බියුටේන් සල්ෆොනේට් සෙලියුලෝස් ඊතර් ජල අඩු කරන්නාගේ සංස්ලේෂණය සහ ලක්ෂණය
සෙලියුලෝස් කපු පල්ප් වල අම්ල ජල විච්ඡේදනය මගින් ලබාගත් නිශ්චිත මට්ටමේ බහුඅවයවීකරණයක් සහිත ක්ෂුද්ර ස්ඵටික සෙලියුලෝස් (MCC) අමුද්රව්ය ලෙස භාවිතා කරන ලදී. සෝඩියම් හයිඩ්රොක්සයිඩ් සක්රිය කිරීම යටතේ, එය 1,4-බියුටේන් සල්ටෝන් (BS) සමඟ ප්රතික්රියා කර හොඳ ජල ද්රාව්යතාවයක් සහිත සෙලියුලෝස් බියුටයිල් සල්ෆොනේට් (SBC) ජල අඩු කරන්නෙකු ලබා ගන්නා ලදී. නිෂ්පාදන ව්යුහය අධෝරක්ත වර්ණාවලීක්ෂය (FT-IR), න්යෂ්ටික චුම්භක අනුනාද වර්ණාවලීක්ෂය (NMR), ස්කෑනිං ඉලෙක්ට්රෝන අන්වීක්ෂය (SEM), X-කිරණ විවර්තනය (XRD) සහ අනෙකුත් විශ්ලේෂණ ක්රම මගින් සංලක්ෂිත වූ අතර, MCC හි බහුඅවයවීකරණ උපාධිය, අමුද්රව්ය අනුපාතය සහ ප්රතික්රියාව විමර්ශනය කරන ලදී. උෂ්ණත්වය, ප්රතික්රියා කාලය සහ අත්හිටුවීමේ කාරක වර්ගය වැනි කෘතිම ක්රියාවලි තත්වයන් නිෂ්පාදනයේ ජලය අඩු කිරීමේ ක්රියාකාරිත්වයට ඇති කරන බලපෑම්. ප්රතිඵලවලින් පෙනී යන්නේ: අමුද්රව්ය MCC හි බහුඅවයවීකරණයේ මට්ටම 45 ක් වන විට, ප්රතික්රියාකාරකවල ස්කන්ධ අනුපාතය: AGU (සෙලියුලෝස් ග්ලූකෝසයිඩ් ඒකකය): n (NaOH): n (BS) = 1.0: 2.1: 2.2, අත්හිටුවීමේ කාරකය අයිසොප්රොපනෝල් වන අතර, කාමර උෂ්ණත්වයේ දී අමුද්රව්ය සක්රිය කිරීමේ කාලය පැය 2 ක් වන අතර නිෂ්පාදනයේ සංස්ලේෂණ කාලය පැය 5 කි. උෂ්ණත්වය 80°C වන විට, ලබාගත් නිෂ්පාදනයට බියුටේන්සල්ෆොනික් අම්ල කාණ්ඩවල ඉහළම ආදේශන මට්ටමක් ඇති අතර, නිෂ්පාදනයට හොඳම ජලය අඩු කිරීමේ කාර්ය සාධනය ඇත.
මූල පද:සෙලියුලෝස්; සෙලියුලෝස් බියුටයිල්සල්ෆොනේට්; ජලය අඩු කරන කාරකය; ජලය අඩු කරන කාර්ය සාධනය
1 යි、හැඳින්වීම
කොන්ක්රීට් සුපිරි ප්ලාස්ටිසයිසර් යනු නවීන කොන්ක්රීට් වල අත්යවශ්ය අංගයකි. ජලය අඩු කිරීමේ කාරකයේ පෙනුම නිසා කොන්ක්රීට් වල ඉහළ ක්රියාකාරීත්වය, හොඳ කල්පැවැත්ම සහ ඉහළ ශක්තිය පවා සහතික කළ හැකිය. වර්තමානයේ බහුලව භාවිතා වන ඉහළ කාර්යක්ෂමතා ජල අඩු කරන්නන්ට ප්රධාන වශයෙන් පහත කාණ්ඩ ඇතුළත් වේ: නැප්තලීන් මත පදනම් වූ ජල අඩු කරන්නා (SNF), සල්ෆනේටඩ් මෙලමයින් දුම්මල මත පදනම් වූ ජල අඩු කරන්නා (SMF), සල්ෆමේට් මත පදනම් වූ ජල අඩු කරන්නා (ASP), නවීකරණය කරන ලද ලිග්නොසල්ෆොනේට් සුපිරි ප්ලාස්ටිසයිසර් (ML) සහ පොලිකාබොක්සිලේට් සුපිරි ප්ලාස්ටිසයිසර් (PC), එය දැනට වඩාත් ක්රියාශීලීව පර්යේෂණ කර ඇත. ජල අඩු කරන්නන්ගේ සංස්ලේෂණ ක්රියාවලිය විශ්ලේෂණය කිරීමේදී, පෙර සාම්ප්රදායික ඝනීභවනය කරන ජල අඩු කරන්නන් බොහොමයක් බහු ඝනීභවනය කිරීමේ ප්රතික්රියාව සඳහා අමුද්රව්ය ලෙස ප්රබල තියුණු සුවඳක් සහිත ෆෝමල්ඩිහයිඩ් භාවිතා කරන අතර සල්ෆනීකරණ ක්රියාවලිය සාමාන්යයෙන් සිදු කරනු ලබන්නේ අධික ලෙස විඛාදනයට ලක්වන සල්ෆියුරික් අම්ලය හෝ සාන්ද්රිත සල්ෆියුරික් අම්ලය සමඟිනි. මෙය අනිවාර්යයෙන්ම සේවකයින්ට සහ අවට පරිසරයට අහිතකර බලපෑම් ඇති කරන අතර, තිරසාර සංවර්ධනයට හිතකර නොවන අපද්රව්ය අපද්රව්ය සහ අපද්රව්ය ද්රව විශාල ප්රමාණයක් ජනනය කරනු ඇත; කෙසේ වෙතත්, පොලිකාබොක්සිලේට් ජල අඩු කරන්නන්ට කාලයත් සමඟ කොන්ක්රීට් කුඩා පාඩුවක්, අඩු මාත්රාවක්, හොඳ ප්රවාහයක් වැනි වාසි තිබුණද, එහි ඉහළ ඝනත්වයේ වාසි සහ ෆෝමල්ඩිහයිඩ් වැනි විෂ සහිත ද්රව්ය නොමැති වීම, නමුත් ඉහළ මිල නිසා චීනයේ එය ප්රවර්ධනය කිරීම දුෂ්කර ය. අමුද්රව්යවල ප්රභවය විශ්ලේෂණය කිරීමෙන්, ඉහත සඳහන් කළ ජල අඩු කරන්නන් බොහොමයක් ඛනිජ රසායනික නිෂ්පාදන/අතුරු නිෂ්පාදන මත පදනම්ව සංස්ලේෂණය කර ඇති බව සොයා ගැනීම අපහසු නැත, නමුත් ඛනිජ තෙල්, පුනර්ජනනීය නොවන සම්පතක් ලෙස, වඩ වඩාත් හිඟ වන අතර එහි මිල නිරන්තරයෙන් ඉහළ යමින් පවතී. එබැවින්, නව ඉහළ කාර්යසාධනයක් සහිත කොන්ක්රීට් සුපිරි ප්ලාස්ටිසයිසර් සංවර්ධනය කිරීම සඳහා අමුද්රව්ය ලෙස ලාභ සහ බහුල ස්වාභාවික පුනර්ජනනීය සම්පත් භාවිතා කරන්නේ කෙසේද යන්න කොන්ක්රීට් සුපිරි ප්ලාස්ටිසයිසර් සඳහා වැදගත් පර්යේෂණ දිශාවක් බවට පත්ව ඇත.
