Cellulose Eteri lori Epoxy Resini

Owu egbin ati sawdust ti wa ni lilo bi awọn ohun elo aise, ati pe wọn jẹ hydrolyzed sinu alkaliether celluloselabẹ iṣẹ ti 18% alkali ati lẹsẹsẹ awọn afikun. Lẹhinna lo resini iposii fun grafting, ipin molar ti resini iposii ati okun alkali jẹ 0.5: 1.0, iwọn otutu iṣesi jẹ 100°C, akoko ifaseyin jẹ 5.0h, iwọn lilo ayase jẹ 1%, ati oṣuwọn grafting etherification jẹ 32%. Eteri cellulose epoxy ti o gba ti wa ni idapọ pẹlu 0.6mol Cel-Ep ati 0.4mol CAB lati ṣepọ ọja tuntun ti a bo pẹlu iṣẹ to dara. Ilana ọja naa ni idaniloju pẹlu IR.

Awọn ọrọ pataki:ether cellulose; iṣelọpọ; CAB; ti a bo-ini

Cellulose ether ni a adayeba polima, eyi ti o ti akoso nipa condensation tiβ-glukosi. Cellulose ni iwọn giga ti polymerization, iwọn iṣalaye ti o dara, ati iduroṣinṣin kemikali to dara. O le ṣee gba nipasẹ ṣiṣe itọju kemikali cellulose (esterification tabi etherification). Awọn itọsẹ ti awọn itọsẹ cellulose, awọn ọja wọnyi ni lilo pupọ ni awọn pilasitik, awọn apoti ọsan biodegradable, awọn ohun elo ọkọ ayọkẹlẹ giga-giga, awọn ẹya adaṣe, awọn inki titẹ sita, awọn adhesives, bbl Ni lọwọlọwọ, awọn oriṣiriṣi cellulose ti a tunṣe ti n yọ jade nigbagbogbo, ati awọn aaye ohun elo jẹ nigbagbogbo faagun, maa n ṣe eto ile-iṣẹ okun kan. Koko-ọrọ yii ni lati lo sawdust tabi egbin owu lati jẹ hydrolyzed sinu awọn okun kukuru nipasẹ lye, ati lẹhinna tirun kemikali ati ṣe atunṣe lati ṣe iru awọ tuntun ti a ko ti royin ninu iwe-ipamọ naa.

1. Idanwo

1.1 Reagents ati ohun elo

Owu egbin (fọ ati gbigbe), NaOH, 1,4-butanediol, methanol, thiourea, urea, resini epoxy, acetic anhydride, butyric acid, trichloroethane, formic acid, glioxal, toluene, CAB, ati bẹbẹ lọ (Purity is CP grade) . Magna-IR 550 infurarẹẹdi spectrometer ti a ṣe nipasẹ Ile-iṣẹ Nicolet ti Amẹrika ni a lo lati ṣeto awọn ayẹwo nipasẹ epo tetrahydrofuran epo. Tu-4 viscometer, FVXD3-1 Iru ibakan otutu ara-dari ina saropo lenu Kettle, yi ni Weihai Xiangwei Kemikali Machinery Factory; viscometer iyipo NDJ-7, iru Z-10MP5, ti a ṣe nipasẹ Shanghai Tianping Instrument Factory; iwuwo molikula jẹ iwọn nipasẹ Ubbelohde viscosity; Igbaradi ati idanwo ti fiimu kikun yoo ṣee ṣe ni ibamu si boṣewa GB-79 ti orilẹ-ede.

