原文

数量:9 (6)

• 查看PDF
• 下载

研究纤维素相互作用与各种液体

*通信:

迈克尔Ioelovich、设计师能源有限公司,2伯格曼Str,以色列Rehovot电话:972 - 8936661;传真:972 - 89366614;电子邮件:bd895892@zahav.net.il

文摘

交互干纤维素样品与碳氢化合物、醇类、酮类、有机酸、水、胺等有机液体使用的方法研究了在298 K量热法和吸附。热的交互和最大平衡吸附值测定。研究表明各种纤维素样品的相互作用与非极性(碳氢化合物)和low-polar液体(更高的醇类,酮类,有机酸、等等)是伴随着一个小放热加热效应,低于20 J / g。与非和low-polar液体,交互的纤维素高极性液体(水二甲基甲酰胺、二甲亚砜等)引起的高放热加热效应超过30 J / g DM。人们已经发现,最大平衡吸附值(所以)是一个线性函数的热量的交互(ΔH);因此,交互的比热,何鸿燊=ΔH /因此,几乎是常数不管纤维素的液体的性质和结构特征。使用常数ho价值,不同的液体的吸附纤维素可以预测。

关键字

纤维素;结构;液体;吸附;热的相互作用;比热容方法

介绍

在隔离期间,净化、改性和应用,纤维素进行各种液体的作用。由于相互作用,纤维素山梨丛中液体,是伴随着不同结构和性能的变化生物聚合物根据液体的性质。可以忽略不计的吸附non-and低极性液体(如碳氢化合物、高醇)对力学性能影响小(1)和反应(2的纤维素。另一方面,吸附水和其他高度极性液体增加纤维素降低机械性能(2,3),降低玻璃温度和增加的反应性生物聚合物(4]。

众所周知,吸附过程的各种液体纤维素样品伴随着放热热相互作用的影响,这取决于液体(纤维素的结构和性质5- - - - - -9]。也发现相同的样本互动的放热加热效果取决于液体的性质,按照以下顺序,增加液体:碳氢化合物<高醇<低醇< <极性有机溶剂(水9]。

自加热效应的相互作用是由吸附引起的,这两个物理化学特征应该是彼此相关的。不幸的是,吸附值和热的相互作用之间的关系在一个非常有限的范围内已被调查,主要用于纤维素水基系统[9,10]。因此,本研究的目的是研究最大的依赖平衡吸附不同的交互使用液体的热性质和纤维素样品具有不同的结构特点。另一个目的是使用获得的关系来预测吸附值及其对纤维素和纤维素材料的各项性能的影响。

实验材料

下面的纤维素样本调查(表1):

表1:纤维素的特征样本。

•纯化和漂白棉纤维素(COC)的赫拉克勒斯有限公司

•丝光棉纤维素(MEC)

棉花•微晶纤维素(MCC)

•粘胶纤维的再生纤维素(RCF)年会是不错的公司。

蒸馏水(W)和各种化学纯的有机液体,例如正己烷(他)绝对alcohols-methanol(我)、乙醇(ET),正丙醇(公关)和正丁醇(BU),醋酸(AA),丙酮(AC)、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲亚砜(DMS), monoethanolamin (MEA)和丁胺(BA)。

方法

α-Cellulose被发现的内容根据TAPPI测试方法治疗t - 203的样品在室温下以17.5%氢氧化钠1 h。平均聚合度(DP)由粘度测量方法使用稀释Cadoxen纤维素解决方案(11]。样品的比表面积(AN2)以-196°C的吸附氮使用Sorptometer QBET-NV1A多孔材料Inc .的结晶度(X)和非晶的域(Y)的内容是由物理化学方法使用纤维素热与水相互作用[10]:

(1)

(2)

在ΔH_{w o}= 167.5 J / g是理论无定形纤维素与水的相互作用热。

纤维素样品各种液体的热的相互作用,研究了在298 k的微量热法的方法(12]。三个相同的样本在380 K恒重和干测试计算平均值(ΔH)和标准偏差在±0.02 J / g DM范围。

各种液体的蒸气吸附进行了在298 K真空Mac-Ben装置有螺旋弹簧石英尺度范围内的相对蒸汽压φ= p / p_o从0.2到0.8。之前的实验样本开始干在380 K恒重,另外在吸附脱气装置。三个相同的干样本测试计算平均吸附值和标准偏差在±0.001公斤/公斤DM范围。描述了吸附等温线线性方程(13]:

