Celulozaj derivaĵoj estas produktitaj per esterigado aŭ eterigado de hidroksilgrupoj en celulozopolimeroj kun kemiaj reakciiloj.Laŭ la strukturaj karakterizaĵoj de la reagproduktoj, celulozaj derivaĵoj povas esti dividitaj en tri kategoriojn: celulozaj eteroj, celulozaj esteroj kaj celulozaj eteroj.La celulozaj esteroj, kiuj estas fakte komerce uzataj, estas: celuloza nitrato, celuloza acetato, celuloza acetato butirato kaj celuloza xantato.Celulozeteroj inkluzivas: metilcelulozo, karboksimetilcelulozo, etilcelulozo, hidroksietilcelulozo, cianoetilcelulozo, hidroksipropilcelulozo kaj hidroksipropilmetilcelulozo.Krome, ekzistas esteraj eteroj miksitaj derivaĵoj.
Propraĵoj kaj uzoj Per la elekto de anstataŭaj reakciiloj kaj proceza dezajno, la produkto povas esti solvita en akvo, diluita alkala solvaĵo aŭ organika solvilo, aŭ havi termoplastajn trajtojn, kaj povas esti uzata por fabriki kemiajn fibrojn, filmojn, filmbazojn, plastojn, izolilojn. materialoj, tegaĵoj, suspensiaĵo, polimera disperso, manĝaldonaĵoj kaj ĉiutagaj kemiaj produktoj.La trajtoj de celulozoderivaĵoj estas rilataj al la naturo de la substituents, la grado DS de la tri hidroksilgrupoj sur la glukozogrupo estanta anstataŭigita, kaj la distribuado de la substituents laŭ la makromolekula ĉeno.Pro la hazardo de la reago, krom la unuforme anstataŭigita produkto kiam ĉiuj tri hidroksilaj grupoj estas anstataŭigitaj (DS estas 3), en aliaj kazoj (homogena reago aŭ heterogena reago), la sekvaj tri malsamaj anstataŭigaj pozicioj estas akiritaj: Miksitaj produktoj kun neanstataŭigitaj glukozilgrupoj: ① monosubstituita (DS estas 1, C, C aŭ C pozicio estas anstataŭigita, struktura formulo vidu celulozon);② disubstituita (DS estas 2, C, C, C, C Aŭ C, C pozicioj estas anstataŭigitaj);③ plena anstataŭigo (DS estas 3).Tial, la trajtoj de la sama celuloza derivaĵo kun la sama anstataŭiga valoro ankaŭ povas esti tre malsamaj.Ekzemple, celuloza diacetato rekte esterigita al DS de 2 estas nesolvebla en acetono, sed celuloza diacetato akirita per saponiĝo de plene esterigita celuloza triacetato povas esti tute dissolvita en acetono.Tiu heterogeneco de anstataŭigo estas rilatita al la bazaj leĝoj de celuloza estero kaj eterigreagoj.
La baza leĝo de celuloza esteriĝo kaj eteriga reago en la celuloza molekulo, la pozicioj de la tri hidroksilgrupoj en la glukozogrupo estas malsamaj, kaj la influo de apudaj anstataŭantoj kaj sterika malhelpo ankaŭ estas malsamaj.La relativa acideco kaj grado de disociiĝo de la tri hidroksilaj grupoj estas: C>C>C.Kiam la eterigreago estas efektivigita en alkala medio, la C hidroksila grupo reagas unue, poste la C hidroksila grupo, kaj finfine la C primara hidroksila grupo.Kiam la esterigreago estas efektivigita en acida medio, la malfacileco de la reago de ĉiu hidroksila grupo estas kontraŭa al la ordo de la eterigreago.Kiam reagas kun dika anstataŭiga reakciilo, la stera malhelpa efiko havas gravan influon, kaj la C-hidroksila grupo kun pli malgranda sterika malhelpa efiko estas pli facile reagi ol la C kaj C-hidroksilaj grupoj.
