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山东宸邦羟丙基甲基纤维素的醚化反应原理


纤维素的醚化反应都是先将纤维素与碱和溶剂化剂(水)相互作用先生成碱纤维素,然后再将碱纤维素与醚化剂反应而生成纤维素醚HPMC。制备羟丙基甲基纤维素所用的醚化剂,在工业化生产中都采用环氧丙烷(甲基氧丙环)和氯甲烷,在催化剂碱的存在下与纤维素反应。由于碱有充分溶胀纤维素的作用,能使醚化剂快速渗入纤维素内部,来加快醚化反应而得到反应均一的产品。

 

维素上羟丙基还再会与环氧丙烷反应而发生链型聚合作用,从理论上来说,这连续接上羟丙基上的羟基,可以连续不断地与环氧丙烷发生反应,但同时氯甲烷除与纤维素上羟基反应外,还可与接上去的羟丙基上的羟基反应。因而,反应是复杂的。其反应可简单地用 1mol 纤维素基团与 1mol 氯甲烷和 1mol 环氧丙烷的反应式来表示如下:

 

 图片1.png

 

 

实际上如在过量环氧丙烷存在下,上述已醚化的纤维素有可能发生下列反应:

 

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 图片3.png

 

同时如在过量的氯甲烷存在下,也能发生下列反应:

 

在一定条件下,根据反应基团的活泼性和反应条件,如纤维素醚HPMC化剂的物质的量比例、环氧丙烷与氯甲烷的物质的量比,与反应温度、压力和时间等条件,最后在不同条件下,各有一个平衡。

 

同时过量的氯甲烷与碱反应发生的副反应如下:

 

 图片4.png

 

当甲醇浓度在反应釜中较多时,生成副产物二甲醚。

 

 图片5.png

 

同时环氧丙烷与水在碱存在下反应,而生成 α-丙二醇:

 

 图片6.png


这些副反应不但消耗了醚化剂,且增加了后处理的麻烦。

 

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