Целлюлоза туындылары целлюлоза полимерлеріндегі гидроксил топтарының химиялық реагенттермен эфирленуі немесе эфирленуі арқылы алынады.Реакция өнімдерінің құрылымдық сипаттамалары бойынша целлюлоза туындыларын үш категорияға бөлуге болады: целлюлоза эфирлері, целлюлоза эфирлері және целлюлоза эфирлері.Іс жүзінде коммерциялық қолданылатын целлюлоза эфирлері: целлюлоза нитраты, целлюлоза ацетаты, целлюлоза ацетаты бутират және целлюлоза ксантат.Целлюлоза эфирлеріне: метилцеллюлоза, карбоксиметилцеллюлоза, этилцеллюлоза, гидроксиэтилцеллюлоза, цианэтил целлюлоза, гидроксипропил целлюлоза және гидроксипропилметилцеллюлоза жатады.Сонымен қатар эфирдің аралас туындылары бар.
Қасиеттері мен қолданылуы Ауыстырушы реагенттерді таңдау және технологиялық дизайн арқылы өнімді суда, сұйылтылған сілті ерітіндісінде немесе органикалық еріткіште ерітуге немесе термопластикалық қасиеттерге ие болуы мүмкін және химиялық талшықтарды, пленкаларды, пленка негіздерін, пластмассаларды, оқшаулағыштарды өндіру үшін пайдаланылуы мүмкін. материалдар, жабындар, суспензия, полимерлі дисперсенттер, тағамдық қоспалар және күнделікті химиялық өнімдер.Целлюлоза туындыларының қасиеттері орынбасарлардың табиғатына, алмастырылатын глюкоза тобындағы үш гидроксил тобының DS дәрежесіне және орынбасарлардың макромолекулярлық тізбек бойынша таралуына байланысты.Барлық үш гидроксил тобы (DS 3) алмастырылған кездегі біркелкі алмастырылған өнімді қоспағанда, реакцияның кездейсоқ болуына байланысты, басқа жағдайларда (гомогенді реакция немесе гетерогенді реакция) келесі үш түрлі орын басу орны алынады: Аралас өнімдер алмастырылмаған глюкозил топтары: ① моно алмастырылған (DS 1, C, C немесе C позициясы ауыстырылады, құрылымдық формула целлюлозаны қараңыз);② ауыстырылған (DS - 2, C, C, C, C немесе C, C позициялары ауыстырылады);③ толық ауыстыру (DS 3).Демек, бірдей алмастыру мәні бар бір целлюлоза туындысының қасиеттері де мүлдем басқаша болуы мүмкін.Мысалы, DS 2-ге тікелей эфирденген целлюлоза диацетат ацетонда ерімейді, бірақ толық эфирленген целлюлоза триацетатын сабындау арқылы алынған целлюлоза диацетат ацетонда толығымен ерітіледі.Бұл алмастырудың гетерогенділігі целлюлоза эфирінің негізгі заңдарымен және эфирлену реакцияларымен байланысты.
Целлюлоза молекуласындағы целлюлозаның этерификациясы мен эфирлену реакциясының негізгі заңы, глюкоза тобындағы үш гидроксил топтарының орны әр түрлі және көршілес орынбасарлардың әсері мен стерикалық кедергі де әртүрлі.Үш гидроксил топтарының салыстырмалы қышқылдығы мен диссоциациялану дәрежесі: C>C>C.Эфирлену реакциясын сілтілі ортада жүргізгенде алдымен С гидроксил тобы, содан кейін С гидроксил тобы, ең соңында С біріншілік гидроксил тобы әрекеттеседі.Эфирлену реакциясы қышқыл ортада жүргізілгенде әрбір гидроксил тобының реакциясының қиындығы эфирлену реакциясының ретіне қарама-қарсы болады.Көлемді орынбасушы реагентпен әрекеттескенде стерикалық кедергі әсері маңызды әсер етеді, ал С және С гидроксил топтарына қарағанда стерикалық кедергі әсері аз С гидроксил тобының әрекеттесуі оңайырақ.