1.2 ifaseyin opo

1.3 Akopọ

Kolaginni ti epoxy cellulose: Fi 100g ti ge owu okun si kan ibakan otutu ara-dari ina saropo riakito, fi ohun oxidant ati ki o fesi fun 10 iṣẹju, ki o si fi oti ati alkali lati ṣe kan lye pẹlu kan fojusi ti 18%. Fi accelerators A, B, ati be be lo fun impregnation. Fesi ni iwọn otutu kan labẹ igbale fun awọn wakati 12, àlẹmọ, gbẹ ati iwuwo 50g ti cellulose alkalized, ṣafikun epo adalu lati ṣe slurry, ṣafikun ayase ati resini iposii pẹlu iwuwo molikula kan pato, ooru to 90 ~ 110℃fun etherification lenu 4.0 ~ 6.0h titi ti reactants wa ni miscible. Ṣafikun formic acid lati yomi ati yọkuro alkali pupọ, ya sọtọ ojutu olomi ati epo, wẹ pẹlu 80℃omi gbigbona lati yọ iyọ iṣuu soda kuro, ki o si gbẹ fun lilo nigbamii. A ṣe iwọn iki inu inu pẹlu viscometer Ubbelohde ati iwuwo molikula aropin viscosity ni ibamu si awọn iwe-iwe.

Acetate butyl cellulose ti wa ni pese sile ni ibamu si awọn litireso ọna, wọn 57.2g ti refaini owu, fi 55g acetic anhydride, 79g ti butyric acid, 9.5g ti magnẹsia acetate, 5.1g ti sulfuric acid, lo butyl acetate bi epo, ati fesi ni iwọn otutu kan titi ti o yẹ , didoju nipasẹ fifi iṣuu soda acetate kun, precipitated, filtered, fo, filtered, and gbígbẹ fun lilo nigbamii. Mu Cel-Ep, ṣafikun iye ti o yẹ ti CAB ati epo idapọmọra pato, gbona ati aruwo fun 0.5h lati ṣe omi ti o nipọn aṣọ kan, ati igbaradi fiimu ti a bo ati idanwo iṣẹ tẹle ọna GB-79.

Ipinnu ti iwọn esterification ti acetate cellulose: akọkọ tu acetate cellulose ni dimethyl sulfoxide, ṣafikun iye metered ti ojutu alkali si ooru ati hydrolyze, ati titrate ojutu hydrolyzed pẹlu ojutu boṣewa NaOH lati ṣe iṣiro agbara lapapọ ti alkali. Ipinnu ti akoonu omi: Fi ayẹwo sinu adiro ni 100 ~ 105°C lati gbẹ fun 0.2h, wọn ati ṣe iṣiro gbigba omi lẹhin itutu agbaiye. Ipinnu gbigba alkali: ṣe iwọn ayẹwo iwọn, tu sinu omi gbona, ṣafikun itọka aro methyl, lẹhinna titrate pẹlu 0.05mol/L H2SO4. Ipinnu ti iwọn imugboroja: Ṣe iwọn ayẹwo 50g, fifun parẹ ki o fi sinu tube ti o pari, ka iwọn didun lẹhin gbigbọn ina, ki o ṣe afiwe pẹlu iwọn didun ti lulú cellulose ti ko ni ipilẹ lati ṣe iṣiro iwọn imugboroja naa.

2. Awọn esi ati ijiroro

2.1 Ibasepo laarin ifọkansi alkali ati iwọn wiwu cellulose

Idahun ti cellulose pẹlu ifọkansi kan ti ojutu NaOH le run deede ati ilana crystallization ti cellulose ati ki o jẹ ki cellulose wú. Ati awọn ibajẹ oriṣiriṣi waye ni lye, idinku iwọn ti polymerization. Awọn idanwo fihan pe iwọn wiwu ti cellulose ati iye abuda alkali tabi adsorption pọ si pẹlu ifọkansi ti alkali. Iwọn hydrolysis pọ si pẹlu ilosoke ti iwọn otutu. Nigbati ifọkansi alkali ba de 20%, iwọn hydrolysis jẹ 6.8% ni t = 100.°C; Iwọn hydrolysis jẹ 14% ni t=135°C. Ni akoko kanna, awọn ṣàdánwò fihan wipe nigbati awọn alkali jẹ diẹ sii ju 30%, awọn ìyí ti hydrolysis ti cellulose pq scission ti wa ni significantly dinku. Nigbati ifọkansi alkali ba de 18%, agbara adsorption ati iwọn wiwu ti omi jẹ eyiti o pọ julọ, ifọkansi naa tẹsiwaju lati pọ si, ṣubu ni kiakia si pẹtẹlẹ, ati lẹhinna yipada ni imurasilẹ. Ni akoko kanna, iyipada yii jẹ itara pupọ si ipa ti iwọn otutu. Labẹ ifọkansi alkali kanna, nigbati iwọn otutu ba lọ silẹ (<20°C), iwọn wiwu ti cellulose tobi, ati iye adsorption ti omi tobi; ni iwọn otutu giga, iwọn wiwu ati iye adsorption omi jẹ pataki. dinku.