(3)

年代是吸附在φ值;而因此由纤维素的最大平衡吸附液体,由外推的S-values发现φ-range 0.2 - -0.8的吸附值对应于φ= 1 (13]。K系数。此外,交互的比焓(h)计算如下:

(4)

结果与讨论

交互特征(ΔH和年代_o棉花纤维素(COC)与不同性质的液体所示表2。可以看到,广泛的交互可能不同热从1 J - 140每克干纤维素材料(DM),根据液体的性质。此外,上升的热的相互作用会导致吸附值成比例的增加。

表2:棉花纤维素与各种液体的相互作用特征。

这项研究表明,在非和low-polar液体(如正己烷、丙酮、醋酸、高醇、等)的相互作用热不同的纤维素样品这些液体是相对小的,不与结晶度或内容的非晶的域(Y)纤维素(图1)。另一方面,这种交互特性取决于样品的比表面积(图2)。因此,非或low-polar液体之间的相互作用发生在可及表面的纤维素。

当纤维素样品与高极性液体,例如水,甲醇,DNF, DMS,胺和一些其他人,获得互动热成正比的内容非晶的域(非传染性疾病);因此这些液体的相互作用进行极性基团的非传染性疾病(图3)。

广义图的最大平衡吸附值作为热交互的函数对所有调查样本和液体所示图4。我们可以看到,有一个线性相关性ΔH和S_o;因此,交互的平均比热不同纤维素与液体样品的各种自然是常数,h_o= 334 J±3 g的液体。密切值比热纤维素与水的相互作用,发现DMS和乙醇也在报纸上8,10]。使用发现ho价值和热的相互作用决定的,最大的价值平衡吸附可以计算:

这使得它可以预测吸附值和评价_o端依赖cellulose-liquid系统的性质,如可访问性、反应性、玻璃化转变温度的转变,等等。

结论

相互作用不同的纤维素样品与碳氢化合物、醇类、酮类、有机酸、水和其他有机液体使用的方法研究了在298 K的吸附和量热法。热的交互(ΔH)和最大平衡吸附值(所以)测定。研究表明各种纤维素样品的相互作用和非low-polar液体伴随着放热加热效应很小,由于这些液体在可及表面吸附的样品。与非和low-polar液体,交互的纤维素高极性液体高放热加热效应引起的,这是直接正比于非晶的域的内容在纤维素样品。线性相关年代_o= f(ΔH)证据的平衡吸附焓纤维素是由各种液体的相互作用。自不同纤维素样品的平均比热的交互与不同性质的液体是常数(h_oJ = 334±3 J / g(液体),这使得它可以预测的最大平衡吸附焓值使用交互与液体纤维素,以及评估_o端依赖cellulose-liquid系统的属性。

引用

1. 罗伯逊AA。与纤维素相互作用的液体。TAPPI。1970;53:1331-9。
2. Klenkova倪。纤维素的结构和反应性。科学l .列宁格勒,1976。
3. KaiminI、IoelovichM IvulonokZ。透明液体的物理力学性质的影响。木头Chem.1984; 2:78 - 83。
4. Ioelovich M, KaiminI。纤维素在液体温度转换系统的研究。体系SciPart b . 1979; 21:621-5。
5. Papkov SP, Fainberg EZ。纤维素和纤维素材料与水相互作用,Khimiya,莫斯科,1976.232便士。
6. ZvetkovV、IoelovichM KaiminI, et al .交互纤维素和水的焓。木材化学。1980;5:22-6。
7. IoelovichM,, PrusovaSM al.Interaction高纯度的纤维素与二元系统:水/ DMSO溶液和水/乙醇。J化学和化学抛光工艺。2016;59:41-6。
8. IoelovichM。高温纤维素和各种极性液体之间的相互作用的影响。SITA.2011; 13:35-44。
9. IoelovichM。物理化学方法测定纤维素结晶度。化学Xpress.2016; 9:245-51。
10. IoelovichM。LeykinA。Nano-cellulose及其应用。悉,2004;6:17-24。
11. Ioelovich m .热力学性质的研究各种语素变体的纤维素。化学Xpress。2016; 9:259 - 65。
12. Ioelovich M, Leykin a .纤维素及其衍生物的吸附性能的研究。生物。2011;6:178 - 95。