Cellulose-derivaten wurde produsearre troch esterifikaasje of etherifikaasje fan hydroxylgroepen yn cellulosepolymeren mei gemyske reagentia.Neffens de strukturele skaaimerken fan de reaksje produkten, cellulose derivaten kinne wurde ferdield yn trije kategoryen: cellulose ethers, cellulose esters, en cellulose ether esters.De cellulose-esters dy't eins kommersjeel brûkt wurde binne: cellulosenitrate, celluloseacetate, celluloseacetatebutyraat en cellulosexanthaat.Cellulose-ethers omfetsje: methylcellulose, carboxymethylcellulose, ethylcellulose, hydroxyethylcellulose, cyanoethylcellulose, hydroxypropylcellulose en hydroxypropylmethylcellulose.Derneist binne d'r ester-ether-mingde derivaten.
Eigenskippen en gebrûk Troch de seleksje fan ferfangende reagenzjes en prosesûntwerp kin it produkt wurde oplost yn wetter, verdunde alkali-oplossing of organysk oplosmiddel, of hawwe thermoplastyske eigenskippen, en kin brûkt wurde om gemyske fezels, films, filmbases, plestik, isolearjend te meitsjen. materialen, coatings, slurry, polymeric dispersant, iten tafoegings en deistige gemyske produkten.De eigenskippen fan cellulosederivaten binne relatearre oan de aard fan 'e substituenten, de graad DS fan' e trije hydroxylgroepen op 'e glukoazegroep dy't ferfongen wurdt, en de ferdieling fan' e substituenten lâns de makromolekulêre keten.Troch de willekeurigens fan 'e reaksje, útsein foar it unifoarm ferfongene produkt as alle trije hydroxylgroepen ferfongen binne (DS is 3), yn oare gefallen (homogene reaksje of heterogene reaksje), wurde de folgjende trije ferskillende wikselposysjes krigen: Mingprodukten mei unsubstituted glucosyl groepen: ① monosubstituted (DS is 1, C, C of C posysje wurdt ferfongen, strukturele formule sjoch cellulose);② dissubstituted (DS is 2, C, C, C, C Of C, C posysjes wurde ferfongen);③ folsleine ferfanging (DS is 3).Dêrom kinne de eigenskippen fan deselde cellulose-derivative mei deselde substitúsjewearde ek hiel oars wêze.Bygelyks, cellulose diacetate direkt esterified oan in DS fan 2 is ûnoplosber yn aceton, mar cellulose diacetate krigen troch saponification fan folslein esterified cellulose triacetate kin folslein oplost yn aceton.Dizze heterogeniteit fan substitúsje is besibbe oan de basiswetten fan cellulose-ester en etherifikaasjereaksjes.
De basis wet fan cellulose esterification en etherification reaksje yn de cellulose molekule, de posysjes fan de trije hydroxyl groepen yn de glukoaze groep binne oars, en de ynfloed fan neistlizzende substituents en steric hinderjen binne ek oars.De relative acidity en graad fan dissociation fan de trije hydroxyl groepen binne: C> C> C.As de etherifikaasjereaksje wurdt útfierd yn in alkaline medium, reagearret de C hydroxyl groep earst, dan de C hydroxyl groep, en úteinlik de C primêre hydroxyl groep.As de esterifikaasjereaksje wurdt útfierd yn in soer medium, is de swierrichheid fan 'e reaksje fan elke hydroxylgroep tsjinoer de folchoarder fan' e etherifikaasjereaksje.By it reagearjen mei in bulk substitúsje-reagens hat it steryske hinderingseffekt in wichtige ynfloed, en de C-hydroxylgroep mei in lytsere steryske hinderingseffekt is makliker te reagearjen dan de C- en C-hydroxylgroepen.
