Co-chur agus Comharrachadh Lùghdaichear Uisge Eitear Ceallalòs Butane Sulfonate

Chaidh ceallalòs microcrystalline (MCC) le ìre chinnteach de phoilimearachadh a fhuaireadh le hydrolysis searbhagach de phulp cotan ceallalòs a chleachdadh mar stuth amh. Fo ghnìomhachadh sodium hydroxide, chaidh ath-bhualadh le 1,4-butane sultone (BS) gus lughdadair uisge ceallalòs butyl sulfonate (SBC) le deagh sho-sgaoilteachd uisge fhaighinn a leasachadh. Chaidh structar an toraidh a chomharrachadh le speactroscopaidh infridhearg (FT-IR), speactroscopaidh ath-shuidheachadh magnetach niùclasach (NMR), microscopaidh sganaidh dealanach (SEM), diffraction X-ray (XRD) agus dòighean anailis eile, agus chaidh ìre nam poilimearachaidhean, co-mheas an stuth amh, agus ath-bhualadh MCC a sgrùdadh. Buaidhean suidheachaidhean pròiseas synthetigeach leithid teòthachd, ùine ath-bhualadh, agus seòrsa àidseant crochaidh air coileanadh lughdachadh uisge an toraidh. Tha na toraidhean a’ sealltainn: nuair a tha ìre poileimearachaidh an stuth amh MCC 45, is e co-mheas mais nan ath-bhualadairean: AGU (aonad glucoside ceallalòs): n (NaOH): n (BS) = 1.0: 2.1: 2.2, Is e isopropanol an t-àidseant crochaidh, is e 2 uair a thìde an ùine gnìomhachaidh airson an stuth amh aig teòthachd an t-seòmair, agus is e 5 uairean a thìde an ùine co-chur airson an toraidh. Nuair a tha an teòthachd 80°C, tha an ìre as àirde de chur an àite bhuidhnean searbhag butanesulfonic aig an toradh a gheibhear, agus tha an coileanadh lughdachadh-uisge as fheàrr aig an toradh.

Prìomh fhaclan:ceallalòs; butilsulfonat ceallalòs; àidseant lughdachadh uisge; coileanadh lughdachadh uisge

1,Ro-ràdh

’S e superplasticizer concrait aon de na pàirtean riatanach de choincrit an latha an-diugh. ’S ann air sgàth coltas àidseant lughdachadh uisge a gheibhear gealltanas gum bi comas-obrach àrd, seasmhachd mhath agus eadhon neart àrd concrait ann. Tha na lughdadairean uisge àrd-èifeachdais a thathas a’ cleachdadh gu farsaing an-dràsta a’ toirt a-steach na roinnean a leanas sa mhòr-chuid: lughdadair uisge stèidhichte air naftailin (SNF), lughdadair uisge stèidhichte air roisinn melamine sulfonated (SMF), lughdadair uisge stèidhichte air sulfamate (ASP), superplasticizer lignosulfonate atharraichte (ML), agus superplasticizer polycarboxylate (PC), a thathas a’ rannsachadh nas gnìomhaiche an-dràsta. A’ dèanamh anailis air pròiseas co-chur lughdadairean uisge, tha a’ mhòr-chuid de na lughdadairean uisge dùmhlachaidh traidiseanta a bh’ ann roimhe a’ cleachdadh formaldehyde le fàileadh làidir pungent mar stuth amh airson ath-bhualadh polycondensation, agus mar as trice bidh am pròiseas sulfonation air a dhèanamh le searbhag sulfarach a tha a’ deatach gu math creimneach no searbhag sulfarach dùmhail. Bidh seo gu cinnteach ag adhbhrachadh droch bhuaidh air luchd-obrach agus an àrainneachd mun cuairt, agus cruthaichidh e cuideachd tòrr fuigheall sgudail agus leaghan sgudail, nach eil a’ brosnachadh leasachadh seasmhach; Ach, ged a tha buannachdan aig lughdadairean uisge polycarboxylate leithid call beag concrait thar ùine, dòs ìosal, sruthadh math. Tha buannachdan aige cuideachd leithid dùmhlachd àrd agus gun stuthan puinnseanta leithid formaldehyde, ach tha e duilich a bhrosnachadh ann an Sìona air sgàth a’ phrìs àrd. Bho sgrùdadh stòr nan stuthan amh, chan eil e doirbh faighinn a-mach gu bheil a’ mhòr-chuid de na lughdadairean uisge a chaidh ainmeachadh gu h-àrd air an co-chur stèidhichte air toraidhean/fo-thoraidhean peitriceimiceach, agus tha peatroil, mar ghoireas neo-ath-nuadhachail, a’ sìor fhàs gann agus a’ phrìs aige ag èirigh gu cunbhalach. Mar sin, tha mar a chleachdar goireasan ath-nuadhachail nàdarra saor is pailt mar stuthan amh gus superplasticizers concrait àrd-choileanaidh ùra a leasachadh air a thighinn gu bhith na stiùireadh rannsachaidh cudromach airson superplasticizers concrait.

