Методом спектрофотометрии


ИССЛЕДОВАНИЕ РЕАКЦИИ АЛКИЛИРОВАНИЯ (-)-ЭТИЛ-L-ЛАКТАТА ДИГАЛОГЕНЗАМЕЩЕННЫМИ АЛКАНАМИ



бет5/21
Дата18.07.2016
өлшемі6.54 Mb.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   21

ИССЛЕДОВАНИЕ РЕАКЦИИ АЛКИЛИРОВАНИЯ (-)-ЭТИЛ-L-ЛАКТАТА ДИГАЛОГЕНЗАМЕЩЕННЫМИ АЛКАНАМИ

Настоящее исследование проведено с целью синтеза промежуточных синтонов, необходимых для последующего конструирования молекул оптически-активных органических соединений, способных в определенных условиях существовать в жидкокристаллическом состоянии [1].

В качестве хиральной молекулы был использован (-)-этил-L-лактат, синтетический потенциал которого включает две функциональные группы, одну из которых (спиртовую) предполагалось использовать для введения углеводородного фрагмента путем получения простого эфира, а вторую – сложноэфирную – переэтерифицировать с применением гидрокислированного замещенного терфенила. Этот подход был предложен профессором Безбородовым В. С. в развитие исследований по созданию новых жидкокристаллических композиций с улучшенными характеристиками [2].

В литературе имеется несколько методик алкилирования эфиров молочной кислоты 1,-дибромалканами, а именно 1,4-дибромбутаном и 1,10-дибромдеканом [3, 4]. В первой из них предполагается использование труднодоступного и неустойчивого гидрида натрия, недостатком второй является применение не менее двух-, трехкратного избытка алкоголята, полученного на основе молочной кислоты, что приводит в основном к образованию дизамещенного эфира. Для отработки методики получения монозамещенного эфира нами была использована реакция 1,6-дибромгексана, полученного нуклеофильным замещением гидроксильных групп из 1,6-гександиола, с (-)-этил-L-лактатом. Этиловый эфир молочной кислоты 1 переводился в соответствующий алкоголят 2 взаимодействием с металлическим натрием в абсолютном эфире. Приготовленный реагент вводился в реакцию Вильямсона с целью получения (S)-этил-2-((6-бромгексил)окси)пропаноата 3. Синтез последнего по методике [4] не обеспечил удовлетворительного выхода целевого продукта хорошего качества вследствие протекания конкурентной реакции дизамещения атомов галогена с образованием бис-эфира, отделение которого перегонкой при пониженном давлении затруднительно. В связи с этим были изменены соотношения используемых в реакции Вильямсона реагентов и порядок их смешения.

Общая схема синтеза (S)-этил-2-((6-бромгексил)окси)­пропано­ата 3 приведена ниже.


За ходом реакции следили с помощью ГЖХ-анализа (рисунок).



Рисунок – Процентное соотношение 1,6-дибромгексана
и полученных на его основе моно- и дизамещенных эфиров молочной кислоты в пробах 1–5

Проба 1 была отобрана из реакционной смеси после прибавления эквимолярного количества алкоголята 2 к 1,6-дибромгексану и выдерживания реакционной смеси в течении 12 ч при комнатной температуре. Результаты ГЖХ-анализа указали на низкую скорость процесса на основании чего был сделан вывод о необходимости повышения температуры реакции. Для этого диэтиловый эфир был отогнан и заменен более высококипящим диоксаном, что позволило повысить температуру реакции до 65–70°С. Последующие пробы 2–5 отбирались через каждые 3 ч и анализировались аналогичным образом. Из рисунка видно, что накопление целевого продукта происходило с одновременным появлением (проба 3) и увеличением (проба 5) побочно образующегося нежелательного продукта дизамещения – (2S,2'S)-диэтил-2,2'-(гексан-1,6-диилбис(окси))дипропаноата 5.



