Физико-химические методы определения параметров водорастворимого ацетомалеината целлюлозы. Расчет молекулярной массы ВАМЦ визкозиметрическим методом. Изучение условий синтеза высокозамещенных АМЦ в уксуснокислой среде. Анализ полимера методом ИК-спектра.
ДИССЕРТАЦИЯ на соискание академической степени магистра по специальности: 5А 5522601 - «Технология и процессы целлюлозно-бумажного производство» получение водорастворимого ацетомалеината целлюлозыВ современных условиях экономического кризиса и формирования рыночных отношений, повышения качества и конкурентоспособности продукции явлается одной из ключевых задач в химической промышленности, решаемых путем создания эффективных ресурсосберегающих технологий, позволяющих значительно сократить расход энергоресурсов и импортных материалов. В этой связи на сегодняшний день актуальной проблемой является разработка химической технологии использования отходов хлопководства, которая позволило бы, защитив экологию, сократить энергозатраты, уменьшить расход воды и химикатов, а также рационально использовать имеющиеся сырьевые ресурсы. Громадное число технически ценных веществ, каучук, разнообразнейшие пластические массы, целлюлоза и ее многочисленные производные, белковые вещества и в том числе шерсть и натуральный щелк, новые синтетические волокна типа найлона, орлона, капрона и другие продукты, относящиеся к высокомолекулярным соединениям имеют важное значение в производстве. Возможность рационального использования целлюлозы в различных отраслях народного хозяйства для получения продуктов, обладающих требующимися свойствами, непосредственно зависит от выяснения основных вопросов строения целлюлозы и от подробного изучения свойств целлюлозных материалов. Изучение свойств целлюлозы приводит к различным выводам об оптимальных условиях проведения процессов ее химической переработки и о методах, которые надо применять для изменения физико-химических и механических свойств получаемых продуктов в желаемом направлении.В него входят простые и сложные эфиры с различными радикалами: метилцеллюлоза, карбоксилметилцеллюлоза, сульфатцеллюлоза, ацетилцеллюлоза и др. Как правило, водорастворимые эфиры целлюлозы-это частично замещенные производные целлюлозы, у которых только часть гидроксилов замещена на другие радикалы. Растворимость эфиров целлюлозы находится в прямой зависимости от степени замещения (СЗ). Значения степени замещения (СЗ) для некоторых производных целлюлозы, растворящихся в воде, приведены в табл.1 Водорастворимые простые эфиры целлюлозы получают методом О-алкилирования и при этом могут быть применены алкилсульфаты, алкилгалогениды и эфиры ароматических сульфокислот.Целлюлоза мерсеризовалась 17.5%-ным раствором NAOH и отжималась до 3-кратной массы и обрабатывалась в измельчителе типа Вернера и Пфлейдерера сухой натриевой солью монохлоруксусной кислоты при температуре 313ОК в течение 30 мин. За это время происходит, окислительно-щелочная деструкция целлюлозы степень полимеризации снижается с 1200 до 300-400 и растворимость образцов в воде улучшается. Окислительно-щелочную деструкцию проводили вышеописанным способом 1, после отжима реакционной смеси до 3-кратной массы по отношению к целлюлозе. В работе [11] целлюлоза обрабатывалась смесью серной кислоты с алифатическими спиртами от метилового до амилового с соотношением 55-90% кислоты 45-10% спирта. Водорастворимая ацетилцеллюлоза может быть получена путем гидролиза высокозамещенной ацетилцеллюлозы в гомогенной среде до строго определенной степени замещения, прямое ацетилирование целлюлозы не позволяет получить растворимые в воде продукты [16-21].Поэтому наибольший интерес представляет модификация насыщенных простых и сложных эфиров целлюлозы, обладающих водорастворимостью, с помощью введения небольшого числа непредельных групп. Получаемые при этом смешанные эфиры с небольшой степенью замещения по непредельным группам сохраняют свою растворимость в воде, являются относительно стабильными, но позволяют проводить с ними реакции, характерные для непредельных соединений. Систематическое исследования проведенное последнее время области водорастворимых непредельных низкозамещенных (по числу непредельных групп) смешанных эфиров целлюлозы, показали возможность выделить их в особую группу функциональных эфиров, позволяющих проводить реакции сшивания, прививки, присоединения в растворе и в конденсированном состоянии. В высушенных на воздухе пленках содержится остаточная ненасыщенность тем большая, чем выше ?BR ММЦ, за счет которой возможно осуществление дальнейших процессов сшивания и окисления как при хранении на воздухе, так и при термообработке. При хранении пленок на воздухе при комнатной температуре наблюдалось снижение прочности на 30% в течение первых 2 мес., далее прочность практически не меняется, оставаясь на уровне прочности пленок из исходной МЦ.Для определения молекулярной массы ВАМЦ первоначально измеряют время истечения растворителя. Для этого чистый и сухой вискозиметр Уббелоде через трубку 2 наливают 5см3 предварительно очищенного растворителя, устанавливают вискозиметр вертикально по отвесу в термостате так, чтобы измерительный шарик был погружен в термостатирующую жидкость и термостатируют 10-15 мин поддерживая температуру с точностью не менее 0.1С0.