'S e macromholaciul loidhneach a th' ann an ceallalòs a chaidh a chruthachadh le bhith a' ceangal mòran D-glucopyranose le bannan glycosidic β-(1-4). Tha trì buidhnean hydroxyl air gach fàinne glucopyranosyl. Faodaidh làimhseachadh ceart freagairteachd sònraichte fhaighinn. Anns a' phàipear seo, chaidh pronnadh cotan ceallalòs a chleachdadh mar an stuth amh tùsail, agus às deidh hydrolysis searbhagach gus ceallalòs microcrystalline fhaighinn le ìre iomchaidh de phoilimearachadh, chaidh a ghnìomhachadh le sodium hydroxide agus ath-bhualadh le 1,4-butane sultone gus butyl sulfonate ullachadh. Superplasticizer ether ceallalòs searbhagach, agus chaidh beachdachadh air na factaran buaidh aig gach ath-bhualadh.

2. Deuchainn

2.1 Stuthan amh

Pronnadh cotan ceallalòs, ìre poilimearachaidh 576, Xinjiang Aoyang Technology Co., Ltd.; 1,4-butane sultone (BS), ìre gnìomhachais, air a thoirt a-mach le Shanghai Jiachen Chemical Co., Ltd.; saimeant Portland àbhaisteach 52.5R, Urumqi Air a thoirt seachad leis an fhactaraidh saimeant; gainmheach inbhe ISO Sìona, air a thoirt a-mach le Xiamen Ace Ou Standard Sand Co., Ltd.; tha sodium hydroxide, searbhag hydrochloride, isopropanol, methanol anhydrous, ethyl acetate, n-butanol, petroleum ether, msaa., uile fìor-ghlan gu anailiseach, rim faighinn gu malairteach.

2.2 Modh deuchainneach

Tomhasaich meud sònraichte de phùp cotan agus bleith e gu ceart, cuir e ann am botal trì-amhach, cuir dùmhlachd sònraichte de dh’aigéad haidreaclórach caolaichte ris, gluais gus teasachadh suas agus hydrolyze airson ùine sònraichte, fuaraich gu teòthachd an t-seòmair, sìolaich, nigh le uisge gus am bi e neodrach, agus tiormaich san fhalamh aig 50 ° C gus fhaighinn. Às deidh dhut stuthan amh ceallalòs microcrystalline le diofar ìrean de polymerization fhaighinn, tomhais an ìre polymerization a rèir an litreachas, cuir e ann am botal ath-bhualadh trì-amhach, croch e le àidseant crochaidh 10 uiread a mhais, cuir meud sònraichte de fhuasgladh uisgeach sodium hydroxide ris fo mheasgachadh, measgaich agus cuir an gnìomh aig teòthachd an t-seòmair airson ùine sònraichte, cuir an ìre obraichte de 1,4-butane sultone (BS) ris, teas suas chun teòthachd ath-bhualadh, freagairt aig teòthachd seasmhach airson ùine sònraichte, fuaraich an toradh gu teòthachd an t-seòmair, agus faigh an toradh amh le bhith ga shìoladh. Sruthlaich le uisge agus methanol airson 3 tursan, agus sìolaich le sùgh gus an toradh deireannach fhaighinn, is e sin lughdadair uisge ceallalòs butylsulfonate (SBC).