В этой связи, несмотря на присутствие значительного количества субстрата, отделение которого от целевого продукта не представляет труда, реакция была прервана и после соответствующей обработки выделен целевой эфир 3 с выходом 27,5% на введенный и 56,9% на вступивший в реакцию дибромид. Спектральные характеристики соединения 3 соответствуют его строению и структуре. Следует отметить, что невступивший в реакцию 1,6-дибромгексан количественно выделен из реакционной смеси и может быть использован в повторном синтезе.

Таким образом в результате проведенного исследования оптмизирована методика синтеза (S)-этил-2-((6-бромгексил)окси)­пропано­ата из доступных реагентов.

ЛИТЕРАТУРА

1. Bezborodov, V. Present and future of the liquid crystals chemistry / V. Bezborodov, R. Dabrowski // Mol. Cryst. Liq. Cryst. – 1997 – Vol. 299, № 1 – P. 1–18.

2. Bezborodov, V.S.. The synthesis and properties of some chiral mesomorphic quaterphenyl and cyclohexylterphenyl derivatives and the FLC compositions based upon them / V.S. Bezborodov [et al.] // Liquid Crystals. – 2013 – Vol. 40, № 10 – P. 1383–1390.

3. Пат. 3984459 США. Novel Cyclopentane Derivatives / M. Babej, W. Bartmann, G. Beck, U. Lerch. Опубл. 5.10.76.

4. Paquot, С. Synthesis and properties of the isomeric 14-hydroxy-4-oxatetradecanoic and 2-methyl-13-hydroxy-3-oxatridecanoic acids / С. Paquot [et al.] // Revue Française des Corps Gras. – 1967 – Vol. 14, № 3 – P. 167–173.

УДК 547.622

Студ. А. С. Орёл

Науч. рук. доц. С. Г. Михалёнок, проф. В. С. Безбородов

(кафедра органической химии, БГТУ)



СИНТЕЗ 1-(4-ОКТИЛ-(1,1’-ДИФЕНИЛ)-4-ИЛ)ЭТАНОНА

Развитие ряда отраслей науки и техники немыслимы без развития исследований в области жидких кристаллов. По этой причине синтез новых соединений, обладающих жидкокристаллическими свойствами, является перспективной задачей в настоящее время. Существует большое количество разнообразных структур жидкокристаллических веществ. Наибольший класс веществ, существующих в жидкокристаллическом состоянии – это ароматические соединения, содержащие бензольные кольца, меньший – вещества с нафталиновым скелетом, гораздо реже встречаются жидкокристаллические вещества алифатического ряда.

n = 1-10; X = связь или O, S, NH; K1-4= бензольное или циклогексановое, циклогексеновое, гетероциклическое кольца; Z1-3 = COO или связь, CH=CH, CºC, CH2CH2, OCH2 OCF2; Y1-6 = H, F, Cl, CN, CH3; Y = алкилный F, Cl, CN, NCS и др.

Для построения молекул линейного строения 1, обладающих жидкокристаллическими свойствами необходимо получить полупродукты, содержащие и бензольные кольца и алкильные радикалы. В нашем исследовании в качестве такого полупродукта был выбран 1-(4-октил-(1,1’-дифенил)-4-ил)этанон 2, который необходимо было синтезировать из доступного дифенила.

Рассмотрим возможные способы получения 1-(4-октил-(1,1’-дифенил)-4-ил)этанона из дифенила 3.

Алкилирование дифенила хлористым октилом в присутствии хлористого алюминия, сопровождающееся множеством побочных реакций изомеризации и полиалкилирования, что делает данную схему синтеза малопривлекательной.

Второй возможный путь синтеза – ацилирование дифенила по Фриделю-Крафтсу хлористым ацетилом. Последующее алкилирование образовавшегося продукта затруднено в связи с акцепторными свойствами ацетильной группы, которая дезактивирует бициклическую систему и, кроме того, связывается с хлористым алюминием в комплекс.



Третий возможный путь синтеза заключается в ацилировании дифенила по Фриделю–Крафтсу хлористым октаноилом, восстановление полученного продукта по Кижнеру–Вольфу и последующее ацилирование хлористым ацетилом.



