Kini awọn itọsẹ cellulose?

Awọn itọsẹ Cellulose jẹ iṣelọpọ nipasẹ esterification tabi etherification ti awọn ẹgbẹ hydroxyl ni awọn polima cellulose pẹlu awọn reagents kemikali. Ni ibamu si awọn abuda igbekale ti awọn ọja ifaseyin, awọn itọsẹ cellulose le pin si awọn ẹka mẹta: cellulose ethers, cellulose esters, ati cellulose ether esters. Awọn esters cellulose ti a lo ni iṣowo gangan ni: cellulose nitrate, cellulose acetate, cellulose acetate butyrate ati cellulose xanthate. Awọn ethers cellulose pẹlu: methyl cellulose, carboxymethyl cellulose, ethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, cyanoethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose ati hydroxypropyl methyl cellulose. Ni afikun, awọn itọsẹ adalu ester ether wa.

Awọn ohun-ini ati awọn lilo Nipasẹ yiyan ti aropo awọn reagents ati apẹrẹ ilana, ọja naa le ni tituka ninu omi, ojutu alkali dilute tabi ohun elo Organic, tabi ni awọn ohun-ini thermoplastic, ati pe o le ṣee lo lati ṣe awọn okun kemikali, awọn fiimu, awọn ipilẹ fiimu, awọn pilasitik, insulating awọn ohun elo, awọn aṣọ, slurry, dispersant polymeric, awọn afikun ounjẹ ati awọn ọja kemikali ojoojumọ. Awọn ohun-ini ti awọn itọsẹ cellulose jẹ ibatan si iseda ti awọn aropo, iwọn DS ti awọn ẹgbẹ hydroxyl mẹta lori ẹgbẹ glukosi ti wa ni rọpo, ati pinpin awọn aropo lẹgbẹẹ pq macromolecular. Nitori aileto ti iṣesi, ayafi fun ọja ti o rọpo ni iṣọkan nigbati gbogbo awọn ẹgbẹ hydroxyl mẹta ti rọpo (DS jẹ 3), ni awọn igba miiran (idahun isokan tabi iṣesi oriṣiriṣi), awọn ipo iyipada oriṣiriṣi mẹta atẹle ni a gba: Awọn ọja ti o dapọ pẹlu Awọn ẹgbẹ glucosyl ti ko ni iyipada: ① monosubstituted (DS jẹ 1, C, C tabi ipo C ti rọpo, ilana agbekalẹ wo cellulose); ② dipo (DS jẹ 2, C, C, C, C Tabi C, awọn ipo C ti rọpo); ③ iyipada ni kikun (DS jẹ 3). Nitorinaa, awọn ohun-ini ti itọsẹ cellulose kanna pẹlu iye aropo kanna le tun yatọ pupọ. Fun apẹẹrẹ, cellulose diacetate taara esterified si a DS ti 2 ni insoluble ni acetone, ṣugbọn cellulose diacetate gba nipa saponification ti ni kikun esterified cellulose triacetate le ti wa ni tituka patapata ni acetone. Iyipada iyatọ ti aropo jẹ ibatan si awọn ofin ipilẹ ti ester cellulose ati awọn aati etherification.

Ofin ipilẹ ti esterification cellulose ati ifaseyin etherification ninu moleku cellulose, awọn ipo ti awọn ẹgbẹ hydroxyl mẹta ninu ẹgbẹ glukosi yatọ, ati ipa ti awọn aropo ti o wa nitosi ati idena sita tun yatọ. Awọn acidity ojulumo ati iwọn iyapa ti awọn ẹgbẹ hydroxyl mẹta jẹ: C>C>C. Nigbati iṣesi etherification ba waye ni alabọde ipilẹ, ẹgbẹ C hydroxyl fesi ni akọkọ, lẹhinna ẹgbẹ C hydroxyl, ati nikẹhin ẹgbẹ C akọkọ hydroxyl. Nigbati iṣesi esterification ti ṣe ni alabọde ekikan, iṣoro ti iṣesi ti ẹgbẹ hydroxyl kọọkan jẹ idakeji si aṣẹ ti ifaseyin etherification. Nigbati o ba n fesi pẹlu isọdọtun aropo pupọ, ipa idiwọ sitẹriiki ni ipa pataki, ati pe ẹgbẹ C hydroxyl pẹlu ipa idiwo sitẹriki kekere rọrun lati fesi ju awọn ẹgbẹ C ati C hydroxyl lọ.