Awọn okun alkali pẹlu oriṣiriṣi akoonu omi ati akoonu alkali ni a pinnu nipasẹ ọna itupalẹ diffraction X-ray ni ibamu si awọn iwe-iwe. Ni isẹ gangan, 18% ~ 20% lye ni a lo lati ṣakoso iwọn otutu iṣesi kan lati mu iwọn wiwu ti cellulose pọ si. Awọn idanwo fihan pe cellulose ti o ṣe atunṣe nipasẹ alapapo fun 6 ~ 12h le ti wa ni tituka ni pola epo. Da lori otitọ yii, onkọwe ro pe solubility ti cellulose ṣe ipa ipinnu ni iwọn ti iparun mnu hydrogen laarin awọn ohun elo cellulose ni apakan crystalline, atẹle nipa iwọn ti iparun mnu hydrogen ti awọn ẹgbẹ glukosi intramolecular C3-C2. Ti o tobi ìyí ti hydrogen mnu iparun, ti o tobi awọn wiwu ìyí ti awọn alkali okun, ati awọn hydrogen mnu ti wa ni run patapata, ati ik hydrolyzate ni a omi-tiotuka nkan na.

2.2 Ipa ti imuyara

Ṣafikun ọti-mimu-giga lakoko alkalization cellulose le mu iwọn otutu ifa pọ si, ati fifi iye kekere ti propellant bii ọti kekere ati thiourea (tabi urea) le ṣe igbega nla si ilaluja ati wiwu ti cellulose. Bi ifọkansi ti oti n pọ si, gbigba alkali ti cellulose n pọ si, ati pe aaye iyipada lojiji wa nigbati ifọkansi jẹ 20%, eyiti o le jẹ pe ọti-waini monofunctional wọ inu awọn ohun elo sẹẹli lati dagba awọn ifunmọ hydrogen pẹlu cellulose, ni idilọwọ cellulose. awọn moleku Awọn ifunmọ hydrogen laarin awọn ẹwọn ati awọn ẹwọn molikula mu iwọn rudurudu pọ si, mu agbegbe dada pọ si, ati alekun iye adsorption alkali. Bibẹẹkọ, labẹ awọn ipo kanna, gbigba alkali ti awọn eerun igi jẹ kekere, ati awọn iyipada ti tẹ ni ipo iyipada. O le jẹ ibatan si akoonu kekere ti cellulose ninu awọn eerun igi, eyiti o ni iye nla ti lignin, eyiti o ṣe idiwọ ijẹmọ ọti-lile, ati pe o ni aabo omi to dara ati resistance alkali.

2.3 Etherification

Ṣafikun ayase 1% B, ṣakoso awọn iwọn otutu ti o yatọ, ati ṣe iyipada etherification pẹlu resini iposii ati okun alkali. Iṣẹ iṣe ifasilẹ etherification jẹ kekere ni 80°C. Oṣuwọn grafting ti Cel jẹ 28% nikan, ati pe iṣẹ etherification ti fẹrẹ ilọpo meji ni 110°C. Ṣiyesi awọn ipo ifasẹyin gẹgẹbi epo, iwọn otutu ifasẹ jẹ 100°C, ati akoko ifarahan jẹ 2.5h, ati pe oṣuwọn grafting ti Cel le de ọdọ 41%. Ni afikun, ni ipele ibẹrẹ ti iṣesi etherification (<1.0h), nitori iṣesi orisirisi laarin cellulose alkali ati resini epoxy, oṣuwọn grafting jẹ kekere. Pẹlu ilosoke ti iwọn etherification Cel, o maa n yipada si iṣesi isokan, nitorinaa iṣesi naa pọ si ni didasilẹ, ati oṣuwọn grafting pọ si.

