Cellulose Derivate ginn duerch Veresterung oder Etherifikatioun vun Hydroxylgruppen a Cellulosepolymere mat chemesche Reagenz produzéiert.Geméiss de strukturelle Charakteristike vun de Reaktiounsprodukter kënnen Cellulosederivater an dräi Kategorien opgedeelt ginn: Celluloseether, Celluloseester, a Celluloseetherester.D'Celluloseester, déi tatsächlech kommerziell benotzt ginn, sinn: Cellulosenitrat, Celluloseacetat, Celluloseacetatbutyrat a Cellulosexanthat.Celluloseethere enthalen: Methylcellulose, Carboxymethylcellulose, Ethylcellulose, Hydroxyethylcellulose, Cyanoethylcellulose, Hydroxypropylcellulose an Hydroxypropyl Methylcellulose.Zousätzlech ginn et Ester Ether gemëscht Derivate.
Eegeschaften a Gebrauch Duerch d'Auswiel vun Ersatzreagenser a Prozessdesign kann d'Produkt a Waasser opgeléist ginn, verdënntem Alkali-Léisung oder organesche Léisungsmëttel, oder thermoplastesch Eegeschaften hunn, a ka benotzt ginn fir chemesch Faseren, Filmer, Filmbasen, Plastik, Isolatioun ze fabrizéieren. Materialien, Beschichtungen, Schlamm, Polymer Dispergéiermëttel, Liewensmëtteladditive an alldeegleche chemesche Produkter.D'Eegeschafte vun Cellulosederivate si verbonne mat der Natur vun de Substituenten, dem Grad DS vun den dräi Hydroxylgruppen op der Glukosegrupp déi ersat gëtt, an d'Verdeelung vun de Substituenten laanscht d'makromolekulär Kette.Wéinst der Zoufällegkeet vun der Reaktioun, ausser fir dat eenheetlech ersat Produkt, wann all dräi Hydroxylgruppen ersat ginn (DS ass 3), an anere Fäll (homogen Reaktioun oder heterogen Reaktioun), ginn déi folgend dräi verschidde Substitutiounspositioune kritt: Gemëschte Produkter mat ongesubstituéiert Glukosylgruppen: ① monosubstituéiert (DS ass 1, C, C oder C Positioun ass ersat, Strukturformel kuckt Zellulose);② dissubstituéiert (DS ass 2, C, C, C, C Oder C, C Positiounen ginn ersat);③ voll Ersatz (DS ass 3).Dofir kënnen d'Eegeschafte vum selwechte Cellulose-Derivat mam selwechte Substitutiounswäert och ganz anescht sinn.Zum Beispill, Zellulose-Diacetat direkt esterifizéiert zu engem DS vun 2 ass onopléisbar an Aceton, awer Cellulose-Diacetat, déi duerch Saponifikatioun vu voll verestertem Cellulosetriacetat kritt gëtt, kann komplett an Aceton opgeléist ginn.Dës Heterogenitéit vun der Substitutioun ass verbonne mat de Grondgesetzer vum Celluloseester an Etherifikatiounsreaktiounen.
D'Basisgesetz vun der Cellulose-Esterifizéierung an der Etherifikatiounsreaktioun an der Cellulosemolekül, d'Positioune vun den dräi Hydroxylgruppen an der Glukosegrupp sinn ënnerschiddlech, an den Afloss vun ugrenzend Substituenten a steresch Hindernisser sinn och anescht.Déi relativ Aciditéit an Dissoziatiounsgrad vun den dräi Hydroxylgruppen sinn: C>C>C.Wann d'Etherifikatiounsreaktioun an engem alkalesche Medium duerchgefouert gëtt, reagéiert d'C Hydroxylgrupp als éischt, dann d'C Hydroxylgrupp, a schliisslech d'C primär Hydroxylgrupp.Wann d'Esterifikatiounsreaktioun an engem sauer Medium duerchgefouert gëtt, ass d'Schwieregkeet vun der Reaktioun vun all Hydroxylgrupp entgéint der Uerdnung vun der Etherifikatiounsreaktioun.Wann Dir mat engem voluminöse Ersatzreagens reagéiert, huet de steresche Hinderniseffekt e wichtegen Afloss, an d'C-Hydroxylgrupp mat engem méi klenge steresche Hindernungseffekt ass méi einfach ze reagéieren wéi d'C- a C-Hydroxylgruppen.