На основании анализа возможных способов получения целевого продукта выбран третий путь синтеза, несмотря на большее число стадий, так как методики для этих реакций хорошо отработаны, дают хорошие выходы, реагенты для их реализации доступны, а протекающие реакции в наименьшей степени осложнены протеканием побочных процессов.

Нами было проведено ацилирование дифенила хлористым октаноилом по Фриделю–Крафтсу по методике [1] с выходом 79%. Далее полученный 1-((1,1’-дифенил)-4-ил)октанон-1 4 восстановили по Кижнеру–Вольфу по методике [2] гидразин-гидратом в присутствии едкого кали в диэтиленгликоле. Выход
4-октил-1,1’-дифенила 5 после перекристаллизации из изопропилового спирта составил 70% от теоретического. Затем 4-октил-1,1’-дифенил 5 попытались проацилировать по методике аналогичной ацилированию дифенила, однако при этом образовалась сложная смесь продуктов, разделение которых оказалось затруднительным. После тщательного анализа факторов, влияющих на протекание реакции был сделан вывод, что при суспендировании октилдифенила с хлористым алюминием и при длительном выдерживании реакционной смеси после прибавления хлористого ацетила протекало дезалкилирование, о чем свидетельствовало присутствие в реакционной смеси дифенила. Одновременно с этим протекало ацилирование образовавшегося дифенила, полиацили­рование октилдифенила и ацилирование октилдифенила в различные положения обоих колец. Для подавления этих нежелательных реакций был изменен порядок прибавления реагентов: если ранее к смеси хлористого алюминия и октилдифенила добавлялся хлористый ацетил, то после изменения методики октилдифенил растворяли в хлористом метилене, смешивали с хлористым ацетилом и прикапывали к суспензии хлористого алюминия. Также была изменена температура синтеза, она строго выдерживалась в интервале минус 2 – минус 5°С, так как при повышении температуры выше нуля снижался выход целевого продукта. Реакцию проводили следующим образом: в трехгорлой колбе, снабженной термометром, капельной воронкой и обратным холодильником с хлоркальциевой трубкой, к взвешенному количеству безводного хлористого алюминия (8,8 г, 0,66 моль, изб. 1,2) добавили половину количества сухого хлористого метилена (50 мл) и охладили до –2°С….–5°С. В капельной воронке растворяли 16 г (0,0602 моль) 4-октил-1,1’-дифенил в сухом хлористом метилене (50 мл), добавляли 5,5 мл хлористый ацетил (0,0963 моль, изб. 1,6), перемешивали и прикапывали к охлажденной суспензии хлористого алюминия, поддерживая температуру в интервале –2°С….–5°С. После прибавления всего раствора реагентов перемешивали смесь еще 3 ч в бане со льдом, после истечения указанного времени выливали в раствор соляной кислоты с кусочками льда. После разложения комплекса разделяли слои, водный слой эктсрагировали хлористым метиленом 3 раза, объединенные экстракты сушили безводным сернокислым магнием, упаривали хлористый метилен и перекристаллизовали из петролейного эфира из расчета 100 мл на 16 г. Выход чистого продукта 65–70%.

Таким образом, предлагаемая схема синтеза 1-(4-октил-(1,1’-дифенил)-4-ил)этанона отличается доступностью и простотой получения исходных реагентов. Синтезированный 1-(4-октил-(1,1’-дифенил)-4-ил)этанон может быть использован для последующего синтеза соответствующих кватерфенилов, которые будут обладать широким интервалом температур фазовых переходов, позволяющих использовать их для практических целей.

ЛИТЕРАТУРА

1. Руолене, Ю. И. Синтез 4-алкил-4’-цианодифенилов / Ю. И. Руолене, и др.// ЖОрХ. – 1984 – Т. ХХ, вып. 6. – С. 1305–1310.

2. Беккер, Х. Органикум / Пер. с нем. В.М. Потапова, С. В. Пономарёва // В 2 т. – М.: Мир, 1979 – т. 2.  – 444 с.