2.4 Ibasepo laarin Cel grafting oṣuwọn ati solubility

Awọn adanwo ti fihan pe lẹhin jijẹ resini iposii pẹlu cellulose alkali, awọn ohun-ini ti ara gẹgẹbi iki ọja, adhesion, resistance omi, ati iduroṣinṣin gbona le ni ilọsiwaju ni pataki. Idanwo solubility Ọja pẹlu Celal grafting oṣuwọn <40% le ti wa ni tituka ni kekere oti-ester, alkyd resini, polyacrylic acid resini, akiriliki pimaric acid ati awọn miiran resini. Resini Cel-Ep ni ipa solubilizing kedere.

Ni idapọ pẹlu idanwo fiimu ti a bo, awọn idapọ pẹlu oṣuwọn grafting ti 32% ~ 42% ni gbogbogbo ni ibamu ti o dara julọ, ati awọn idapọ pẹlu oṣuwọn grafting ti <30% ni ibamu ti ko dara ati didan kekere ti fiimu ti a bo; awọn grafting oṣuwọn jẹ ti o ga ju 42%, awọn farabale omi resistance, oti resistance, ati pola Organic epo resistance ti awọn ti a bo fiimu ti wa ni dinku. Lati le ṣe ilọsiwaju ibaramu ohun elo ati iṣẹ ti a bo, onkọwe ṣafikun CAB ni ibamu si agbekalẹ ni Table 1 lati tun solubilize siwaju ati yipada lati ṣe igbelaruge ibagbepo ti Cel-Ep ati CAB. Adalu naa ṣe eto isunmọ isunmọ. Awọn sisanra ni wiwo tiwqn ti parapo duro lati wa ni tinrin pupọ ati ki o gbiyanju lati wa ni ipo ti nano-ẹyin.

2.5 Ibasepo laarin Cel-Ipin idapọ Ep/CAB ati awọn ohun-ini ti ara

Lilo Cel-Ep lati dapọ pẹlu CAB, awọn abajade idanwo ti a bo fihan pe acetate cellulose le ṣe ilọsiwaju awọn ohun-ini ti a bo ti ohun elo, paapaa iyara gbigbe. Ẹya mimọ ti Cel-Ep jẹ soro lati gbẹ ni iwọn otutu yara. Lẹhin fifi CAB kun, awọn ohun elo mejeeji ni ibaramu iṣẹ ṣiṣe ti o han gbangba.

2.6 FTIR julọ.Oniranran erin

3. Ipari

(1) Owu cellulose le wú ni 80°C pẹlu> 18% alkali ogidi ati lẹsẹsẹ ti awọn afikun, mu iwọn otutu ti ifasẹyin pọ si, fa akoko ifarabalẹ pọ si, mu iwọn wiwu ati ibajẹ titi yoo fi jẹ hydrolyzed patapata.

(2) Idahun etherification, ipin ifunni Cel-Ep molar jẹ 2, iwọn otutu ifaseyin jẹ 100°C, akoko naa jẹ 5h, iwọn lilo ayase jẹ 1%, ati oṣuwọn etherification grafting le de ọdọ 32% ~ 42%.

(3) Iyipada idapọmọra, nigbati ipin molar ti Cel-Ep: CAB = 3: 2, iṣẹ iṣelọpọ ti ọja dara, ṣugbọn Cel-Ep mimọ ko ṣee lo bi ibora, nikan bi alemora.