Cellulose ass e kristallinen natierleche Polymer.Déi meescht vun den Esterifizéierungs- an Etherifikatiounsreaktiounen sinn heterogen Reaktiounen wann d'Zellulose zolidd bleift.Den Diffusiounszoustand vun de Reaktiounsreagenz an d'Zellulosefaser gëtt d'Erreechbarkeet genannt.D'intermolekulär Arrangement vun der kristalliner Regioun ass enk arrangéiert, an de Reagens kann nëmmen op d'kristallin Uewerfläch diffusen.D'intermolekulär Arrangement an der amorpher Regioun ass locker, an et gi méi fräi Hydroxylgruppen, déi einfach mat Reagenzen ze kontaktéieren, mat héijer Accessibilitéit an einfacher Reaktioun.Allgemeng sinn Rohmaterial mat héijer Kristallinitéit a grousser Kristallgréisst net sou einfach ze reagéieren wéi Matière première mat gerénger Kristallinitéit a klenger Kristallgréisst.Awer dëst ass net ganz wouer, zum Beispill, d'Acetylatiounsquote vun dréchene Viskosfaser mat méi niddereger Kristallinitéit a méi klenger Kristallinitéit ass wesentlech méi niddereg wéi déi vu Kottengfaser mat méi héijer Kristallinitéit a méi grousser Kristallinitéit.Dëst ass well e puer Waasserstoffverbindungspunkte tëscht benachbaren Polymere wärend dem Trocknungsprozess generéiert ginn, wat d'Diffusioun vu Reagenz verhënnert.Wann d'Feuchtigkeit am naass Cellulose Rohmaterial duerch e gréisseren organesche Léisungsmëttel (wéi Essigsäure, Benzen, Pyridin) ersat gëtt an duerno getrocknegt gëtt, gëtt seng Reaktivitéit staark verbessert, well d'Trocknung de Léisungsmëttel net komplett ausdreiwe kann, an e puer Molekülle ginn an de "Lächer" vum Cellulose-Rohmaterial gefaangen, sougenannte enthale Cellulose bilden.D'Distanz, déi duerch Schwellung vergréissert gouf, ass net einfach ze recuperéieren, wat fir d'Diffusioun vu Reagenzen fördert, a fördert d'Reaktiounsrate an d'Uniformitéit vun der Reaktioun.Aus dësem Grond, am Produktiounsprozess vu verschiddene Cellulose-Derivate, muss et entspriechend Schwellbehandlung sinn.Normalerweis gëtt Waasser, Säure oder eng gewësse Konzentratioun vun Alkaliléisung als Schwellmëttel benotzt.Zousätzlech ass d'Schwieregkeet vun der chemescher Reaktioun vum Opléisende Pulp mat de selwechte physikaleschen a chemesche Indikatoren dacks ganz ënnerschiddlech, wat duerch d'morphologesch Faktore vu verschiddenen Aarte vu Planzen oder Zellen mat verschiddene biochemeschen a strukturelle Funktiounen an der selwechter Planz verursaacht gëtt.vun.Déi primär Mauer vun der baussenzeger Schicht vu Planzfaser behënnert d'Penetratioun vu Reagenz a retardéiert chemesch Reaktiounen, sou datt et normalerweis néideg ass fir entspriechend Bedéngungen am Pulpingprozess ze benotzen fir d'Primärmauer ze zerstéieren fir opléisende Pulp mat besserer Reaktivitéit ze kréien.Zum Beispill, Bagasse Pulp ass e Rohmaterial mat enger schlechter Reaktivitéit bei der Produktioun vu Viskospulp.Wann Dir Viskos preparéiert (Cellulose Xanthat Alkali Léisung), gëtt méi Kuelestoffdisulfid verbraucht wéi Kotteng Linter Pulp an Holzpulp.De Filtratiounsquote ass manner wéi déi vu Viskos, déi mat anere Pulp preparéiert ass.Dëst ass well d'Primärwand vun Zockerrouerfaserzellen net richteg beschiedegt gouf wärend der Pulping an der Preparatioun vun Alkalicellulose duerch konventionell Methoden, wat zu Schwieregkeete bei der gieler Reaktioun resultéiert.
Pre-hydrolyséiert alkalesch Bagasse-Pulpfaser] an Figur 2 [Bagasse-Pulpfaser no Alkali-Imprägnatioun] sinn Elektronenmikroskop Scannen Biller vun der Uewerfläch vu Bagasse-Pulpfaseren no vir-hydrolyséierten alkalesche Prozess a konventionell alkalescher Imprägnatioun respektiv, déi fréier kann nach ëmmer gesi ginn kloer Grouwen;an der leschter, obwuel d'Gropen verschwannen wéinst der Schwellung vun der Alkali-Léisung, deckt d'primär Mauer nach ëmmer d'ganz Faser.Wann d'"zweet Imprägnatioun" (gewéinlech Imprägnatioun gefollegt vun enger zweeter Imprägnatioun mat enger verdënnter Alkali-Léisung mat engem grousse Schwellungseffekt) oder Dip-Schleifen (gemeinsame Imprägnatioun kombinéiert mat mechanesche Schleifen) Prozess, kann d'Vergelungsreaktioun glat weidergoen, d'Viskosefiltratiounsrate ass wesentlech verbessert.Dëst ass well déi zwou uewe genannte Methoden d'Primärmauer ofschielen kënnen, déi bannenzeg Schicht vun der relativ einfacher Reaktioun aussetzt, wat fir d'Penetratioun vu Reagenzë bäidréit an d'Reaktiounsleistung verbessert (Fig. 3 [sekundär Imprägnatioun vu Bagasse-Pulpfaser) ], Fig. Schleifen Bagasse Pulp Fibers]).
An de leschte Joeren sinn net-wässerlech Léisungsmëttelsystemer entstanen, déi Zellulose direkt opléise kënnen.Sou wéi Dimethylformamid an NO, Dimethylsulfoxid a Paraformaldehyd, an aner gemëschte Léisungsmëttelen, asw., Erlaaben d'Cellulose eng homogen Reaktioun ze maachen.Wéi och ëmmer, e puer vun den uewe genannte Gesetzer vun ausser-Phase-Reaktiounen gëllen net méi.Zum Beispill, wann Dir Cellulose-Diacetat löslech an Aceton preparéiert, ass et net néideg d'Hydrolyse vum Cellulosetriacetat ze maachen, awer kann direkt verestert ginn bis den DS 2 ass.
Post Zäit: Februar-27-2023