УДК 547.656

Студ. А. С. Орёл

Науч. рук. доц. С. Г. Михалёнок, проф. В. С. Безбородов

(кафедра органической химии, БГТУ)

СИНТЕЗ 1-(6-ЭТОКСИНАФТАЛИН-2-ИЛ)ЭТАНОНА

Ацетильные производные неролина находят широкое применение в тонком органическом синтезе в качестве полупродуктов при получении лекарственных средств, перспективны в качестве полупродуктов при получении жидкокристаллических материалов [1].

С целью синтеза жидкокристаллических соединений, содержащих нафталиновый фрагмент, необходимо было синтезировать в качестве ключевого промежуточного вещества 1-(6-этоксинафталин-2-ил)этанон. Основным методом получения данного вещества безусловно является прямое ацилирование неролина 1 по Фриделю-Крафтсу хлористым ацетилом.

Известно несколько способов осуществления данной реакции, которые приводят к целевому продукту 2:

1) ацилирование неролина хлористым ацетилом в хлористом метилене. Согласно методике [2] 1-(6-этоксинафталин-2-ил)этанон можно получить с выходом 88% по данному способу, однако в [3] указывается, что проведение реакции в хлористом метилене приводит к образованию сложной смеси продуктов:



2) ацилирование неролина хлористым ацетилом в нитробензоле [4]:



3) ацилирование неролина уксусным ангидридом в присутствии трифторсульфоната сурьмы (III), перхлората лития в нитрометане [5];

4) ацилирование неролина уксусным ангидридом в присутствии цеолита в нитробензоле или сульфолане [6, 7].

Из множества рассмотренных была выбрана методика с применением самых доступных реагентов: неролина, хлористого ацетила, хлористого алюминия в качестве катализатора и дихлорметана в качестве растворителя. После проведения ацилирования по способу [2] и проведения ГЖХ-анализа оказалось, что образуется смесь продуктов замещения с преобладанием одного продукта (62%), а также остается 28% непрореагировавшего неролина. После выделения преобладающего продукта из реакционной смеси и установления его структуры с помощью 1Н ЯМР-спектроскопии оказалось, что ацетилирование прошло в положение 1 алкоксинафталина 1. Попытка проведения реакции при температуре 5–10°С, соотношении неролин/хлористый ацетил 1:2 и перемешивании в течение 48 ч привела с 73% выходом к продукту дезалкилирования 3.

После проведения первых двух опытов, был проведен повторный литературный поиск, нацеленный на работы, в которых приводятся достоверные факты с обязательным обсуждением полученных результатов. Оказалось, что при ацилировании неролина может образовываться множество продуктов, соотношение которых зависит от применяемых растворителей и катализаторов [5]. Показано, что при использовании в качестве растворителя нитробензола образуется объемный комплекс нитробензола с электрофилом (ацетил-катионом), который по стерическим причинам не может атаковать первое положение неролина, что приводит к образованию 6-замещенного неролина с примесью 8-замещенного.

Исходя из этого мы провели ацетилирование неролина в нитробензоле по следующей методике: в трехгорлой колбе, снабженной мешалкой, обратным холодильником (защищен хлоркальциевой трубкой), капельной воронкой с компенсатором и термометром, растворили в 20 мл сухого нитробензола 4 г (0,025 моль), неролина и 4,3 г (0,032 моль) хлористого алюминия, охладили льдом до температуры 5–10°С и медленно прикапывали 23 мл (0,032 моль) хлористого ацетила, поддерживая температуру в указанном интервале. После прикапывания всего хлористого ацетила смесь охлаждали еще 30 мин, перемешивали 12 ч при комнатной температуре, а затем выливали на лед с раствором соляной кислоты. После выдерживания из реакционной смеси отгоняли с паром нитробензол, продукт экстрагировали хлористым метиленом и перекристаллизовавыли из петролейного эфира. Выход 1-(6-этокси­нафталин-2-ил)этанона составил 2,9 г (56% от теоретического).