සෙලියුලෝස් යනු බොහෝ D-ග්ලූකොපිරනෝස් β-(1-4) ග්ලයිකෝසිඩික් බන්ධන සමඟ සම්බන්ධ කිරීමෙන් සෑදෙන රේඛීය සාර්ව අණුවකි. සෑම ග්ලූකොපිරනෝසයිල් වළල්ලකම හයිඩ්රොක්සයිල් කාණ්ඩ තුනක් ඇත. නිසි ප්රතිකාර කිරීමෙන් යම් ප්රතික්රියාශීලීත්වයක් ලබා ගත හැකිය. මෙම පත්රිකාවේ, සෙලියුලෝස් කපු පල්ප් ආරම්භක අමුද්රව්ය ලෙස භාවිතා කරන ලද අතර, අම්ල ජල විච්ඡේදනය කිරීමෙන් පසු සුදුසු මට්ටමේ බහුඅවයවීකරණයක් සහිත ක්ෂුද්ර ස්ඵටික සෙලියුලෝස් ලබා ගැනීමෙන් පසු, එය සෝඩියම් හයිඩ්රොක්සයිඩ් මගින් සක්රිය කර බියුටයිල් සල්ෆොනේට් සකස් කිරීම සඳහා 1,4-බියුටේන් සල්ටෝන් සමඟ ප්රතික්රියා කරන ලද අතර, එක් එක් ප්රතික්රියාවේ බලපෑම් කරන සාධක සාකච්ඡා කරන ලදී.
2. අත්හදා බැලීම
2.1 අමුද්රව්ය
සෙලියුලෝස් කපු පල්ප්, බහුඅවයවීකරණ උපාධිය 576, ෂින්ජියැං අයෝයැං තාක්ෂණ සමාගම, සීමාසහිත; ෂැංහයි ජියාචෙන් කෙමිකල් සමාගම, සීමාසහිත විසින් නිෂ්පාදනය කරන ලද කාර්මික ශ්රේණියේ 1,4-බියුටේන් සල්ටෝන් (BS); 52.5R සාමාන්ය පෝට්ලන්ඩ් සිමෙන්ති, උරුම්කි සිමෙන්ති කර්මාන්ත ශාලාව විසින් සපයන ලදී; ෂියාමෙන් ඒස් ඕ ස්ටෑන්ඩර්ඩ් සෑන්ඩ් සමාගම, සීමාසහිත විසින් නිෂ්පාදනය කරන ලද චීන ISO සම්මත වැලි; සෝඩියම් හයිඩ්රොක්සයිඩ්, හයිඩ්රොක්ලෝරික් අම්ලය, අයිසොප්රොපනෝල්, නිර්ජලීය මෙතනෝල්, එතිල් ඇසිටේට්, එන්-බියුටනෝල්, පෙට්රෝලියම් ඊතර් යනාදිය විශ්ලේෂණාත්මකව පිරිසිදු, වාණිජමය වශයෙන් ලබා ගත හැකිය.
2.2 පර්යේෂණාත්මක ක්රමය
කපු පල්ප් නිශ්චිත ප්රමාණයක් කිරා මැන නිසි ලෙස අඹරා, එය බෙල්ල තුනේ බෝතලයකට දමා, තනුක හයිඩ්රොක්ලෝරික් අම්ලයේ නිශ්චිත සාන්ද්රණයක් එකතු කර, රත් කිරීමට කලවම් කර නිශ්චිත කාලයක් ජල විච්ඡේදනය කරන්න, කාමර උෂ්ණත්වයට සිසිල් කරන්න, පෙරීම, උදාසීන වන තෙක් ජලයෙන් සෝදා, 50°C දී රික්තකය වියළන්න. විවිධ අංශක බහුඅවයවීකරණයක් සහිත ක්ෂුද්ර ස්ඵටික සෙලියුලෝස් අමුද්රව්ය ලබා ගැනීමෙන් පසු, සාහිත්යයට අනුව ඒවායේ බහුඅවයවීකරණ මට්ටම මැන, බෙල්ල තුනේ ප්රතික්රියා බෝතලයකට දමා, එහි ස්කන්ධය මෙන් 10 ගුණයක් අත්හිටුවන කාරකයක් සමඟ එය අත්හිටුවන්න, ඇවිස්සීම යටතේ සෝඩියම් හයිඩ්රොක්සයිඩ් ජලීය ද්රාවණයක් නිශ්චිත ප්රමාණයක් එකතු කරන්න, කලවම් කර නිශ්චිත කාලයක් කාමර උෂ්ණත්වයේ දී සක්රිය කරන්න, ගණනය කළ 1,4-බියුටේන් සල්ටෝන් (BS) ප්රමාණය එකතු කරන්න, ප්රතික්රියා උෂ්ණත්වයට රත් කරන්න, නිශ්චිත කාලයක් සඳහා නියත උෂ්ණත්වයේ ප්රතික්රියා කරන්න, නිෂ්පාදිතය කාමර උෂ්ණත්වයට සිසිල් කරන්න, සහ චූෂණ පෙරීම මගින් අමු නිෂ්පාදනය ලබා ගන්න. ජලය සහ මෙතනෝල් සමඟ 3 වතාවක් සේදීම, සහ චූෂණ සමඟ පෙරීම අවසන් නිෂ්පාදනය, එනම් සෙලියුලෝස් බියුටයිල්සල්ෆොනේට් ජල අඩු කරන්නා (SBC) ලබා ගැනීම සඳහා.