2.3 Mion-sgrùdadh agus comharrachadh toraidh

2.3.1 Co-dhùnadh susbaint sulfair toraidh agus obrachadh a-mach ìre an ionadachaidh

Chaidh an inneal-anailis eileamaideach FLASHEA-PE2400 a chleachdadh gus mion-sgrùdadh eileamaideach a dhèanamh air toradh lughdadair uisge ceallalòs butyl sulfonate tiormaichte gus an susbaint sulfair a dhearbhadh.

2.3.2 Co-dhùnadh air leachtachd moirtear

Air a thomhas a rèir 6.5 ann an GB8076-2008. ’S e sin, tomhais an toiseach am measgachadh uisge/saimeant/gainmhich àbhaisteach air an deuchainnear leachtachd moirtear saimeant NLD-3 nuair a tha an trast-thomhas leudachaidh (180 ± 2) mm. saimeant, is e 230g an caitheamh uisge comharraichte a chaidh a thomhas), agus an uairsin cuir àidseant lughdachadh uisge ris aig a bheil mais 1% de mhais a’ mhoirtear ris an uisge, a rèir saimeant/àidseant lughdachadh uisge/uisge àbhaisteach/gainmheach àbhaisteach = 450g/4.5g/230 g/ Tha an co-mheas de 1350 g air a chur ann am measgaiche moirtear saimeant JJ-5 agus air a mheasgachadh gu cothromach, agus tha trast-thomhas leudaichte a’ mhoirtear air an deuchainnear leachtachd moirtear air a thomhas, is e sin an leachtachd moirtear a chaidh a thomhas.

2.3.3 Comharrachadh Bathar

Chaidh an sampall a chomharrachadh le FT-IR a’ cleachdadh speactrometer infridhearg cruth-atharrachaidh Fourier seòrsa EQUINOX 55 aig Companaidh Bruker; chaidh speactram H NMR an t-sampall a chomharrachadh leis an ionnsramaid ath-shonnrachaidh magnetach niùclasach superconducting INOVA ZAB-HS aig Companaidh Varian; Chaidh morf-eòlas an toraidh fhaicinn fo mhiocroscop; chaidh mion-sgrùdadh XRD a dhèanamh air an sampall le bhith a’ cleachdadh diffractometer X-ghath aig Companaidh MAC M18XHF22-SRA.

3. Toraidhean agus deasbad

3.1 Toraidhean caractarachaidh

3.1.1 Toraidhean caractarachaidh FT-IR

Chaidh mion-sgrùdadh infridhearg a dhèanamh air an stuth amh ceallalòs meanbh-chriostalach le ìre poilimearachaidh Dp=45 agus an toradh SBC air a cho-chur bhon stuth amh seo. Leis gu bheil na prìomh-shùghadh aig SC agus SH glè lag, chan eil iad freagarrach airson an comharrachadh, agus tha prìomh-shùghadh làidir aig S=O. Mar sin, faodar co-dhiù a bheil buidheann searbhag sulfonach anns an structar moileciuil a dhearbhadh le bhith a’ dearbhadh gu bheil am prìomh-shùgh S=O ann. Gu follaiseach, anns an speactram ceallalòs, tha prìomh-shùghadh làidir aig àireamh tonn de 3344 cm-1, a tha air a chur às leth prìomh-shùghadh crith sìneadh hydroxyl ann an ceallalòs; is e am prìomh-shùghadh nas làidire aig àireamh tonn de 2923 cm-1 prìomh-shùghadh crith sìneadh methylene (-CH2). Prìomh-shùghadh; tha an t-sreath de chòmhlain air an dèanamh suas de 1031, 1051, 1114, agus 1165cm-1 a’ nochdadh prìomh-shùghadh crith sìneadh hydroxyl agus prìomh-shùghadh crith lùbadh ceangail ether (COC); Tha an àireamh tonn 1646cm-1 a’ nochdadh an haidridean a chaidh a chruthachadh le haidreocsaile agus uisge saor. Am bàrr-gabhail ceangail; tha a’ chòmhlan 1432~1318cm-1 a’ nochdadh gu bheil structar criostail ceallalòs ann. Anns an speactram IR de SBC, tha dian a’ chòmhlain 1432~1318cm-1 a’ lagachadh; agus tha dian a’ bhàrr-gabhail aig 1653 cm-1 ag àrdachadh, a’ nochdadh gu bheil an comas bannan haidridean a chruthachadh air a neartachadh; tha bàrran-gabhail a’ nochdadh nas làidire aig 1040, 605cm-1, agus chan eil an dithis seo air an nochdadh ann an speactram infridhearg ceallalòs, is e a’ chiad fhear am bàrr-gabhail sònraichte den cheangal S=O, agus is e an tè mu dheireadh am bàrr-gabhail sònraichte den cheangal SO. Stèidhichte air an anailis gu h-àrd, chithear, às deidh ath-bhualadh etherification ceallalòs, gu bheil buidhnean searbhag sulfonic anns an t-sreath mhóileciuil aige.