Таким образом на основе неролина и доступных реагентов получен 1-(6-этоксинафталин-2-ил)этанон, который будет использован в качестве промежуточного продукта в синтезе жидкокристаллических соединений.

ЛИТЕРАТУРА

1. Bezborodov, V. Present and future of the liquid crystals chemistry / V. Bezborodov, R. Dabrowski // Mol. Cryst. Liq. Cryst. – 1997 – Vol. 299, № 1 – P. 1–18.

2. Nandanan, E. Regio- and Stereoselective Hydrogenolysis of Optically Active Diols via Transfer Hydrogenation: Synthesis of -Arylpropionic Acids. / E. Nandanan [et al.] // Indian J. Chem. Sect. B. – 1998 – Vol. 37, № 12 – P. 1221–1227.

3. Girdler, R. B. A Re-examination of the Friedel-Crafts Acetylation of 2-methoxynaphthalene/R. B. Girdler [et al.] // J. Chem. Soc. C. – 1966. – P. 181–185.

4. Arsenijevic, L. 2-Acetyl-6-metoxynaphtalene / V. Arsenijevic


[et al.] // Org. Synth., Coll. Vol. 6 – 1998 – P. 34.

5. Kobayashi, S. Remarkable effect of lithium salts in Friedel-Crafts acylation of 2-methoxynaphthalene catalyzed by metal triflates / S. Kobayashi, I. R. Komoto // Tetrahedron. – 2000 – Vol. 56, № 35 –


P. 6463–6465.

6. Harvey, G. The shape-selective acylation of 2-methoxy­naphthalene catalyzed by Zeolite Y, Beta and ZSM-12 / G. Harvey, G. Maeder // Coll. Czech. Chem. Comm. – 1992 – Vol. 57, № 4 – P. 862–868.

7. Kantarli I.C. Acylation of 2-Methoxynaphthalene over Ion-Exchanged Beta Zeolite: Thesis for the degree of master of science / İsmail Cem Kantarli. –İzmir, Turkey, 2002. – 48 p.

8. Guidotti, M. Acetylation of aromatic compounds over H-BEA zeolite: The influence of the substituents on the reactivity and on the catalyst stability / M. Guidotti [et al.] // Journal of Catalysis. – 2005 – Vol. 230, № 2 – P. 375–383.

УДК 547.77

Студ. Д.С. Дорощук

Науч. рук. доц. В. Н. Ковганко

(кафедра аналитической химии, БГТУ)



СИНТЕЗ НОВЫХ ПИРАЗОЛСОДЕРЖАЩИХ
ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

На протяжении последних нескольких лет на кафедре аналитической химии БГТУ проводятся исследования по получению новых экстрагентов ряда 4-ацилизоксазолонов I и 4-ацилпиразолонов II.

Замещенные 4-ацилизоксазолоны и 4-ацилпиразолоны в своей структуре имеют 1,3-дикетонную группу и поэтому способны образовывать устойчивые хелатные комплексы с различными металлами. Это свойство позволяет использовать соединения данных рядов в качестве аналитических реагентов для экстракции [1].

Ключевыми промежуточными веществами при получении замещенных изоксазолонов и пиразолонов являются 3-кетоэфиры. При этом, не смотря на достаточно большое число исследований, посвященных изучению свойств 4-ацилизокса­золонов и 4-ацилпиразолонов, для их синтеза чаще всего используют простейшие коммерчески доступные 3-кетоэфиры – ацетоуксусный эфир и бензоилуксусный эфир. Изменение свойств в исследованных изоксазолонах и пиразолонах чаще всего достигается за счет изменения типа 4-ацильного заместителя.

В основе нашего исследования лежит предположение о том, что расширение возможностей практического применения 4-ацил­изоксазолонов и 4-ацил­пиразолонов для экстракции может быть достигнуто за счет использования для синтеза этих веществ замещенных 3-кетоэфиров. Для реализации данного предположения наибольший интерес представляют 3-арил-3-кето­эфиры, которые могут содержать различные заместители в арильном фрагменте молекулы. Полярные заместители в арильном фрагменте молекул за счет сопряжения могут оказывать существенное влияние на устойчивость енольной формы 4-ацилизоксазолонов и 4-ацил­­пиразолонов. Это скажется на устойчивости хелатов, а, следовательно, и на экстрагирующей способности. Введение неполярных алкильных или алкоксильных заместителей с большой долей вероятности понизит растворимость хелатов в воде за счет увеличения гидрофобности молекул в целом.