2.3 නිෂ්පාදන විශ්ලේෂණය සහ චරිත නිරූපණය
2.3.1 නිෂ්පාදන සල්ෆර් අන්තර්ගතය තීරණය කිරීම සහ ආදේශන මට්ටම ගණනය කිරීම
වියළි සෙලියුලෝස් බියුටයිල් සල්ෆොනේට් ජල අඩු කරන්නා නිෂ්පාදනයේ සල්ෆර් අන්තර්ගතය තීරණය කිරීම සඳහා මූලද්රව්ය විශ්ලේෂණය සිදු කිරීම සඳහා FLASHEA-PE2400 මූලද්රව්ය විශ්ලේෂකය භාවිතා කරන ලදී.
2.3.2 මෝටාර් වල ද්රවශීලතාවය තීරණය කිරීම
GB8076-2008 හි 6.5 ට අනුව මනිනු ලැබේ. එනම්, ප්රසාරණ විෂ්කම්භය (180±2)mm සිමෙන්ති වන විට, මනින ලද මිණුම් සලකුණු ජල පරිභෝජනය ග්රෑම් 230 ක් වන විට, පළමුව NLD-3 සිමෙන්ති මෝටාර් ද්රවශීලතා පරීක්ෂකයේ ජලය/සිමෙන්ති/සම්මත වැලි මිශ්රණය මැන බලන්න, ඉන්පසු සිමෙන්ති/ජල අඩු කිරීමේ කාරකය/සම්මත ජලය/සම්මත වැලි=450g/4.5g/230g/ 1350 g අනුපාතය JJ-5 සිමෙන්ති මෝටාර් මිශ්රණයක තබා ඒකාකාරව කලවම් කර, මෝටාර් ද්රවශීලතා පරීක්ෂකය මත මෝටාර්හි ප්රසාරණය වූ විෂ්කම්භය මනිනු ලැබේ, එය මනින ලද මෝටාර් ද්රවශීලතා පරීක්ෂකයයි.
2.3.3 නිෂ්පාදන ලක්ෂණ
බෲකර් සමාගමේ EQUINOX 55 වර්ගයේ ෆූරියර් පරිවර්තන අධෝරක්ත වර්ණාවලීක්ෂය භාවිතයෙන් නියැදිය FT-IR මගින් සංලක්ෂිත කරන ලදී; නියැදියේ H NMR වර්ණාවලිය වේරියන් සමාගමේ INOVA ZAB-HS නගුල අධි සන්නායක න්යෂ්ටික චුම්භක අනුනාද උපකරණය මගින් සංලක්ෂිත කරන ලදී; නිෂ්පාදනයේ රූප විද්යාව අන්වීක්ෂයක් යටතේ නිරීක්ෂණය කරන ලදී; MAC සමාගමේ M18XHF22-SRA හි X-කිරණ විවර්තනමානයක් භාවිතයෙන් නියැදිය මත XRD විශ්ලේෂණය සිදු කරන ලදී.
3. ප්රතිඵල සහ සාකච්ඡාව
3.1 චරිත නිරූපණ ප්රතිඵල
3.1.1 FT-IR චරිත නිරූපණ ප්රතිඵල
Dp=45 බහුඅවයවීකරණ මට්ටමක් සහිත අමුද්රව්ය ක්ෂුද්ර ස්ඵටික සෙලියුලෝස් සහ මෙම අමුද්රව්යයෙන් සංස්ලේෂණය කරන ලද SBC නිෂ්පාදනය මත අධෝරක්ත විශ්ලේෂණය සිදු කරන ලදී. SC සහ SH වල අවශෝෂණ උච්ච ඉතා දුර්වල බැවින්, ඒවා හඳුනා ගැනීම සඳහා සුදුසු නොවන අතර, S=O හි ප්රබල අවශෝෂණ උච්චයක් ඇත. එබැවින්, අණුක ව්යුහයේ සල්ෆොනික් අම්ල කාණ්ඩයක් තිබේද යන්න S=O උච්චයේ පැවැත්ම තහවුරු කිරීමෙන් තීරණය කළ හැකිය. පැහැදිලිවම, සෙලියුලෝස් වර්ණාවලියේ, සෙලියුලෝස් හි හයිඩ්රොක්සයිල් දිගු කිරීමේ කම්පන උච්චයට ආරෝපණය කර ඇති 3344 cm-1 තරංග අංකයක ප්රබල අවශෝෂණ උච්චයක් ඇත; 2923 cm-1 තරංග අංකයක ඇති ශක්තිමත් අවශෝෂණ උච්චය මෙතිලීන් (-CH2) හි ප්රබල අවශෝෂණ උච්චයයි. කම්පන උච්චය; 1031, 1051, 1114 සහ 1165cm-1 වලින් සමන්විත පටි මාලාව හයිඩ්රොක්සයිල් දිගු කිරීමේ කම්පනයේ අවශෝෂණ උච්චය සහ ඊතර් බන්ධන (COC) නැමීමේ කම්පනයේ අවශෝෂණ උච්චය පිළිබිඹු කරයි; 1646cm-1 තරංග අංකය හයිඩ්රොක්සයිල් සහ නිදහස් ජලයෙන් සෑදෙන හයිඩ්රජන් පිළිබිඹු කරයි. බන්ධන අවශෝෂණ උච්චතම අවස්ථාව; 1432~1318cm-1 කලාපය සෙලියුලෝස් ස්ඵටික ව්යුහයේ පැවැත්ම පිළිබිඹු කරයි. SBC හි IR වර්ණාවලියේ, 1432~1318cm-1 කලාපයේ තීව්රතාවය දුර්වල වේ; 1653 cm-1 හි අවශෝෂණ උච්චයේ තීව්රතාවය වැඩි වන අතර, හයිඩ්රජන් බන්ධන සෑදීමේ හැකියාව ශක්තිමත් වන බව පෙන්නුම් කරයි; 1040, 605cm-1 ශක්තිමත් අවශෝෂණ උච්චයන් ලෙස දිස්වන අතර, මෙම දෙක සෙලියුලෝස් හි අධෝරක්ත වර්ණාවලියේ පිළිබිඹු නොවේ, පළමුවැන්න S=O බන්ධනයේ ලාක්ෂණික අවශෝෂණ උච්චතම අවස්ථාව වන අතර දෙවැන්න SO බන්ධනයේ ලාක්ෂණික අවශෝෂණ උච්චතම අවස්ථාවයි. ඉහත විශ්ලේෂණය මත පදනම්ව, සෙලියුලෝස් හි ඊතරීකරණ ප්රතික්රියාවෙන් පසු, එහි අණුක දාමයේ සල්ෆොනික් අම්ල කාණ්ඩ ඇති බව දැකිය හැකිය.