3.1.2 Toraidhean caractarachaidh H NMR

Chithear speactram H NMR de shulfonat butyl ceallalòs: taobh a-staigh γ=1.74~2.92 tha an gluasad ceimigeach proton haidridean de cyclobutyl, agus taobh a-staigh γ=3.33~4.52 tha an aonad anhydroglucose ceallalòs. Is e an gluasad ceimigeach den proton ocsaidean ann an γ=4.52~6 an gluasad ceimigeach den proton methylene anns a’ bhuidheann searbhag butylsulfonic ceangailte ri ocsaidean, agus chan eil mullach aig γ=6~7, a’ nochdadh nach eil an toradh ann. Tha protonan eile ann.

3.1.3 Toraidhean caractarachaidh SEM

Amharc SEM air pronnadh cotan ceallalòs, ceallalòs meanbh-chriostalach agus toradh ceallalòs butylsulfonate. Le bhith a’ dèanamh anailis air toraidhean anailis SEM air pronnadh cotan ceallalòs, ceallalòs meanbh-chriostalach agus an toradh ceallalòs butanesulfonate (SBC), lorgar gum faod an ceallalòs meanbh-chriostalach a gheibhear às deidh hydrolysis le HCL structar snàithleanan ceallalòs atharrachadh gu mòr. Chaidh an structar snàithleach a sgrios, agus fhuaireadh mìrean ceallalòs cruinnichte mìn. Cha robh structar snàithleach aig an SBC a fhuaireadh le bhith ag ath-bhualadh le BS agus gu bunaiteach dh’ atharraich e gu bhith na structar neo-chruthach, a bha buannachdail airson a sgaoileadh ann an uisge.

3.1.4 Toraidhean caractarachaidh XRD

Tha criostalachd ceallalòs agus a toraidhean a’ toirt iomradh air ceudad na roinne criostalach a chruthaich structar aonad an t-seòmair-cheallalòs san iomlan. Nuair a bhios ceallalòs agus a toraidhean a’ faighinn ath-bhualadh ceimigeach, thèid na ceanglaichean haidridean anns a’ mholaciul agus eadar moileciuilean a sgrios, agus bidh an roinn criostalach na roinn neo-chruthach, agus mar sin a’ lughdachadh a’ chriostalachd. Mar sin, tha an t-atharrachadh ann an criostalachd ro agus às dèidh an ath-bhualadh na thomhas air ceallalòs. Is e aon de na slatan-tomhais airson pàirt a ghabhail anns a’ fhreagairt no nach eil. Chaidh mion-sgrùdadh XRD a dhèanamh air ceallalòs meanbh-chriostalach agus an toradh ceallalòs butanesulfonate. Chithear le coimeas, às dèidh etherification, gu bheil an criostalachd ag atharrachadh gu bunaiteach, agus gu bheil an toradh air atharrachadh gu tur gu structar neo-chruthach, gus an gabh a sgaoileadh ann an uisge.

3.2 Buaidh ìre poilimearachaidh stuthan amh air coileanadh lughdachadh uisge an toraidh

Tha leachtachd a’ mhoirtear a’ nochdadh gu dìreach coileanadh lughdachadh-uisge an toraidh, agus ’s e susbaint sulfair an toraidh aon de na factaran as cudromaiche a bheir buaidh air leachtachd a’ mhoirtear. Tha leachtachd a’ mhoirtear a’ tomhas coileanadh lughdachadh-uisge an toraidh.

Às dèidh dhut na suidheachaidhean ath-bhualadh hydrolysis atharrachadh gus MCC ullachadh le diofar ìrean de phoilimearachadh, a rèir an dòigh gu h-àrd, tagh pròiseas co-chur sònraichte gus toraidhean SBC ullachadh, tomhais susbaint an t-sulfair gus ìre ath-chur an toraidh obrachadh a-mach, agus cuir na toraidhean SBC ris an t-siostam measgachadh uisge / saimeant / gainmheach àbhaisteach. Tomhais leachtachd a’ mortar.