В последнее время на кафедре аналитической химии БГТУ разработаны методы синтеза замещенных 3-арил-3-кетоэфиров III. Эти соединения использованы для получения новых экстрагентов ряда 4-ацил-3-арилизоксазолонов и 4-ацил-3-арилпиразолонов, содержащих различные заместители в 3-арилом фрагменте. При этом в качестве промежуточных веществ получено достаточно большое количество 3-арилизоксазолонов IV и 3-арилпиразолонов V.



Соединения рядов 3-арилизоксазолонов и 3-арилпиразолонов обладают синтетическим потенциалом, что позволяет их использовать для получения различных практически значимых веществ. Нами предположено, что на основании имеющихся в распоряжении нашей исследовательской группы азолов могут быть синтезированы жидкокристаллические соединения.

Данное исследование посвящено получению новых мезогенных соединений ряда 5-бензоилоксипиразолов 3.

В качестве исходных соединений нами выбраны пиразолоны 1a,b, которые содержат 4-алкоксигруппу в арильном фрагменте молекулы [2]. Известно, что для замещенных пиразолонов характерна кето-енольная таутомерия. Как было установлено по данным ЯМР спектров в растворе в дейторопиридине соединения 1 существуют в виде 5-гидроксипиразолов. Нами было предположено, что этерификацией гидроксильной группы могут быть получены целевые мезогенные соединения.

Для получения целевых сложных эфиров 3 нами вначале была выбрана методика этерификации 4-алкоксибензойными кислотами в присутствии N,N-диметиламинопиридина и дициклогексилкарбодиимида. Однако при попытке осуществить синтез эфира было обнаружено, что в указанных условиях реакция не протекает. Поэтому на дальнейших этапах нами использована этерификация соединений 1 хлорангидридами кислот 2.

Соответствующие хлорангидриды синтезированы кипячением растворов кислот в метиленхлориде в присутствии избытка тионилхлорида. Полученные после отгонки растворителя и избытка тионилхлорида хлорангидриды 2a,b без дополнительной очистки вводили в реакцию с соединениями 1a,b в присутствии пиридина. При этом с выходами 40% и 60% соответственно получены целевые эфиры 3a,b.

Строение синтезированных соединений 3a,b подтверждено данными ЯМР спектроскопии. Так, в ЯМР 1Н спектре пиразолов 3a,b присутствуют сигналы протонов алкоксильных групп и ароматических заместителей. Данные по интегральной интенсивности указывают, что в процессе синтеза к соединениям 1a,b присоединяется только один остаток бензойной кислоты. Протонам 4-СН пиразольного цикла веществ 3a,b соответствуют синглеты при δ 6.61 м.д.

Определение температур фазовых переходов показало, что для соединений 3a,b характерно образование нематической жидкокристаллической фазы.

Таким образом, на данном этапе исследования нами разработан удобный метод трансформации 3-арилпиразолонов в жидкокристаллические соединения ряда 5-бензоилоксипиразолов.

Литература

1. Arichi, J. Solvent extraction of europium(III) from nitrate medium with 4-acyl-isoxazol-5-ones and 4-acyl-5-hydroxy-pyrazoles. Effect of salts and diluents. / J. Arichi, G. Goetz-Grandmont, J.P. Brunette // Hydro­metallurgy. – 2006. – Vol. 82. – Р. 100-109.

2. Ковганко, В.Н. Синтез новых мезогенных веществ ряда 3-арил-изоксазолонов и 3-арил-пиразолонов. / В.Н. Ковганко, Н.Н. Ковганко, М.А. Половков // Жур. орг. хим. – 2010. – Т. 46, №. 12. – С. 1803-1807.