Самая актуальная проблема сегодняшнего дня - это разразившийся в 2008 году мировой финансовый кризис, его воздействия и негативные последствия, поиск путей выхода из складывающейся ситуации [1].
В современных условиях экономического кризиса и формирования рыночных отношений, повышения качества и конкурентоспособности продукции явлается одной из ключевых задач в химической промышленности, решаемых путем создания эффективных ресурсосберегающих технологий, позволяющих значительно сократить расход энергоресурсов и импортных материалов.
В этой связи на сегодняшний день актуальной проблемой является разработка химической технологии использования отходов хлопководства, которая позволило бы, защитив экологию, сократить энергозатраты, уменьшить расход воды и химикатов, а также рационально использовать имеющиеся сырьевые ресурсы.
Громадное число технически ценных веществ, каучук, разнообразнейшие пластические массы, целлюлоза и ее многочисленные производные, белковые вещества и в том числе шерсть и натуральный щелк, новые синтетические волокна типа найлона, орлона, капрона и другие продукты, относящиеся к высокомолекулярным соединениям имеют важное значение в производстве. Все жизненные процессы, протекающие в растительных и в живых организмах, в той или иной степени обязательно связаны с превращением высокомолекулярных соединений. Поэтому познания в области физики и химии высокомолекулярных соединений имеют большое значение. Можно ли представить современную жизнь без резиновых изделий, без шерстяных, шелковых, хлопчатобумажных и других тканей, без разнообразных пластических масс. К ряду таких важных для промышленности веществ относится и хлопок, представляющий собой комплекс высокомолекулярных соединений. Хлопок содержит до 98% целлюлозы. За последние годы были достигнуты крупные успехи в изучении целлюлозы. На основе всех достижений науки в области строения и свойств целлюлозы и ее производных, в настоящее время намечены новые направления использования этих соединений. Так в последнее время большое внимание уделяется получению, исследованию свойств и применению водорастворимых производных целлюлозы, поскольку их применения чрезвычайно разнообразно. Следовательно, расширения и пополнения этого класса производных целлюлозы новыми эфирами, отличающих от известных химической модификацией получаемых путем полимераналогичных превращений, является одним из наиболее актуальных и перспективных направлений в области водорастворимых производных целлюлозы. Возможность рационального использования целлюлозы в различных отраслях народного хозяйства для получения продуктов, обладающих требующимися свойствами, непосредственно зависит от выяснения основных вопросов строения целлюлозы и от подробного изучения свойств целлюлозных материалов. Это относится в первую очередь к тем отраслям промышленности, которые основаны химической переработки целлюлозы для приготовления лаков, пленок, искусственного волокна, эфиров целлюлозы. Изучение свойств целлюлозы приводит к различным выводам об оптимальных условиях проведения процессов ее химической переработки и о методах, которые надо применять для изменения физико-химических и механических свойств получаемых продуктов в желаемом направлении.
Актуальность работы. Следует отметить, что работы, проводимые в области модификации свойств целлюлозы, не ограничиваются получением только привитых сополимеров или ее простых и сложных эфиров. Наиболее интересные результаты были получены при последующих полимераналогичных превращениях. На основе этих производных с использованием реакций органической, неорганической и координационной химии.
В связи с выше изложенными, в настоящее время значительный научный и практический интерес могут представить синтез и полимераналогичные превращения водорастворимых производных целлюлозы, содержащих непредельные группы. Содержания непредельной группы придает новые химические свойства эфиру целлюлозы, а также возможность получения продуктов со специфическими свойствами, путем присоединения к двойным связям различных веществ. Эфир с различной степенью замещения может использоваться для получения новых производных целлюлозы путем насыщения двойных связей различными группами.
Целью исследования. Является синтез и исследование свойств ацетосмешанного эфира, ацетомалеината целлюлозы содержащего в своей структуре двойные связи.
Задачами работы являются: - исследование реакции синтеза диацильного водорастворимого сложного эфира целлюлозы, содержащего двойные связи.
- изучение физико-химических свойств и молекулярных параметров (молекулярная масса, степень замещения функциональных групп) полученных производных целлюлозы.
Объект и предмет исследования. Объектами исследования являлись целлюлоза высокозамещенная, ацетомалеинат целлюлоза, ацетилцеллюлоза с СП=280 и со СЗ=2,6 и малеиновый ангидрид. Предметом исследования является определение физико-химических параметров ацетомалеината целлюлозы методами ИК-спектрометрии, кондуктометрическим титрованием и молекулярный массы визкозиметрическим методом
Научная новизна. Впервые получена водорастворимая ацетатмалеинат целлюлоза, содержащая в своей структуре непредельные связи, позволяющие осуществлять полимераналогичные превращения с целью получения продуктов с заранее заданными свойствами.
Апробация. На тему «водорастворимый ацетомалеинат целлюлозы» была опубликована статья и сделан доклад на научно-практической конференции «Узбекистоннинг инновацион тара??иети-ешлар нигохида», в Таш.НУ. им. М.Улугбека.
Структура и обьем диссертации. Диссертационная работа изложена на 65 страницах и состоит из введения, трех основных глав, выводов и списка использованной литературы. Материалы иллюстрированы на 15 рисунках и 9 таблицах.
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