Chithear bho na toraidhean deuchainneach, taobh a-staigh raon an rannsachaidh, nuair a tha ìre poileimearachaidh an stuth amh ceallalòs microcrystalline àrd, gu bheil susbaint sulfair (ìre ath-chur) an toraidh agus leachtachd a’ mhoirtear ìosal. Tha seo air sgàth: gu bheil cuideam moileciuil an stuth amh beag, a tha a’ cuideachadh le measgachadh cunbhalach an stuth amh agus dol a-steach àidseant eitearachaidh, agus mar sin a’ leasachadh ìre eitearachaidh an toraidh. Ach, chan eil ìre lughdachadh uisge an toraidh ag èirigh ann an loidhne dhìreach le lùghdachadh ìre poileimearachaidh stuthan amh. Tha na toraidhean deuchainneach a’ sealltainn gu bheil leachtachd moirtear measgachadh moirtear saimeant measgaichte le SBC air ullachadh le bhith a’ cleachdadh ceallalòs microcrystalline le ìre poileimearachaidh Dp <96 (cuideam moileciuil <15552) nas motha na 180 mm (a tha nas motha na an fheadhainn às aonais lughdadair uisge). Leachtachd coimeasach), a’ nochdadh gum faodar SBC ullachadh le bhith a’ cleachdadh ceallalòs le cuideam moileciuil nas lugha na 15552, agus gum faighear ìre lughdachadh uisge sònraichte; Tha SBC air ullachadh le bhith a’ cleachdadh ceallalòs meanbh-chriostalach le ìre poilimearachaidh de 45 (cuideam moileciuil: 7290), agus nuair a thèid a chur ris a’ mheasgachadh concrait, is e an leaghanachd tomhaiste den mhoirtear as motha, agus mar sin thathas den bheachd gur e an ceallalòs le ìre poilimearachaidh de mu 45 as freagarraiche airson SBC ullachadh; nuair a tha ìre poilimearachaidh stuthan amh nas àirde na 45, bidh leaghanachd a’ mhoirtear a’ lùghdachadh mean air mhean, agus tha sin a’ ciallachadh gu bheil an ìre lughdachadh uisge a’ lùghdachadh. Tha seo air sgàth nuair a tha an cuideam moileciuil mòr, air an aon làimh, bidh slaodachd an t-siostam measgachaidh ag àrdachadh, bidh cunbhalachd sgapaidh an t-saimeint air a dhol sìos, agus bidh an sgaoileadh ann an concrait slaodach, a bheir buaidh air buaidh an sgapaidh; air an làimh eile, nuair a tha an cuideam moileciuil mòr, tha macromholacilean an superplasticizer ann an cumadh coil air thuaiream, a tha caran duilich a shùghadh air uachdar mìrean saimeint. Ach nuair a tha ìre poilimearachaidh an stuth amh nas lugha na 45, ged a tha susbaint sulfair (ìre ath-chur) an toraidh an ìre mhath mòr, bidh leachtachd measgachadh a’ mhoirtear a’ tòiseachadh a’ lùghdachadh cuideachd, ach tha an lùghdachadh glè bheag. Is e an adhbhar, nuair a tha cuideam moileciuil an àidseant lughdachadh uisge beag, ged a tha an sgaoileadh moileciuil furasta agus tha deagh fhliuchas aige, tha luaths adsorption a’ mhoileciuil nas motha na luaths a’ mhoileciuil, agus tha an t-sreath còmhdhail uisge glè ghoirid, agus tha an suathadh eadar na mìrean mòr, rud a tha cronail do choincrit. Chan eil buaidh an sgaoilidh cho math ri buaidh an lughdadair uisge le cuideam moileciuil nas motha. Mar sin, tha e glè chudromach smachd ceart a chumail air cuideam moileciuil aghaidh muc (earrann ceallalòs) gus coileanadh an lughdadair uisge a leasachadh.