Cellulose jẹ polima adayeba ti crystalline. Pupọ julọ ti esterification ati awọn aati etherification jẹ awọn aati orisirisi nigbati cellulose wa ni iduroṣinṣin. Ipo itankale ti awọn reagents lenu sinu okun cellulose ni a npe ni arọwọto. Eto intermolecular ti agbegbe kirisita ti wa ni idayatọ ni wiwọ, ati pe reagent le tan kaakiri si dada kristali nikan. Eto intermolecular ni agbegbe amorphous jẹ alaimuṣinṣin, ati pe awọn ẹgbẹ hydroxyl ọfẹ diẹ wa ti o rọrun lati kan si pẹlu awọn reagents, pẹlu iraye si giga ati iṣesi irọrun. Ni gbogbogbo, awọn ohun elo aise pẹlu kristalinity giga ati iwọn kirisita nla ko rọrun lati fesi bi awọn ohun elo aise pẹlu kristali kekere ati iwọn gara kekere. Ṣugbọn eyi kii ṣe otitọ patapata, fun apẹẹrẹ, oṣuwọn acetylation ti awọn okun viscose gbigbẹ pẹlu kristalinity kekere ati kristalinti kekere jẹ pataki ni isalẹ ju ti okun owu pẹlu kristalinity ti o ga julọ ati crystallinity nla. Eyi jẹ nitori diẹ ninu awọn aaye isunmọ hydrogen jẹ ipilẹṣẹ laarin awọn polima ti o wa nitosi lakoko ilana gbigbe, eyiti o ṣe idiwọ itankale awọn reagents. Ti ọrinrin ti o wa ninu sẹẹli cellulose tutu ti rọpo nipasẹ ohun elo Organic ti o tobi ju (gẹgẹbi acetic acid, benzene, pyridine) ati lẹhinna gbẹ, ifasẹyin rẹ yoo ni ilọsiwaju pupọ, nitori gbigbe ko le yọ epo naa jade patapata, ati diẹ ninu Awọn ti o tobi julọ. molecule ti wa ni idẹkùn ni "iho" ti awọn cellulose aise ohun elo, lara ohun ti a npe ni cellulose ti o wa ninu. Ijinna ti o ti ni ilọsiwaju nipasẹ wiwu ko rọrun lati gba pada, eyiti o jẹ itọsi si tan kaakiri ti awọn reagents, ati pe o ṣe agbega oṣuwọn ifaseyin ati isokan ti iṣesi naa. Fun idi eyi, ninu ilana iṣelọpọ ti ọpọlọpọ awọn itọsẹ cellulose, itọju wiwu ti o baamu gbọdọ wa. Nigbagbogbo omi, acid tabi ifọkansi kan ti ojutu alkali ni a lo bi oluranlowo wiwu. Ni afikun, iṣoro ti iṣesi kemikali ti itujade pulp pẹlu awọn itọkasi ti ara ati kemikali nigbagbogbo yatọ pupọ, eyiti o fa nipasẹ awọn ifosiwewe morphological ti awọn oriṣiriṣi awọn irugbin tabi awọn sẹẹli pẹlu oriṣiriṣi biokemika ati awọn iṣẹ igbekale ni ọgbin kanna. ti. Odi akọkọ ti Layer ita ti okun ọgbin ṣe idilọwọ awọn ilaluja ti awọn reagents ati awọn aati kemikali retards, nitorinaa o jẹ dandan lati lo awọn ipo ti o baamu ni ilana pulping lati pa odi akọkọ run lati le gba itu pulp pẹlu ifaseyin to dara julọ. Fun apẹẹrẹ, ti ko nira bagasse jẹ ohun elo aise ti ko dara ni iṣelọpọ ti ko nira viscose. Nigbati o ba ngbaradi viscose (ojutu cellulose xanthate alkali), disulfide erogba diẹ sii jẹ run ju ti ko nira linter owu ati pulp igi. Iwọn sisẹ jẹ kekere ju ti viscose ti a pese sile pẹlu awọn pulps miiran. Eyi jẹ nitori odi akọkọ ti awọn sẹẹli okun ireke ko ti bajẹ daradara lakoko pulping ati igbaradi ti cellulose alkali nipasẹ awọn ọna ti aṣa, ti o fa iṣoro ninu ifarapa yellowing.

Pre-hydrolyzed alkaline bagasse pulp fibers] ati Figure 2 [bagasse pulp fibers after alkali impregnation] jẹ awọn aworan ibojuwo maikirosikopu elekitironi ti oju ti awọn okun bagasse ti ko nira lẹhin ilana ipilẹ ti o ti ṣaju-hydrolyzed ati impregnation ipilẹ ipilẹ ni atele, iṣaaju le tun rii si awọn koto; ni igbehin, biotilejepe awọn pits farasin nitori wiwu ti awọn alkali ojutu, awọn jc odi si tun bo gbogbo okun. Ti o ba jẹ ilana “Imubalẹ keji” (iṣiro deede ti o tẹle atẹle impregnation keji pẹlu ojutu alkali dilute pẹlu ipa wiwu nla) tabi fibọ-lilọ (impregnation ti o wọpọ ni idapo pẹlu lilọ ẹrọ), iṣesi ofeefee le tẹsiwaju laisiyonu, iwọn isọ viscose ti wa ni significantly dara si. Eyi jẹ nitori awọn ọna mejeeji ti o wa loke le yọ ogiri akọkọ kuro, ṣiṣafihan Layer ti inu ti iṣesi ti o rọrun ti o rọrun, eyiti o ṣe iranlọwọ si ilaluja ti awọn reagents ati ilọsiwaju iṣẹ iṣe iṣe (Fig. 3 ], ọpọtọ Lilọ Bagasse Pulp Fibers]).

Ni odun to šẹšẹ, ti kii-olomi epo awọn ọna šiše ti o le taara tu cellulose ti emerged. Iru bii dimethylformamide ati NO, dimethyl sulfoxide ati paraformaldehyde, ati awọn miiran adalu olomi, ati be be lo, jeki cellulose lati faragba kan isokan lenu. Bibẹẹkọ, diẹ ninu awọn ofin ti a mẹnuba loke ti awọn aati-ti-akoko ko lo mọ. Fun apẹẹrẹ, nigbati o ba ngbaradi cellulose diacetate tiotuka ni acetone, ko ṣe pataki lati faragba hydrolysis ti cellulose triacetate, ṣugbọn o le jẹ ki o jẹri taara titi DS yoo fi jẹ 2.