3.1.2 H NMR චරිත නිරූපණ ප්රතිඵල
සෙලියුලෝස් බියුටයිල් සල්ෆොනේට් හි H NMR වර්ණාවලිය දැකිය හැකිය: γ=1.74~2.92 තුළ සයික්ලොබියුටයිල් හි හයිඩ්රජන් ප්රෝටෝන රසායනික මාරුව වන අතර, γ=3.33~4.52 තුළ සෙලියුලෝස් ඇන්හයිඩ්රොග්ලූකෝස් ඒකකය වේ. γ=4.52~6 හි ඔක්සිජන් ප්රෝටෝනයේ රසායනික මාරුව යනු ඔක්සිජන් හා සම්බන්ධ බියුටයිල්සල්ෆොනික් අම්ල කාණ්ඩයේ මෙතිලීන් ප්රෝටෝනයේ රසායනික මාරුව වන අතර, γ=6~7 හි උච්චයක් නොමැති අතර, නිෂ්පාදිතය එසේ නොවන බව පෙන්නුම් කරයි. අනෙකුත් ප්රෝටෝන පවතී.
3.1.3 SEM චරිත නිරූපණ ප්රතිඵල
සෙලියුලෝස් කපු පල්ප්, ක්ෂුද්ර ස්ඵටික සෙලියුලෝස් සහ නිෂ්පාදන සෙලියුලෝස් බියුටයිල්සල්ෆොනේට් වල SEM නිරීක්ෂණය. සෙලියුලෝස් කපු පල්ප්, ක්ෂුද්ර ස්ඵටික සෙලියුලෝස් සහ නිෂ්පාදන සෙලියුලෝස් බියුටනසල්ෆොනේට් (SBC) වල SEM විශ්ලේෂණ ප්රතිඵල විශ්ලේෂණය කිරීමෙන්, HCL සමඟ ජල විච්ඡේදනයෙන් පසු ලබා ගන්නා ක්ෂුද්ර ස්ඵටික සෙලියුලෝස් සෙලියුලෝස් තන්තු වල ව්යුහය සැලකිය යුතු ලෙස වෙනස් කළ හැකි බව සොයාගෙන ඇත. තන්තුමය ව්යුහය විනාශ වූ අතර, සියුම් සමුච්චිත සෙලියුලෝස් අංශු ලබා ගන්නා ලදී. BS සමඟ තවදුරටත් ප්රතික්රියා කිරීමෙන් ලබාගත් SBC වලට තන්තුමය ව්යුහයක් නොතිබූ අතර මූලික වශයෙන් අස්ඵටික ව්යුහයක් බවට පරිවර්තනය වූ අතර එය ජලයේ දියවීමට ප්රයෝජනවත් විය.
3.1.4 XRD චරිත නිරූපණ ප්රතිඵල
සෙලියුලෝස් සහ එහි ව්යුත්පන්නයන්ගේ ස්ඵටිකතාව යනු සමස්තයේ සෙලියුලෝස් ඒකක ව්යුහය මගින් සාදන ලද ස්ඵටික කලාපයේ ප්රතිශතයයි. සෙලියුලෝස් සහ එහි ව්යුත්පන්න රසායනික ප්රතික්රියාවකට භාජනය වන විට, අණුවේ සහ අණු අතර හයිඩ්රජන් බන්ධන විනාශ වන අතර, ස්ඵටික කලාපය අස්ඵටික කලාපයක් බවට පත් වන අතර එමඟින් ස්ඵටිකතාව අඩු වේ. එබැවින්, ප්රතික්රියාවට පෙර සහ පසු ස්ඵටිකතාවේ වෙනස සෙලියුලෝස් මිනුමක් වන අතර ප්රතිචාරයට සහභාගී වීමට හෝ නොකිරීමට නිර්ණායකයකි. ක්ෂුද්ර ස්ඵටික සෙලියුලෝස් සහ සෙලියුලෝස් බියුටනේසල්ෆොනේට් නිෂ්පාදනය මත XRD විශ්ලේෂණය සිදු කරන ලදී. ඊතරීකරණයෙන් පසු, ස්ඵටිකතාව මූලික වශයෙන් වෙනස් වන බවත්, නිෂ්පාදිතය සම්පූර්ණයෙන්ම අස්ඵටික ව්යුහයක් බවට පරිවර්තනය වී ඇති බවත්, එමඟින් එය ජලයේ දිය කළ හැකි බවත් සංසන්දනය කිරීමෙන් දැකිය හැකිය.
3.2 නිෂ්පාදනයේ ජලය අඩු කිරීමේ ක්රියාකාරිත්වයට අමුද්රව්ය බහුඅවයවීකරණයේ ප්රමාණයේ බලපෑම
මෝටාර් වල ද්රවශීලතාවය නිෂ්පාදනයේ ජලය අඩු කිරීමේ කාර්ය සාධනය සෘජුවම පිළිබිඹු කරන අතර නිෂ්පාදනයේ සල්ෆර් අන්තර්ගතය මෝටාර් වල ද්රවශීලතාවයට බලපාන වැදගත්ම සාධකයකි. මෝටාර් වල ද්රවශීලතාවය නිෂ්පාදනයේ ජලය අඩු කිරීමේ කාර්ය සාධනය මනිනු ලබයි.
ඉහත ක්රමයට අනුව, විවිධ බහුඅවයවීකරණ මට්ටම් සහිත MCC සකස් කිරීම සඳහා ජල විච්ඡේදක ප්රතික්රියා තත්ත්වයන් වෙනස් කිරීමෙන් පසු, SBC නිෂ්පාදන සකස් කිරීම සඳහා නිශ්චිත සංස්ලේෂණ ක්රියාවලියක් තෝරා, නිෂ්පාදන ආදේශන මට්ටම ගණනය කිරීම සඳහා සල්ෆර් අන්තර්ගතය මැනීම සහ SBC නිෂ්පාදන ජලය/සිමෙන්ති/සම්මත වැලි මිශ්ර කිරීමේ පද්ධතියට එකතු කරන්න. මෝටාර් වල ද්රවශීලතාවය මැන බලන්න.
පර්යේෂණ පරාසය තුළ, ක්ෂුද්ර ස්ඵටික සෙලියුලෝස් අමුද්රව්යයේ බහුඅවයවීකරණ මට්ටම ඉහළ මට්ටමක පවතින විට, නිෂ්පාදනයේ සල්ෆර් අන්තර්ගතය (ආදේශන මට්ටම) සහ මෝටාර් වල ද්රවශීලතාවය අඩු බව පර්යේෂණාත්මක ප්රතිඵලවලින් දැකගත හැකිය. මෙයට හේතුව: අමුද්රව්යයේ අණුක බර කුඩා වන අතර එය අමුද්රව්ය ඒකාකාරව මිශ්ර කිරීමට සහ ඊතර්කරණ කාරකය විනිවිද යාමට හිතකර වන අතර එමඟින් නිෂ්පාදනයේ ඊතර්කරණ මට්ටම වැඩි දියුණු වේ. කෙසේ වෙතත්, අමුද්රව්යවල බහුඅවයවීකරණ මට්ටම අඩු වීමත් සමඟ නිෂ්පාදන ජල අඩු කිරීමේ අනුපාතය සරල රේඛාවකින් ඉහළ නොයයි. පර්යේෂණාත්මක ප්රතිඵලවලින් පෙනී යන්නේ Dp<96 (අණුක බර<15552) බහුඅවයවීකරණ මට්ටමක් සහිත ක්ෂුද්ර ස්ඵටික සෙලියුලෝස් භාවිතයෙන් සකස් කරන ලද SBC සමඟ මිශ්ර කරන ලද සිමෙන්ති මෝටාර් මිශ්රණයේ මෝටාර් ද්රවශීලතාවය 180 mm ට වඩා වැඩි බවයි (එය ජල අඩු කරන්නෙකු නොමැතිව ඊට වඩා වැඩිය). මිණුම් සලකුණු ද්රවශීලතාවය), 15552 ට අඩු අණුක බරක් සහිත සෙලියුලෝස් භාවිතයෙන් SBC සකස් කළ හැකි බවත්, යම් ජල අඩු කිරීමේ අනුපාතයක් ලබා ගත හැකි බවත්ය; SBC සකස් කරනු ලබන්නේ 45 (අණුක බර: 7290) බහුඅවයවීකරණ මට්ටමක් සහිත ක්ෂුද්ර ස්ඵටික සෙලියුලෝස් භාවිතා කරමිනි. කොන්ක්රීට් මිශ්රණයට එකතු කරන විට, මෝටාර් වල මනින ලද ද්රවශීලතාවය විශාලතම වේ. එබැවින් 45 ක් පමණ බහුඅවයවීකරණ මට්ටමක් සහිත සෙලියුලෝස් SBC සකස් කිරීම සඳහා වඩාත් සුදුසු යැයි සැලකේ. අමුද්රව්යවල බහුඅවයවීකරණ මට්ටම 45 ට වඩා වැඩි වූ විට, මෝටාර් වල ද්රවශීලතාවය ක්රමයෙන් අඩු වේ. එයින් අදහස් වන්නේ ජලය අඩු කිරීමේ අනුපාතය අඩු වන බවයි. මෙයට හේතුව අණුක බර විශාල වූ විට, එක් අතකින්, මිශ්රණ පද්ධතියේ දුස්ස්රාවිතතාවය වැඩි වන අතර, සිමෙන්තිවල විසරණ ඒකාකාරිත්වය පිරිහී යන අතර, කොන්ක්රීට් වල විසරණය මන්දගාමී වන අතර එය විසරණ බලපෑමට බලපානු ඇත. අනෙක් අතට, අණුක බර විශාල වූ විට, සුපිරි ප්ලාස්ටිසයිසර් වල සාර්ව අණු අහඹු දඟර අනුකූලතාවයක පවතින අතර එය සිමෙන්ති අංශු මතුපිට අවශෝෂණය කිරීමට සාපේක්ෂව අපහසු වේ. නමුත් අමුද්රව්යයේ බහුඅවයවීකරණ මට්ටම 45 ට වඩා අඩු වූ විට, නිෂ්පාදනයේ සල්ෆර් අන්තර්ගතය (ආදේශන මට්ටම) සාපේක්ෂව විශාල වුවද, මෝටාර් මිශ්රණයේ ද්රවශීලතාවය ද අඩු වීමට පටන් ගනී, නමුත් අඩුවීම ඉතා කුඩා වේ. හේතුව, ජලය අඩු කරන කාරකයේ අණුක බර කුඩා වූ විට, අණුක විසරණය පහසු සහ හොඳ තෙත් කිරීමේ හැකියාවක් තිබුණද, අණුවේ අවශෝෂණ වේගය අණුවට වඩා විශාල වන අතර ජල ප්රවාහන දාමය ඉතා කෙටි වන අතර අංශු අතර ඝර්ෂණය විශාල වන අතර එය කොන්ක්රීට් වලට හානිකර වේ. විසරණ බලපෑම විශාල අණුක බරක් සහිත ජල අඩු කරන්නාගේ තරම් හොඳ නැත. එබැවින්, ජල අඩු කරන්නාගේ ක්රියාකාරිත්වය වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා ඌරු මුහුණතෙහි (සෙලියුලෝස් කොටස) අණුක බර නිසි ලෙස පාලනය කිරීම ඉතා වැදගත් වේ.
3.3 නිෂ්පාදනයේ ජලය අඩු කිරීමේ ක්රියාකාරිත්වයට ප්රතික්රියා තත්ත්වයන්ගේ බලපෑම
MCC බහුඅවයවීකරණයේ මට්ටමට අමතරව, ප්රතික්රියාකාරකවල අනුපාතය, ප්රතික්රියා උෂ්ණත්වය, අමුද්රව්ය සක්රිය කිරීම, නිෂ්පාදන සංස්ලේෂණ කාලය සහ අත්හිටුවීමේ කාරක වර්ගය යන සියල්ල නිෂ්පාදනයේ ජලය අඩු කිරීමේ ක්රියාකාරිත්වයට බලපාන බව අත්හදා බැලීම් තුළින් සොයාගෙන ඇත.
3.3.1 ප්රතික්රියක අනුපාතය
(1) BS වල මාත්රාව
අනෙකුත් ක්රියාවලි පරාමිතීන් මගින් තීරණය කරන ලද කොන්දේසි යටතේ (MCC හි බහුඅවයවීකරණ මට්ටම 45, n(MCC):n(NaOH)=1:2.1, අත්හිටුවීමේ කාරකය අයිසොප්රොපනෝල් වේ, කාමර උෂ්ණත්වයේ දී සෙලියුලෝස් සක්රිය කිරීමේ කාලය පැය 2, සංස්ලේෂණ උෂ්ණත්වය 80°C සහ සංස්ලේෂණ කාලය පැය 5), නිෂ්පාදනයේ බියුටේන් සල්ෆොනික් අම්ල කාණ්ඩ ආදේශ කිරීමේ මට්ටමට සහ මෝටාර් වල ද්රවශීලතාවයට ඊතරිකරණ කාරක 1,4-බියුටේන් සල්ටෝන් (BS) ප්රමාණයේ බලපෑම විමර්ශනය කිරීම.
BS ප්රමාණය වැඩි වන විට, බියුටේන්සල්ෆොනික් අම්ල කාණ්ඩ ආදේශ කිරීමේ මට්ටම සහ මෝටාර් වල ද්රවශීලතාවය සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි වන බව දැකිය හැකිය. BS සහ MCC අනුපාතය 2.2:1 දක්වා ළඟා වූ විට, DS සහ මෝටාර් වල ද්රවශීලතාවය උපරිම අගයට ළඟා වන විට, මෙම අවස්ථාවේදී ජලය අඩු කිරීමේ කාර්ය සාධනය හොඳම බව සැලකේ. BS අගය අඛණ්ඩව වැඩි වූ අතර, මෝටාර් වල ආදේශන මට්ටම සහ ද්රවශීලතාවය යන දෙකම අඩු වීමට පටන් ගත්තේය. මෙයට හේතුව BS අධික වූ විට, BS NaOH සමඟ ප්රතික්රියා කර HO-(CH2)4SO3Na ජනනය කරන බැවිනි. එබැවින්, මෙම පත්රිකාව BS සහ MCC අතර ප්රශස්ත ද්රව්ය අනුපාතය 2.2:1 ලෙස තෝරා ගනී.
(2) NaOH මාත්රාව
අනෙකුත් ක්රියාවලි පරාමිතීන් මගින් තීරණය කරන ලද කොන්දේසි යටතේ (MCC හි බහුඅවයවීකරණයේ මට්ටම 45, n(BS):n(MCC)=2.2:1. අත්හිටුවීමේ කාරකය අයිසොප්රොපනෝල් වේ, කාමර උෂ්ණත්වයේ දී සෙලියුලෝස් සක්රිය කිරීමේ කාලය පැය 2, සංස්ලේෂණ උෂ්ණත්වය 80°C සහ සංස්ලේෂණ කාලය පැය 5), නිෂ්පාදනයේ බියුටේන්සල්ෆොනික් අම්ල කාණ්ඩ ආදේශ කිරීමේ මට්ටමට සහ මෝටාර් වල ද්රවශීලතාවයට සෝඩියම් හයිඩ්රොක්සයිඩ් ප්රමාණයේ බලපෑම විමර්ශනය කිරීම.
අඩු කිරීමේ ප්රමාණය වැඩි වීමත් සමඟ SBC ආදේශන මට්ටම වේගයෙන් වැඩි වන අතර ඉහළම අගයට ළඟා වූ පසු අඩු වීමට පටන් ගන්නා බව දැකිය හැකිය. මෙයට හේතුව, NaOH අන්තර්ගතය ඉහළ මට්ටමක පවතින විට, පද්ධතිය තුළ ඕනෑවට වඩා නිදහස් භෂ්ම ඇති අතර, අතුරු ප්රතික්රියා වල සම්භාවිතාව වැඩි වන අතර, එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස අතුරු ප්රතික්රියා සඳහා වැඩි ඊතර්කරණ කාරක (BS) සහභාගී වන අතර එමඟින් නිෂ්පාදනයේ සල්ෆොනික් අම්ල කාණ්ඩ ආදේශන මට්ටම අඩු වේ. ඉහළ උෂ්ණත්වයකදී, ඕනෑවට වඩා NaOH පැවතීම සෙලියුලෝස් ද පිරිහීමට ලක් කරන අතර, නිෂ්පාදනයේ ජලය අඩු කිරීමේ ක්රියාකාරිත්වය අඩු බහුඅවයවීකරණයකදී බලපානු ඇත. පර්යේෂණාත්මක ප්රතිඵලවලට අනුව, NaOH සහ MCC අතර මවුල අනුපාතය 2.1 ක් පමණ වන විට, ආදේශන මට්ටම විශාලතම වේ, එබැවින් මෙම පත්රිකාව NaOH සහ MCC අතර මවුල අනුපාතය 2.1:1.0 බව තීරණය කරයි.
3.3.2 නිෂ්පාදන ජලය අඩු කිරීමේ ක්රියාකාරිත්වයට ප්රතික්රියා උෂ්ණත්වයේ බලපෑම
අනෙකුත් ක්රියාවලි පරාමිතීන් මගින් තීරණය කරන ලද කොන්දේසි යටතේ (MCC හි බහුඅවයවීකරණ මට්ටම 45, n(MCC):n(NaOH):n(BS)=1:2.1:2.2, අත්හිටුවීමේ කාරකය අයිසොප්රොපනෝල් වන අතර කාමර උෂ්ණත්වයේ දී සෙලියුලෝස් සක්රිය කිරීමේ කාලය පැය 2 කි. කාලය පැය 5), නිෂ්පාදනයේ බියුටේන්සල්ෆොනික් අම්ල කාණ්ඩ ආදේශ කිරීමේ මට්ටමට සංස්ලේෂණ ප්රතික්රියා උෂ්ණත්වයේ බලපෑම විමර්ශනය කරන ලදී.
ප්රතික්රියා උෂ්ණත්වය වැඩි වන විට, SBC හි සල්ෆොනික් අම්ල ආදේශන උපාධිය DS ක්රමයෙන් වැඩි වන බව දැකිය හැකි නමුත්, ප්රතික්රියා උෂ්ණත්වය 80 °C ඉක්මවන විට, DS පහළට නැඹුරු වීමේ ප්රවණතාවක් පෙන්නුම් කරයි. 1,4-බියුටේන් සල්ටෝන් සහ සෙලියුලෝස් අතර ඊතර්කරණ ප්රතික්රියාව එන්ඩොතර්මික් ප්රතික්රියාවක් වන අතර, ප්රතික්රියා උෂ්ණත්වය වැඩි කිරීම ඊතර්කරණ කාරකය සහ සෙලියුලෝස් හයිඩ්රොක්සයිල් කාණ්ඩය අතර ප්රතික්රියාවට ප්රයෝජනවත් වේ, නමුත් උෂ්ණත්වය වැඩි වීමත් සමඟ, NaOH සහ සෙලියුලෝස් වල බලපෑම ක්රමයෙන් වැඩි වේ. එය ශක්තිමත් වන අතර, සෙලියුලෝස් පිරිහීමට හා වැටීමට හේතු වන අතර, එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස සෙලියුලෝස් වල අණුක බර අඩු වී කුඩා අණුක සීනි ජනනය වේ. එවැනි කුඩා අණු ඊතර්කරණ කාරක සමඟ ප්රතික්රියාව සාපේක්ෂව පහසු වන අතර, නිෂ්පාදනයේ ආදේශන මට්ටමට බලපාන පරිදි වැඩි ඊතර්කරණ කාරක පරිභෝජනය කරනු ඇත. එබැවින්, BS සහ සෙලියුලෝස් වල ඊතර්කරණ ප්රතික්රියාව සඳහා වඩාත් සුදුසු ප්රතික්රියා උෂ්ණත්වය 80℃ බව මෙම නිබන්ධනය සලකයි.
3.3.3 නිෂ්පාදන ජලය අඩු කිරීමේ ක්රියාකාරිත්වයට ප්රතික්රියා කාලයෙහි බලපෑම
ප්රතික්රියා කාලය, අමුද්රව්යවල කාමර උෂ්ණත්වයේ සක්රියකරණය සහ නිෂ්පාදනවල නියත උෂ්ණත්ව සංස්ලේෂණ කාලය ලෙස බෙදා ඇත.
(1) අමුද්රව්ය කාමර උෂ්ණත්වයේ සක්රිය කිරීමේ කාලය
ඉහත ප්රශස්ත ක්රියාවලි තත්ත්වයන් යටතේ (MCC බහුඅවයවීකරණ මට්ටම 45, n(MCC):n(NaOH):n(BS)=1:2.1:2.2, අත්හිටුවීමේ කාරකය අයිසොප්රොපනෝල්, සංස්ලේෂණ ප්රතික්රියා උෂ්ණත්වය 80°C, නිෂ්පාදනයේ නියත උෂ්ණත්ව සංස්ලේෂණ කාලය පැය 5), නිෂ්පාදන බියුටේන්සල්ෆොනික් අම්ල කාණ්ඩයේ ආදේශන මට්ටමට කාමර උෂ්ණත්ව සක්රිය කිරීමේ කාලයෙහි බලපෑම විමර්ශනය කරන්න.
SBC නිෂ්පාදනයේ බියුටේනසල්ෆොනික් අම්ල කාණ්ඩයේ ආදේශන මට්ටම පළමුව වැඩි වන අතර පසුව සක්රිය කිරීමේ කාලය දීර්ඝ වීමත් සමඟ අඩු වන බව දැකිය හැකිය. විශ්ලේෂණ හේතුව NaOH ක්රියාකාරී කාලය වැඩි වීමත් සමඟ සෙලියුලෝස් පිරිහීම බරපතල විය හැකිය. කුඩා අණුක සීනි ජනනය කිරීම සඳහා සෙලියුලෝස් වල අණුක බර අඩු කරන්න. එවැනි කුඩා අණු ඊතරිකරණ කාරක සමඟ ප්රතික්රියාව සාපේක්ෂව පහසු වන අතර, වැඩි ඊතරිකරණ කාරක පරිභෝජනය කරනු ඇත, එය නිෂ්පාදනයේ ආදේශන මට්ටමට බලපායි. එබැවින්, මෙම පත්රිකාව අමුද්රව්යවල කාමර උෂ්ණත්ව සක්රිය කිරීමේ කාලය පැය 2 ක් බව සලකයි.
(2) නිෂ්පාදන සංස්ලේෂණ කාලය
ඉහත ප්රශස්ත ක්රියාවලි තත්වයන් යටතේ, කාමර උෂ්ණත්වයේ දී සක්රිය කිරීමේ කාලය නිෂ්පාදනයේ බියුටේන්සල්ෆොනික් අම්ල කාණ්ඩයේ ආදේශන මට්ටමට ඇති කරන බලපෑම විමර්ශනය කරන ලදී. ප්රතික්රියා කාලය දීර්ඝ වීමත් සමඟ, ආදේශන මට්ටම පළමුව වැඩි වන බව දැකිය හැකිය, නමුත් ප්රතික්රියා කාලය පැය 5 දක්වා ළඟා වූ විට, DS පහළට නැඹුරු වීමේ ප්රවණතාවක් පෙන්නුම් කරයි. මෙය සෙලියුලෝස් හි ඊතර්කරණ ප්රතික්රියාවේ පවතින නිදහස් භෂ්මයට සම්බන්ධ වේ. ඉහළ උෂ්ණත්වවලදී, ප්රතික්රියා කාලය දීර්ඝ වීම සෙලියුලෝස් හි ක්ෂාර ජල විච්ඡේදන මට්ටම වැඩි කිරීමට, සෙලියුලෝස් අණුක දාමය කෙටි කිරීමට, නිෂ්පාදනයේ අණුක බර අඩු කිරීමට සහ අතුරු ප්රතික්රියා වැඩි කිරීමට හේතු වන අතර එමඟින් ආදේශන මට්ටම අඩු වේ. මෙම අත්හදා බැලීමේදී, පරමාදර්ශී සංස්ලේෂණ කාලය පැය 5 කි.