3.3 Buaidh nan suidheachaidhean ath-bhualaidh air coileanadh lughdachadh-uisge an toraidh

Tro dheuchainnean, chaidh a lorg, a bharrachd air ìre poileimearachaidh MCC, gu bheil buaidh aig co-mheas nan ath-bhualadairean, teòthachd an ath-bhualadh, gnìomhachadh stuthan amh, ùine co-chur toraidh, agus seòrsa àidseant crochaidh air coileanadh lughdachadh-uisge an toraidh.

3.3.1 Co-mheas ath-bhualadairean

(1) An dòs de BS

Fo na cumhaichean a chaidh a dhearbhadh le paramadairean pròiseis eile (is e 45 ìre poilimearachaidh MCC, n(MCC):n(NaOH)=1:2.1, is e isopropanol an t-àidseant crochaidh, is e 2 uair an ùine gnìomhachaidh ceallalòs aig teòthachd an t-seòmair, is e 80°C an teòthachd co-chur, agus 5 uair an ùine co-chur), gus sgrùdadh a dhèanamh air buaidh na tha de àidseant eitearachaidh 1,4-butane sultone (BS) air ìre ionadachadh bhuidhnean searbhag butanesulfonic an toraidh agus leachtachd a’ mhoirtear.

Chithear, mar a bhios meud BS ag àrdachadh, gum bi ìre ionadachaidh bhuidhnean searbhag butanesulfonic agus leachtachd a’ mhoirtear ag àrdachadh gu mòr. Nuair a ruigeas an co-mheas BS ri MCC 2.2:1, ruigidh leachtachd DS agus a’ mhoirtear an luach as àirde, agus thathas den bheachd gur e an coileanadh lughdachadh-uisge as fheàrr aig an àm seo. Lean luach BS ag àrdachadh, agus thòisich an dà chuid ìre an ionadachaidh agus leachtachd a’ mhoirtear a’ lùghdachadh. Tha seo air sgàth nuair a bhios BS cus, bidh BS ag ath-fhreagairt le NaOH gus HO-(CH2)4SO3Na a chruthachadh. Mar sin, tha am pàipear seo a’ taghadh an co-mheas stuth as fheàrr de BS ri MCC mar 2.2:1.

(2) An dòs de NaOH

Fo na cumhaichean a chaidh a dhearbhadh le paramadairean pròiseis eile (is e 45 ìre poilimearachaidh MCC, n(BS):n(MCC)=2.2:1. Is e isopropanol an t-àidseant crochaidh, is e 2 uair an ùine gnìomhachaidh ceallalòs aig teòthachd an t-seòmair, is e 80°C an teòthachd co-chur, agus 5 uair an ùine co-chur), gus sgrùdadh a dhèanamh air buaidh na tha de sodium hydroxide air ìre ionadachadh bhuidhnean searbhag butanesulfonic anns an toradh agus leachtachd a’ mhoirtear.

Chithear, le àrdachadh ann an ìre an lughdachadh, gu bheil ìre an ath-chur de SBC ag àrdachadh gu luath, agus a’ tòiseachadh a’ lùghdachadh às deidh dha an luach as àirde a ruighinn. Tha seo air sgàth, nuair a tha susbaint NaOH àrd, gu bheil cus bhunait shaor anns an t-siostam, agus gu bheil coltachd ath-bheachdan taobh ag àrdachadh, agus mar thoradh air sin bidh barrachd riochdairean etherification (BS) a’ gabhail pàirt ann an ath-bheachdan taobh, agus mar sin a’ lughdachadh ìre ath-chur bhuidhnean searbhag sulfonic anns an toradh. Aig teòthachd nas àirde, bidh làthaireachd cus NaOH cuideachd a’ lughdachadh a’ cheallalòis, agus bidh buaidh aig ìre nas ìsle de phoilimearachadh air coileanadh lughdachadh uisge an toraidh. A rèir nan toraidhean deuchainneach, nuair a tha an co-mheas molar de NaOH gu MCC mu 2.1, is e an ìre ath-chur as motha, agus mar sin tha am pàipear seo a’ dearbhadh gu bheil an co-mheas molar de NaOH gu MCC 2.1:1.0.