Sellulose is in kristallijn natuerlik polymeer.De measte fan 'e esterifikaasje- en etherifikaasjereaksjes binne heterogene reaksjes as de cellulose fêst bliuwt.De diffúsjestân fan 'e reaksjereagenzjes yn' e cellulosefiber wurdt de berikberens neamd.De intermolekulêre arranzjemint fan 'e kristallijne regio is strak ynrjochte, en it reagens kin allinich diffúsje nei it kristalline oerflak.De intermolekulêre arranzjemint yn 'e amorfe regio is los, en d'r binne mear frije hydroxylgroepen dy't maklik yn kontakt binne mei reagenzjes, mei hege tagonklikens en maklike reaksje.Yn 't algemien binne grûnstoffen mei hege kristalliniteit en grutte kristalgrutte net sa maklik te reagearjen as grûnstoffen mei lege kristalliniteit en lytse kristalgrutte.Mar dit is net hielendal wier, bygelyks, de acetylation taryf fan droege viskose fezels mei legere crystallinity en lytsere crystallinity is gâns leger as dy fan katoen fiber mei hegere crystallinity en grutter crystallinity.Dit komt om't guon wetterstofbondingspunten wurde generearre tusken neistlizzende polymeren tidens it droegeproses, wat de diffusion fan reagenzjes hinderet.As it focht yn 'e wiete cellulose grûnstof wurdt ferfongen troch in grutter organysk solvent (lykas acetic acid, benzene, pyridine) en dan droech, syn reaktiviteit wurdt gâns ferbettere, omdat drogen kin net hielendal ferdriuwe it solvent, en guon De gruttere molekulen wurde fongen yn 'e "gaten" fan de cellulose grûnstof, foarmje saneamde befette cellulose.De ôfstân dy't is fergrutte troch swelling is net maklik te herstellen, dat is befoarderlik foar de diffusion fan reagents, en befoarderet de reaksje snelheid en uniformiteit fan 'e reaksje.Om dizze reden, yn it produksjeproses fan ferskate cellulosederivaten, moat d'r in oerienkommende behanneling foar swelling wêze.Meastentiids wurdt wetter, soer of in bepaalde konsintraasje fan alkali-oplossing brûkt as swellingsmiddel.Dêrnjonken is de swierrichheid fan 'e gemyske reaksje fan' e oplossende pulp mei deselde fysike en gemyske yndikatoaren faak hiel oars, wat feroarsake wurdt troch de morfologyske faktoaren fan ferskate soarten planten of sellen mei ferskate biogemyske en strukturele funksjes yn deselde plant.fan.De primêre muorre fan 'e bûtenste laach fan plantfaser hinderet de penetraasje fan reagentia en retards gemyske reaksjes, dus is it meastentiids nedich om oerienkommende betingsten te brûken yn it pulpproses om de primêre muorre te ferneatigjen om oplossende pulp te krijen mei bettere reaktiviteit.Bygelyks, bagasse pulp is in grûnstof mei minne reaktiviteit yn de produksje fan viskose pulp.By it tarieden fan viskose (cellulose xanthate alkaline oplossing), wurdt mear koalstofdisulfide konsumearre as katoen linter pulp en hout pulp.De filtraasjefrekwinsje is leger as dy fan viskose taret mei oare pulp.Dit komt om't de primêre muorre fan sellen fan sûkerrietfiber net goed skansearre is tidens pulpjen en de tarieding fan alkali-cellulose troch konvinsjonele metoaden, wat resulteart yn swierrichheden yn 'e fergelingsreaksje.
Pre-hydrolysearre alkaline bagasse pulp fezels] en figuer 2 [bagasse pulp fezels nei alkali impregnation] binne elektroanen mikroskoop skennen bylden fan it oerflak fan bagasse pulp fezels nei pre-hydrolyzed alkaline proses en konvinsjonele alkaline impregnation respektivelik, de eardere kin noch wurde sjoen nei dúdlike pits;yn de lêste, hoewol't de pits ferdwine troch it swollen fan de alkali oplossing, de primêre muorre noch beslacht de hiele fiber.As de "twadde impregnaasje" (gewoane ympregnaasje folge troch in twadde impregnaasje mei in fertinne alkaline oplossing mei in grutte swolling effekt) of dip-slijpen (gewoane impregnation kombinearre mei meganyske slypjen) proses, de giele reaksje kin trochgean soepel, de viscose filtration rate is gâns ferbettere.Dit is om't beide fan 'e boppesteande twa metoaden de primêre muorre ôfbrekke kinne, de ynderlike laach fan' e relatyf maklike reaksje bleatlizze, dy't befoarderlik is foar de penetraasje fan reagentia en de reaksjeprestaasjes ferbettert (fig. 3 [sekundêre ympregnaasje fan bagasse-pulpfaser) ], Fig. Grinding Bagasse Pulp Fibers]).
Yn 'e ôfrûne jierren binne net-wetterige solventsystemen ûntstien dy't cellulose direkt kinne oplosse.Lykas dimethylformamide en NO, dimethylsulfoxide en paraformaldehyde, en oare mingde solvents, ensfh., Stel cellulose yn steat om in homogene reaksje te ûndergean.Guon fan de hjirboppe neamde wetten fan út-faze reaksjes jilde lykwols net mear.Bygelyks, by it tarieden fan cellulose diacetate oplosber yn aceton, is it net nedich om hydrolyse fan cellulose triacetate te ûndergean, mar kin direkt esterifisearre wurde oant de DS 2 is.
Post tiid: Febrewaris 27-2023