтәлеге һәм алкалы эчтәлеге булган алкалы җепселләре әдәбият буенча рентген дифракция анализлау ысулы белән билгеләнде. Фактта эшләгәндә, целлюлозаның шешү дәрәҗәсен күтәрү өчен билгеле реакция температурасын контрольдә тоту өчен 18% ~ 20% лай кулланыла. Тикшеренүләр күрсәткәнчә, 6 ~ 12 сәгать җылыту белән реакцияләнгән целлюлоза поляр эреткечләрдә эри ала. Бу фактка нигезләнеп, автор кристалл сегментындагы целлюлоза молекулалары арасында водород бәйләнешенең юкка чыгу дәрәҗәсендә хәлиткеч роль уйный, аннары C3-C2 эчендәге глюкоза группаларының водород бәйләнеше юкка чыга. Водород бәйләнешенең юк итү дәрәҗәсе никадәр зур булса, эшкәртү җепселенең шешү дәрәҗәсе шулкадәр зур, һәм водород бәйләнеше тулысынча җимерелә, һәм соңгы гидролизат - суда эри торган матдә.

2.2 Тизләткечнең эффекты

Cellеллюлоза эшкәртү вакытында югары кайнап торган спирт өстәү реакция температурасын арттырырга мөмкин, һәм аз алкоголь һәм тиурея (яки карбамид) кебек аз күләмле пропеллант өстәү целлюлозаның үтеп керүенә һәм шешүенә зур ярдәм итә ала. Алкоголь концентрациясе арта барган саен, целлюлозаның эшкәртү үзләштерүе арта, һәм концентрация 20% булганда кинәт үзгәрү ноктасы барлыкка килә, монофункциональ спирт целлюлоза молекулаларына үтеп, целлюлоза белән водород бәйләнешен барлыкка китерергә мөмкин. молекулалар Чылбырлар һәм молекуляр чылбырлар арасындагы водород бәйләнешләре тәртип бозу дәрәҗәсен күтәрәләр, өслек мәйданын арттыралар, һәм алкалы adsorption күләмен арттыралар. Ләкин, шул ук шартларда, агач фишкаларның эшкәртү үзләштерүе түбән, ә кәкре үзгәрүчән хәлдә үзгәрә. Бу агач чиплардагы целлюлозаның аз булуы белән бәйле булырга мөмкин, анда күп күләмдә лигнин бар, ул спиртлы эчемлекләргә үтеп керә, суга яхшы каршы тора һәм эшкәртүгә каршы тора.

2.3 Эфирлаштыру

1% В катализаторын өстәгез, төрле реакция температураларын контрольдә тотыгыз, эпокси резин һәм эшкәртү җепселләре белән эфирлаштыру модификациясен эшләгез. Эфирлаштыру реакциясе активлыгы 80дә түбән°C. Селның прививка дәрәҗәсе 28% тәшкил итә, һәм эфирлаштыру активлыгы 110га икеләтә диярлек°C. Эретүче кебек реакция шартларын исәпкә алып, реакция температурасы 100°С, һәм реакция вакыты 2,5 сәгать, һәм Сел прививка тизлеге 41% ка җитә ала. Моннан тыш, эфирлаштыру реакциясенең башлангыч этабында (<1,0с), алкалы целлюлозасы һәм эпокси резиналар арасындагы гетероген реакция аркасында, прививка дәрәҗәсе түбән. Сел эфирлаштыру дәрәҗәсенең артуы белән ул әкренләп бертөрле реакциягә әверелә, шуңа күрә реакция Активлык кискен артты, прививка дәрәҗәсе артты.

2.4 Сел прививкасы һәм эретүчәнлек арасындагы бәйләнеш

Тикшеренүләр күрсәткәнчә, эпокси резинаны эшкәртү целлюлозасы белән бәйләгәннән соң, продуктның ябышлыгы, ябышуы, суга чыдамлыгы, җылылык тотрыклылыгы кебек физик үзлекләр сизелерлек яхшырырга мөмкин. Эретүчәнлек сынавы Сел прививка ставкасы булган продукт түбән спиртлы эфирда, алкид резинасында, полиакрил кислотасы резинасында, акрил пимар кислотасы һәм башка резиналарда эретелергә мөмкин. Cel-Ep резинасы ачык эреткеч эффектка ия.

Каплау пленкасы тесты белән берлектә, прививка ставкасы 32% ~ 42% булган кушылмалар, гадәттә, яхшырак яраклаша, һәм прививка ставкасы <30% белән туры килми, каплау фильмының түбән ялтыравыклары бар; прививка ставкасы 42% тан югарырак, кайнап торган суга каршы тору, спиртлы эчемлекләр, каплау пленкасының поляр органик эретүчәнлеге кими. Материаль яраклашуны һәм каплауны яхшырту өчен, автор Cel-Ep һәм CABның бергә яшәвен алга этәрү өчен үзгәртү һәм үзгәртү өчен 1 таблицада формула буенча CAB өстәде. Бу катнашма якынча бер тигез система формалаштыра. Композиция интерфейсының калынлыгы бик нечкә булырга һәм нано-күзәнәкләр хәлендә булырга тырыша.

2.5 Сел арасындагы мөнәсәбәт-Ep / CAB кушылу коэффициенты һәм физик үзлекләр

CAB белән кушылу өчен Cel-Ep кулланып, каплау сынау нәтиҗәләре шуны күрсәтә: целлюлоза асетат материалның каплау үзлекләрен, аеруча киптерү тизлеген сизелерлек яхшырта ала. Cel-Epның саф компонентын бүлмә температурасында киптерү кыен. CAB өстәгәннән соң, ике материал ачык күрсәткеч тулылыгына ия.

2.6 FTIR спектрын ачыклау

3. Йомгаклау

(1) Пахта целлюлозасы 80 яшендә шешергә мөмкин°С> 18% концентрацияләнгән алкалы һәм өстәмәләр белән, реакция температурасын күтәрә, реакция вакытын озайта, шешү һәм деградация дәрәҗәсен арттыра, ул тулысынча гидролизацияләнгәнче.

(2) Этерификация реакциясе, Cel-Ep моляр азык коэффициенты 2, реакция температурасы 100°С, вакыт 5с, катализатор дозасы 1%, һәм эфирлаштыру прививкасы 32% ~ 42% ка җитә ала.

.