3.3.2 Buaidh teòthachd ath-bhualaidh air coileanadh lughdachadh uisge toraidh

Fo na cumhaichean a chaidh a dhearbhadh le paramadairean pròiseis eile (is e 45 ìre poilimearachaidh MCC, n(MCC):n(NaOH):n(BS)=1:2.1:2.2, is e isopropanol an t-àidseant crochaidh, agus is e 2 uair an ùine gnìomhachaidh ceallalòs aig teòthachd an t-seòmair. Ùine 5 uair), chaidh buaidh teòthachd ath-bhualadh co-chur air ìre ionadachadh bhuidhnean searbhag butanesulfonic anns an toradh a sgrùdadh.

Chithear, mar a bhios teòthachd an ath-bhualaidh ag àrdachadh, gu bheil ìre ath-chur searbhag sulfonic DS de SBC ag àrdachadh mean air mhean, ach nuair a bhios teòthachd an ath-bhualaidh nas àirde na 80 °C, tha DS a’ sealltainn gluasad sìos. Tha an ath-bhualadh etherification eadar 1,4-butane sultone agus ceallalòs na ath-bhualadh endothermic, agus tha àrdachadh teòthachd an ath-bhualaidh buannachdail don ath-bhualadh eadar an àidseant etherification agus a’ bhuidheann ceallalòs hydroxyl, ach mar a bhios an teòthachd ag àrdachadh, bidh buaidh NaOH agus ceallalòs ag àrdachadh mean air mhean. Bidh e a’ fàs làidir, ag adhbhrachadh gum bi an ceallalòs a’ lobhadh agus a’ tuiteam dheth, agus mar thoradh air sin bidh lùghdachadh ann an cuideam moileciuil ceallalòs agus gineadh shiùcairean moileciuil beaga. Tha ath-bhualadh nam moileciuilean beaga sin le àidseantan etherification an ìre mhath furasta, agus thèid barrachd àidseantan etherification a chaitheamh, a’ toirt buaidh air ìre ath-chur an toraidh. Mar sin, tha an tràchdas seo den bheachd gur e 80 ℃ an teòthachd ath-bhualadh as freagarraiche airson ath-bhualadh etherification BS agus ceallalòs.

3.3.3 Buaidh ùine freagairt air coileanadh lughdachadh uisge toraidh

Tha an ùine ath-bhualadh air a roinn ann an gnìomhachadh teòthachd an t-seòmair de stuthan amh agus ùine co-chur teòthachd cunbhalach de thoraidhean.

(1) Ùine gnìomhachaidh teòthachd an t-seòmair airson stuthan amh

Fo na cumhaichean pròiseis as fheàrr gu h-àrd (ìre poilimearachaidh MCC 45, n(MCC):n(NaOH):n(BS)=1:2.1:2.2, is e isopropanol an t-àidseant crochaidh, teòthachd ath-bhualadh co-chur 80°C, ùine co-chur teòthachd seasmhach an toraidh 5h), rannsaich buaidh ùine gnìomhachaidh teòthachd an t-seòmair air ìre ionadachadh buidheann searbhag butanesulfonic an toraidh.

Chithear gu bheil ìre ath-chur buidheann searbhag butanesulfonic an toraidh SBC ag àrdachadh an toiseach agus an uairsin a’ lùghdachadh le leudachadh na h-ùine gnìomhachaidh. Is dòcha gur e an t-adhbhar airson an anailis gu bheil le àrdachadh ùine gnìomh NaOH, gu bheil lobhadh ceallalòs gu math dona. Lùghdaich cuideam moileciuil ceallalòs gus siùcaran moileciuil beaga a chruthachadh. Tha ath-bhualadh nam moileciuilean beaga sin le riochdairean eitearachaidh gu math furasta, agus thèid barrachd riochdairean eitearachaidh a chaitheamh, a’ toirt buaidh air ìre ath-chur an toraidh. Mar sin, tha am pàipear seo den bheachd gur e 2 uair a thìde an ùine gnìomhachaidh aig teòthachd an t-seòmair airson stuthan amh.