УДК 676.16:677.494.745.32

Магистрант В. В. Коваль

Науч. рук. ст. преп. П. А. Чубис, вед. науч. сотр. Е. П. Шишаков

(кафедра химической переработки древесины, БГТУ)

КОМПОЗИЦИОННЫЙ СОСТАВ УПАКОВОЧНЫХ

ВИДОВ БУМАГИ И КАРТОНА НА ОСНОВЕ

КРАФТ-ЦЕЛЛЮЛОЗЫ ПОВЫШЕННОЙ ПРОЧНОСТИ

Неизменно растущий спрос на бумагу и картон, многообразие их видов и, следовательно, разнообразие свойств обусловлены двумя факторами: уникальными свойствами основного компонента бумаги и картона − целлюлозных волокон и достижениями в области технологий их получения. Уникальность свойств волокон целлюлозы проявляется, прежде всего, в их способности к образованию прочных межволоконных связей в процессе отлива, прессования и сушки бумажного и картонного полотна. Поэтому многие исследования в области получения бумаги и картона были направлены на получение качественного первичного волокнистого полуфабриката – целлюлозы.

Целью настоящей работы являлось определение оптимального композиционного состава упаковочных видов бумаги и картона, изготовленных из вторичного волокна (макулатуры) и крафт-целлюлозы повышенной прочности.

На первом этапе исследования были проведены сульфатные варки хвойной целлюлозы с добавлением полиакрилонитрильных волокон. Они проводились в лабораторном автоклаве в соответствии с графиком быстрой сульфатной варки. При этом изменяли количество вводимых в автоклав полиакрилонитрильных волокон (ПАН-волокон) от 0,05 до 0,2% от массы абсолютно сухой древесины с шагом 0,05%. Для сравнения свойств полученной целлюлозы была проведена варка без использования ПАН-волокон. Таким образом, общее количество сульфатных варок составило пять [1].

На втором этапе исследования в лабораторных условиях были проведены исследования качественных характеристик полученной сульфатной хвойной небеленой целлюлозы в соответствии с требованиями ГОСТ 14363.4 «Целлюлоза. Метод подготовки проб к физико-механическим испытаниям».

Из подготовленной массы изготавливали образцы отливок целлюлозы массой 75 ± 2 г/м2 и диаметром 0,2 м. Формование отливок выполняли на листоотливном аппарате «Rapid-Ketten» (фирма «Ernst Haage», Германия) в соответствии с требованиями стандарта ISO 5269-2.

У исследуемых образцов изучали влияние расхода ПАН от 0,05 до 0,2% от массы абс. сух. древесины на прочностные свойства с помощью разрывной машины SE 062/064 «Lorentzen & Wettre» (ГОСТ ИСО 1924–1–96), сопротивление излому с помощью аппарата И-1-2 (фальцер Шоппера), сопротивление раздиранию с помощью прибора Эльмендорфа (ГОСТ 11208). Все применяемые методики исследований соответствовали требованиям стандартов, принятых в целлюлозно-бумажной отрасли. На каждую точку эксперимента изготавливали и испытывали не менее пяти образцов. На рисунке 1 представлены графические зависимости прочностных свойств от расхода полиакрилонитрила.


в



а

б

г

Расход ПАН, % от асб. сух. древесины

Расход ПАН, % от асб. сух. древесины

Расход ПАН, % от асб. сух. древесины

y = 32000x2 + 1240x + 8432

R2 = 0,9352

Расход ПАН, % от асб. сух. древесины

y = 25549x2 – 6610,1x + 1686,5

R2 = 0,9605


y = 481,9x2 – 18,914x + 93,51

R2 = 0,9349







y = – 7400,3x3 + 1876,9x2 – 80,592x + 7,49

R2 = 0,9354


а – разрушающее усилие в сухом состоянии; б – разрывная длина; в – поглощение энергии при разрыве; в – сопротивление излому; г – сопротивление раздиранию



Достарыңызбен бөлісу:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   21


©dereksiz.org 2019
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет