การดัดแปลงเซลลูโลสอีเทอร์ริฟิเคชั่น

01. การแนะนำเซลลูโลส

เซลลูโลสเป็นโพลีแซ็กคาไรด์โมเลกุลขนาดใหญ่ที่ประกอบด้วยกลูโคสไม่ละลายในน้ำและตัวทำละลายอินทรีย์ทั่วไปเป็นส่วนประกอบหลักของผนังเซลล์พืช และยังเป็นโพลีแซ็กคาไรด์ที่มีการกระจายอย่างกว้างขวางและมีมากที่สุดในธรรมชาติ

เซลลูโลสเป็นทรัพยากรหมุนเวียนที่มีมากที่สุดในโลก และยังเป็นโพลีเมอร์ธรรมชาติที่มีการสะสมมากที่สุดอีกด้วยมีข้อดีคือสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ ย่อยสลายได้ทางชีวภาพอย่างสมบูรณ์ และมีความเข้ากันได้ทางชีวภาพที่ดี

02. เหตุผลในการปรับเปลี่ยนเซลลูโลส

โมเลกุลขนาดใหญ่ของเซลลูโลสมีหมู่ -OH จำนวนมากเนื่องจากผลของพันธะไฮโดรเจน แรงระหว่างโมเลกุลขนาดใหญ่จึงมีค่อนข้างมาก ซึ่งจะนำไปสู่เอนทาลปีการหลอมละลายขนาดใหญ่ △H;ในทางกลับกันมีวงแหวนอยู่ในโมเลกุลขนาดใหญ่ของเซลลูโลสเช่นเดียวกับโครงสร้าง ความแข็งแกร่งของสายโซ่โมเลกุลจะมากกว่า ซึ่งจะนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงเอนโทรปีของการหลอมละลายที่น้อยลง ΔSเหตุผลสองประการนี้ทำให้อุณหภูมิของเซลลูโลสหลอมเหลว (= △H / △S ) จะสูงขึ้น และอุณหภูมิการสลายตัวของเซลลูโลสค่อนข้างต่ำดังนั้นเมื่อให้ความร้อนเซลลูโลสถึงอุณหภูมิที่กำหนด เส้นใยจะปรากฏขึ้น ปรากฏการณ์ที่เซลลูโลสถูกสลายตัวก่อนที่จะเริ่มละลาย ดังนั้น การแปรรูปวัสดุเซลลูโลสจึงไม่สามารถใช้วิธีการหลอมครั้งแรกแล้วจึงขึ้นรูปได้

03. ความสำคัญของการเปลี่ยนแปลงเซลลูโลส

เนื่องจากทรัพยากรฟอสซิลค่อยๆ หมดลงและปัญหาสิ่งแวดล้อมที่ร้ายแรงมากขึ้นซึ่งเกิดจากสิ่งทอเส้นใยเคมีที่เป็นของเสีย การพัฒนาและการใช้วัสดุเส้นใยหมุนเวียนจากธรรมชาติได้กลายเป็นหนึ่งในประเด็นร้อนที่ผู้คนให้ความสนใจเซลลูโลสเป็นทรัพยากรธรรมชาติหมุนเวียนที่มีมากที่สุดในธรรมชาติมีคุณสมบัติที่ดีเยี่ยม เช่น ดูดความชื้นได้ดี ป้องกันไฟฟ้าสถิต การซึมผ่านของอากาศที่ดี การย้อมสีที่ดี สวมใส่สบาย การแปรรูปสิ่งทอได้ง่าย และการย่อยสลายทางชีวภาพมีลักษณะที่ไม่มีใครเทียบได้กับเส้นใยเคมี-

โมเลกุลเซลลูโลสประกอบด้วยหมู่ไฮดรอกซิลจำนวนมาก ซึ่งง่ายต่อการสร้างพันธะไฮโดรเจนภายในโมเลกุลและระหว่างโมเลกุล และสลายตัวที่อุณหภูมิสูงโดยไม่ละลายอย่างไรก็ตาม เซลลูโลสมีปฏิกิริยาที่ดีและพันธะไฮโดรเจนสามารถถูกทำลายได้โดยการดัดแปลงทางเคมีหรือปฏิกิริยากราฟต์ ซึ่งสามารถลดจุดหลอมเหลวได้อย่างมีประสิทธิภาพเนื่องจากเป็นผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมที่หลากหลาย จึงมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในสิ่งทอ การแยกเมมเบรน พลาสติก ยาสูบ และสารเคลือบ

04. การดัดแปลงเซลลูโลสอีเธอริฟิเคชัน

เซลลูโลสอีเทอร์เป็นอนุพันธ์ของเซลลูโลสชนิดหนึ่งที่ได้จากการดัดแปลงอีเธอริฟิเคชันของเซลลูโลสมีการใช้กันอย่างแพร่หลายเนื่องจากมีคุณสมบัติในการทำให้หนาขึ้น การทำให้เป็นอิมัลชัน สารแขวนลอย การสร้างฟิล์ม คอลลอยด์ป้องกัน การเก็บความชื้น และการยึดเกาะที่ดีเยี่ยมใช้ในอาหาร ยา การทำกระดาษ สี วัสดุก่อสร้าง ฯลฯ

อีเธอริฟิเคชันของเซลลูโลสคือชุดของอนุพันธ์ที่เกิดจากปฏิกิริยาของกลุ่มไฮดรอกซิลบนสายโซ่โมเลกุลของเซลลูโลสกับสารอัลคิเลตภายใต้สภาวะที่เป็นด่างการใช้กลุ่มไฮดรอกซิลจะช่วยลดจำนวนพันธะไฮโดรเจนระหว่างโมเลกุลเพื่อลดแรงระหว่างโมเลกุล ซึ่งจะช่วยปรับปรุงเสถียรภาพทางความร้อนของเซลลูโลส ปรับปรุงประสิทธิภาพการประมวลผลของวัสดุ และในเวลาเดียวกันก็ลดจุดหลอมเหลวของเซลลูโลส

ตัวอย่างผลกระทบของการดัดแปลงอีเธอริฟิเคชันต่อฟังก์ชันอื่นๆ ของเซลลูโลส:

นักวิจัยใช้กระบวนการเอเทอร์ริฟิเคชันในขั้นตอนเดียวโดยใช้ฝ้ายกลั่นเป็นวัตถุดิบพื้นฐานเพื่อเตรียมคาร์บอกซีเมทิลไฮดรอกซีโพรพิลเซลลูโลสอีเทอร์เชิงซ้อนที่มีปฏิกิริยาสม่ำเสมอ มีความหนืดสูง ต้านทานกรดได้ดี และต้านทานเกลือผ่านปฏิกิริยาอัลคาไลเซชันและเอเทอริฟิเคชันคาร์บอกซีเมทิลไฮดรอกซีโพรพิลเซลลูโลสที่ผลิตขึ้นโดยใช้กระบวนการอีเทอร์ริฟิเคชั่นในขั้นตอนเดียวมีความทนทานต่อเกลือ ต้านทานกรด และละลายได้ดีด้วยการเปลี่ยนปริมาณสัมพัทธ์ของโพรพิลีนออกไซด์และกรดคลอโรอะซิติก จึงสามารถเตรียมผลิตภัณฑ์ที่มีปริมาณคาร์บอกซีเมทิลและไฮดรอกซีโพรพิลต่างกันได้ผลการทดสอบแสดงให้เห็นว่าคาร์บอกซีเมทิลไฮดรอกซีโพรพิลเซลลูโลสที่ผลิตโดยวิธีขั้นตอนเดียวมีวงจรการผลิตสั้น การใช้ตัวทำละลายต่ำ และผลิตภัณฑ์มีความต้านทานต่อเกลือโมโนวาเลนต์และไดวาเลนต์ได้ดีเยี่ยม และทนทานต่อกรดได้ดี

05. แนวโน้มของการดัดแปลงเซลลูโลสอีเทอริฟิเคชัน

เซลลูโลสเป็นวัตถุดิบทางเคมีและเคมีที่สำคัญซึ่งอุดมไปด้วยทรัพยากร เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม และสามารถหมุนเวียนได้อนุพันธ์ของการดัดแปลงเซลลูโลสอีเธอริฟิเคชันมีประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยม การใช้งานที่หลากหลาย และเอฟเฟกต์การใช้งานที่ยอดเยี่ยม และตอบสนองความต้องการของเศรษฐกิจของประเทศในระดับสูงและความต้องการของการพัฒนาสังคมด้วยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีที่ต่อเนื่องและการก่อให้เกิดการค้าในอนาคตหากวัตถุดิบสังเคราะห์และวิธีการสังเคราะห์ของอนุพันธ์เซลลูโลสสามารถนำมาพัฒนาเป็นอุตสาหกรรมได้มากขึ้นก็จะถูกนำมาใช้ประโยชน์อย่างเต็มที่มากขึ้นและตระหนักถึงการใช้งานที่หลากหลายมากขึ้น .ค่า