(2) Ùine co-chur toraidh

Fo na cumhaichean pròiseis as fheàrr gu h-àrd, chaidh buaidh ùine gnìomhachaidh aig teòthachd an t-seòmair air ìre ionadachaidh buidheann searbhag butanesulfonic an toraidh a sgrùdadh. Chithear, le leudachadh na h-ùine ath-bhualaidh, gu bheil ìre an ionadachaidh ag àrdachadh an toiseach, ach nuair a ruigeas an ùine ath-bhualaidh 5 uairean a thìde, tha an DS a’ sealltainn gluasad sìos. Tha seo co-cheangailte ris a’ bhunait shaor a tha an làthair ann an ath-bhualadh etherification ceallalòs. Aig teòthachdan nas àirde, bidh leudachadh na h-ùine ath-bhualaidh ag adhbhrachadh àrdachadh ann an ìre hydrolysis alcalach ceallalòs, giorrachadh slabhraidh mhóileciuil ceallalòs, lùghdachadh ann an cuideam moileciuil an toraidh, agus àrdachadh ann an ath-bhualaidhean taobh, agus mar thoradh air sin bidh ìre an ionadachaidh a’ lùghdachadh. Anns an deuchainn seo, is e 5 uairean an ùine co-chur as fheàrr.

3.3.4 Buaidh an t-seòrsa àidseant crochaidh air coileanadh lughdachadh-uisge an toraidh

Fo na cumhaichean pròiseis as fheàrr (ìre poilimearachaidh MCC 45, n(MCC):n(NaOH):n(BS)=1:2.1:2.2, ùine gnìomhachaidh stuthan amh aig teòthachd an t-seòmair 2h, ùine co-chur teòthachd cunbhalach thoraidhean 5h, agus teòthachd ath-bhualadh co-chur 80 ℃), tagh isopropanol, ethanol, n-butanol, ethyl acetate agus petroleum ether fa leth mar riochdairean crochaidh, agus bruidhinn air an tionchar air coileanadh lughdachadh uisge an toraidh.

Gu follaiseach, faodar isopropanol, n-butanol agus ethyl acetate uile a chleachdadh mar àidseant crochaidh san ath-bhualadh etherification seo. A bharrachd air na luchd-freagairt a sgaoileadh, faodaidh an àidseant crochaidh smachd a chumail air teòthachd an ath-bhualadh. Tha puing goil isopropanol aig 82.3°C, agus mar sin nuair a thathar a’ cleachdadh isopropanol mar àidseant crochaidh, faodar teòthachd an t-siostaim a smachdachadh faisg air an teòthachd ath-bhualadh as fheàrr, agus tha ìre ath-chur bhuidhnean searbhag butanesulfonic anns an toradh agus leachtachd a’ mhoirtear an ìre mhath àrd; ged a tha puing goil ethanol ro àrd (Ìosal), chan eil teòthachd an ath-bhualadh a’ coinneachadh ris na riatanasan, tha ìre ath-chur bhuidhnean searbhag butanesulfonic anns an toradh agus leachtachd a’ mhoirtear ìosal; faodaidh ether petroleum pàirt a ghabhail san ath-bhualadh, agus mar sin chan fhaighear toradh sgapte.

4 Co-dhùnadh

(1) A’ cleachdadh pronnadh cotan mar a’ chiad stuth amh,ceallalòs meanbh-chriostalach (MCC)le ìre iomchaidh de phoilimearachadh chaidh ullachadh, a ghnìomhachadh le NaOH, agus ath-bhualadh le 1,4-butane sultone gus searbhag butylsulfonic soluble ann an uisge ullachadh. Eitear ceallalòs, is e sin, lughdadair uisge stèidhichte air ceallalòs. Chaidh structar an toraidh a chomharrachadh, agus chaidh a lorg às deidh ath-bhualadh eitearachaidh ceallalòs, gu robh buidhnean searbhag sulfonic air an t-sreath mhóileciuil aige, a bha air atharrachadh gu structar neo-chruthach, agus bha deagh solubleachd uisge aig toradh lughdadair uisge;

(2) Tro dheuchainnean, chaidh a lorg nuair a tha ìre poilimearachaidh ceallalòs meanbh-chriostalach 45, gur e an coileanadh lughdachadh uisge as fheàrr a th’ aig an toradh a gheibhear; fo chumha gu bheil ìre poilimearachaidh nan stuthan amh air a dhearbhadh, is e co-mheas nan ath-bhualadairean n(MCC):n(NaOH):n(BS)=1:2.1:2.2, is e 2 uair an ùine gnìomhachaidh airson stuthan amh aig teòthachd an t-seòmair, is e 80°C an teòthachd co-chur toraidh, agus is e 5 uairean an ùine co-chur. Tha coileanadh uisge as fheàrr.