Celulozo estas kristala natura polimero.La plej multaj el la esterigado kaj eterigreagoj estas heterogenaj reagoj kiam la celulozo restas solida.La difuza stato de la reakciiloj en la celulozfibro estas nomita la atingeblo.La intermolekula aranĝo de la kristala regiono estas firme aranĝita, kaj la reakciilo povas nur disvastigi al la kristala surfaco.La intermolekula aranĝo en la amorfa regiono estas loza, kaj ekzistas pli da liberaj hidroksilaj grupoj kiuj estas facile kontakteblaj kun reakciiloj, kun alta alirebleco kaj facila reago.Ĝenerale, krudaĵoj kun alta kristaleco kaj granda kristala grandeco ne estas tiel facile reagi kiel krudaĵoj kun malalta kristaleco kaj malgranda kristala grandeco.Sed ĉi tio ne estas tute vera, ekzemple, la acetiligo de sekaj viskozaj fibroj kun pli malalta kristaleco kaj pli malgranda kristaleco estas signife pli malalta ol tiu de kotonfibro kun pli alta kristaleco kaj pli granda kristaleco.Tio estas ĉar kelkaj hidrogenaj ligaj punktoj estas generitaj inter apudaj polimeroj dum la sekiga procezo, kiu malhelpas la difuzon de reakciiloj.Se la malsekeco en la malseka celuloza krudaĵo estas anstataŭigita per pli granda organika solvilo (kiel ekzemple acetacido, benzeno, piridino) kaj poste sekigita, ĝia reagemo multe pliboniĝos, ĉar sekigado ne povas tute forpeli la solvilon, kaj iuj La pli grandaj. molekuloj estas kaptitaj en la "truoj" de la celuloza krudaĵo, formante tiel nomatan enhavitan celulozon.La distanco, kiu estis pligrandigita per ŝvelaĵo, ne estas facile reakiri, kio favoras al la disvastigo de reakciiloj, kaj antaŭenigas la reakcirapidecon kaj unuformecon de la reago.Tial, en la produktada procezo de diversaj celulozaj derivaĵoj, devas ekzisti responda ŝveliga traktado.Kutime akvo, acido aŭ certa koncentriĝo de alkala solvaĵo estas uzataj kiel ŝveliga agento.Krome, la malfacileco de la kemia reago de la solva pulpo kun la samaj fizikaj kaj kemiaj indikiloj ofte estas tre malsama, kio estas kaŭzita de la morfologiaj faktoroj de diversaj specoj de plantoj aŭ ĉeloj kun malsamaj biokemiaj kaj strukturaj funkcioj en la sama planto.de.La primara muro de la ekstera tavolo de planta fibro malhelpas la penetron de reakciiloj kaj malfruigas kemiajn reakciojn, do kutime necesas uzi respondajn kondiĉojn en la pulpa procezo por detrui la primaran muron por akiri dissolvan pulpon kun pli bona reagemo.Ekzemple, bagaspulpo estas krudaĵo kun malbona reagemo en la produktado de viskoza pulpo.Dum preparado de viskozo (celuloza xantato alkala solvaĵo), pli da karbondisulfido estas konsumita ol kotono linter pulpo kaj lignopulpo.La filtra indico estas pli malalta ol tiu de viskozo preparita kun aliaj pulpoj.Ĉi tio estas ĉar la primara muro de sukerkanaj fibroĉeloj ne estis konvene difektita dum pulpado kaj la preparado de alkala celulozo per konvenciaj metodoj, rezultigante malfacilecon en la flaviĝanta reago.
Antaŭ-hidroligitaj alkalaj bagasaj pulpaj fibroj] kaj Figuro 2 [bagasaj pulpaj fibroj post alkala impregnado] estas elektronmikroskopaj skanantaj bildoj de la surfaco de bagasaj pulpaj fibroj post antaŭhidroligita alkala procezo kaj konvencia alkala impregnado respektive, la unua ankoraŭ videblas al klaraj fosaĵoj;en ĉi-lasta, kvankam la fosaĵoj malaperas pro la ŝveliĝo de la alkala solvaĵo, la primara muro ankoraŭ kovras la tutan fibron.Se la "dua impregnado" (ordinara impregnado sekvita de dua impregnado kun diluita alkala solvo kun granda ŝveliga efiko) aŭ trempmuelado (ofta impregnado kombinita kun mekanika muelado) procezo, la flaviĝanta reago povas daŭrigi glate, la viskoza filtra indico. estas signife plibonigita.Ĉi tio estas ĉar ambaŭ el la supraj du metodoj povas senŝeligi la primaran muron, elmontrante la internan tavolon de la relative facila reago, kiu estas favora al la penetro de reakciiloj kaj plibonigas la reakcian agadon (Fig. 3 [malĉefa impregnado de bagasa pulpa fibro. ], Fig. Muelanta Bagason Pulp Fibrojn]).
En la lastaj jaroj, ne-akvaj solventaj sistemoj kiuj povas rekte dissolvi celulozon aperis.Kiel dimetilformamido kaj NO, dimetilsulfoksido kaj paraformaldehido, kaj aliaj miksitaj solviloj, ktp., ebligas celulozon sperti homogenan reagon.Tamen, kelkaj el la supre menciitaj leĝoj de eksterfazaj reagoj ne plu validas.Ekzemple, dum preparado de celulozodiacetato solvebla en acetono, estas ne necese sperti hidrolizon de celuloza triacetato, sed povas esti rekte esterigita ĝis la DS estas 2.
Afiŝtempo: Feb-27-2023