Целлюлоза – табиғи кристалды полимер.Этерификация және эфирлену реакцияларының көпшілігі целлюлоза қатты күйде болған кездегі гетерогенді реакциялар болып табылады.Реакция реагенттерінің целлюлоза талшығына диффузиялық күйі қол жетімділік деп аталады.Кристалдық аймақтың молекулааралық орналасуы тығыз орналасқан және реагент тек кристалдық бетке ғана диффузия жасай алады.Аморфты аймақта молекулааралық орналасу бос, реагенттермен оңай жанасуға болатын, қол жетімділігі жоғары және реакциясы жеңіл бос гидроксил топтары көбірек.Әдетте, жоғары кристалды және үлкен кристалды шикізатты кристалдылығы төмен және шағын кристалды шикізат сияқты реакцияға түсу оңай емес.Бірақ бұл мүлдем дұрыс емес, мысалы, кристалдылығы төмен және кристалдылығы аз құрғақ вискоза талшықтарының ацетилдену жылдамдығы жоғары кристалды және үлкен кристалды мақта талшығына қарағанда айтарлықтай төмен.Өйткені кептіру процесінде көршілес полимерлер арасында кейбір сутегі байланыс нүктелері пайда болады, бұл реагенттердің диффузиясына кедергі жасайды.Егер дымқыл целлюлоза шикізатындағы ылғалды үлкенірек органикалық еріткішпен (мысалы, сірке қышқылы, бензол, пиридин) ауыстырып, содан кейін кептірсе, оның реактивтілігі айтарлықтай жақсарады, өйткені кептіру еріткішті толығымен шығара алмайды, ал кейбіреулері үлкенірек. молекулалар целлюлоза шикізатының «саңылауларында» ұсталып, құрамындағы целлюлоза деп аталатынды құрайды.Ісіну арқылы ұлғайған қашықтықты қалпына келтіру оңай емес, бұл реагенттердің диффузиясына қолайлы және реакция жылдамдығы мен реакцияның біркелкі болуына ықпал етеді.Осы себепті әртүрлі целлюлоза туындыларын өндіру процесінде тиісті ісінуді өңдеу керек.Ісіну агенті ретінде әдетте су, қышқыл немесе белгілі бір концентрациядағы сілті ерітіндісі қолданылады.Сонымен қатар, бірдей физикалық және химиялық көрсеткіштері бар ерітілген целлюлозаның химиялық реакциясының қиындығы көбінесе әртүрлі өсімдіктердің морфологиялық факторларынан немесе бір өсімдіктегі әртүрлі биохимиялық және құрылымдық қызметтері бар жасушалардан туындайды.ның.Өсімдік талшығының сыртқы қабатының бастапқы қабырғасы реагенттердің енуіне кедергі жасайды және химиялық реакцияларды баяулатады, сондықтан жақсы реактивтілігі бар еріткіш целлюлозаны алу үшін әдетте бастапқы қабырғаны жою үшін целлюлоза процесінде сәйкес шарттарды қолдану қажет.Мысалы, қопсытқыш целлюлоза вискоза массасын өндіруде реакциялық қабілеті нашар шикізат болып табылады.Вискозаны (целлюлоза ксантат сілтінің ерітіндісін) дайындаған кезде күкіртті көміртегі мақта линтер целлюлозасы мен ағаш целлюлозасына қарағанда көбірек жұмсалады.Сүзу жылдамдығы басқа пульпалармен дайындалған вискозаға қарағанда төмен.Себебі, қант қамысы талшық жасушаларының бастапқы қабырғасы кәдімгі әдістермен сілті целлюлозасын дайындау және сілтілеу кезінде дұрыс зақымданбаған, нәтижесінде сарғаю реакциясы қиындаған.
Алдын ала гидролизденген сілтілі сілтілі целлюлоза талшықтары] және 2-сурет [сілтілі сіңдіруден кейінгі сілтілі целлюлоза талшықтары] тиісінше алдын ала гидролизденген сілтілі процесс пен кәдімгі сілтілі сіңдіруден кейінгі шағын целлюлоза талшықтары бетінің электронды микроскоппен сканерленген суреттері болып табылады, бұрынғысын әлі де көруге болады. таза шұңқырлар;соңғысында сілті ерітіндісінің ісінуінен шұңқырлар жоғалып кетсе де, бастапқы қабырға әлі де бүкіл талшықты жабады.Егер «екінші сіңдіру» (үлкен ісіну әсері бар сұйылтылған сілті ерітіндісімен екінші сіңдіруден кейін кәдімгі сіңдіру) немесе терең ұнтақтау (механикалық ұнтақтаумен біріктірілген кәдімгі сіңдіру) процесі болса, сарғаю реакциясы бірқалыпты жүруі мүмкін, вискозаны сүзу жылдамдығы. айтарлықтай жақсарды.Өйткені, жоғарыда аталған екі әдістің екеуі де реагенттердің енуіне қолайлы және реакцияның өнімділігін жақсартатын салыстырмалы жеңіл реакцияның ішкі қабатын ашып, бастапқы қабырғаны қабыршақтай алады (3-сурет [қағазды целлюлоза талшығын екінші рет сіңдіру. ], сурет. Ұнтақтау Багасты целлюлоза талшықтары]).
Соңғы жылдары целлюлозаны тікелей еріте алатын сусыз еріткіштер жүйесі пайда болды.Диметилформамид және NO, диметилсульфоксид және параформальдегид және басқа аралас еріткіштер және т.б. целлюлозаның біртекті реакцияға түсуіне мүмкіндік береді.Бірақ фазадан тыс реакциялардың жоғарыда аталған кейбір заңдары енді қолданылмайды.Мысалы, ацетонда еритін целлюлоза диацетатын дайындау кезінде целлюлоза триацетатының гидролизінен өту қажет емес, бірақ DS 2 болғанша тікелей эфирден өтуге болады.
Хабарлама уақыты: 27 ақпан 2023 ж