3.3.4 නිෂ්පාදනයේ ජලය අඩු කිරීමේ ක්රියාකාරිත්වයට අත්හිටුවීමේ කාරකයේ බලපෑම
ප්රශස්ත ක්රියාවලි තත්ත්වයන් යටතේ (MCC බහුඅවයවීකරණ උපාධිය 45, n(MCC):n(NaOH):n(BS)=1:2.1:2.2, කාමර උෂ්ණත්වයේ දී අමුද්රව්ය සක්රිය කිරීමේ කාලය පැය 2 ක් වන අතර, නිෂ්පාදනවල නියත උෂ්ණත්ව සංස්ලේෂණ කාලය පැය 5 ක් වන අතර සංස්ලේෂණ ප්රතික්රියා උෂ්ණත්වය 80 ℃), පිළිවෙලින් අයිසොප්රොපනෝල්, එතනෝල්, එන්-බියුටනෝල්, එතිල් ඇසිටේට් සහ පෙට්රෝලියම් ඊතර් අත්හිටුවීමේ කාරක ලෙස තෝරාගෙන නිෂ්පාදනයේ ජලය අඩු කිරීමේ ක්රියාකාරිත්වයට ඒවායේ බලපෑම සාකච්ඡා කරන්න.
පැහැදිලිවම, මෙම ඊතරිකරණ ප්රතික්රියාවේදී අයිසොප්රොපනෝල්, එන්-බියුටනෝල් සහ එතිල් ඇසිටේට් සියල්ලම අත්හිටුවීමේ කාරකයක් ලෙස භාවිතා කළ හැකිය. ප්රතික්රියාකාරක විසුරුවා හැරීමට අමතරව අත්හිටුවීමේ කාරකයේ කාර්යභාරයට ප්රතික්රියා උෂ්ණත්වය පාලනය කළ හැකිය. අයිසොප්රොපනෝල් තාපාංකය 82.3°C වන බැවින් අයිසොප්රොපනෝල් අත්හිටුවීමේ කාරකයක් ලෙස භාවිතා කරයි, පද්ධතියේ උෂ්ණත්වය ප්රශස්ත ප්රතික්රියා උෂ්ණත්වය අසල පාලනය කළ හැකි අතර නිෂ්පාදනයේ බියුටනේසල්ෆොනික් අම්ල කාණ්ඩ ආදේශ කිරීමේ මට්ටම සහ ද්රවශීලතාවය සාපේක්ෂව ඉහළ ය; එතනෝල් තාපාංකය ඉතා ඉහළ ය. අඩු, ප්රතික්රියා උෂ්ණත්වය අවශ්යතා සපුරාලන්නේ නැත, නිෂ්පාදනයේ බියුටේනේසල්ෆොනික් අම්ල කාණ්ඩ ආදේශ කිරීමේ මට්ටම සහ ද්රවශීලතාවය අඩු ය; පෙට්රෝලියම් ඊතර් ප්රතික්රියාවට සහභාගී විය හැකි බැවින් විසුරුවා හරින ලද නිෂ්පාදනයක් ලබා ගත නොහැක.
4 නිගමනය
(1) ආරම්භක අමුද්රව්ය ලෙස කපු පල්ප් භාවිතා කිරීම,ක්ෂුද්ර ස්ඵටික සෙලියුලෝස් (MCC)සුදුසු මට්ටමේ බහුඅවයවීකරණයක් සහිතව සකස් කර, NaOH මගින් සක්රිය කර, 1,4-බියුටේන් සල්ටෝන් සමඟ ප්රතික්රියා කර ජලයේ ද්රාව්ය බියුටයිල්සල්ෆොනික් අම්ලය, එනම් සෙලියුලෝස් මත පදනම් වූ ජල අඩු කරන්නා සකස් කරන ලදී. නිෂ්පාදනයේ ව්යුහය සංලක්ෂිත කරන ලද අතර, සෙලියුලෝස් ඊතර්කරණ ප්රතික්රියාවෙන් පසු, එහි අණුක දාමයේ සල්ෆොනික් අම්ල කාණ්ඩ ඇති බවත්, ඒවා අස්ඵටික ව්යුහයක් බවට පරිවර්තනය වී ඇති බවත්, ජල අඩු කරන්නා නිෂ්පාදනයට හොඳ ජල ද්රාව්යතාවයක් ඇති බවත් සොයා ගන්නා ලදී;
(2) අත්හදා බැලීම් හරහා, ක්ෂුද්ර ස්ඵටික සෙලියුලෝස් වල බහුඅවයවීකරණ මට්ටම 45 ක් වන විට, ලබාගත් නිෂ්පාදනයේ ජලය අඩු කිරීමේ කාර්ය සාධනය හොඳම බව සොයාගෙන ඇත; අමුද්රව්යවල බහුඅවයවීකරණ මට්ටම තීරණය කරනු ලැබේ නම්, ප්රතික්රියාකාරකවල අනුපාතය n(MCC):n(NaOH):n(BS)=1:2.1:2.2 වේ, කාමර උෂ්ණත්වයේ දී අමුද්රව්ය සක්රිය කිරීමේ කාලය පැය 2 ක් වන අතර නිෂ්පාදන සංස්ලේෂණ උෂ්ණත්වය 80°C වන අතර සංස්ලේෂණ කාලය පැය 5 කි. ජල ක්රියාකාරිත්වය ප්රශස්ත වේ.
පළ කිරීමේ කාලය: පෙබරවාරි-17-2023