Способ определения коэффициента молекулярной неоднородности триацетилцеллюлозы

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОЙИСАНИЕ ИЗОБРЕ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ. ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3336868/23-05 (22) 20.08.81 (46) 30.04.83. Бюл. N 16 (72} Л.А. Юдахина, Г.Г. Мельникова и И.П. фоминов (71) .Институт органической химии

АН Киргизской ССР (53) 677.464 (088.8) . (56) 1. Lundberg I..L., Hellman М.

Heh. Trish., "Ро1уш. Sci", 7960, N 3, р. 46 (прототип ). (54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФфИЦИЕНТА МОЛЕКУЛЯРНОЙ НЕОДНОРОДНОСТИ

ТРИАЦЕТИЛЦЕЛЛЮЛОЗЫ, включающий определение предельного числа вязкости, о т и и ч а ю шийся тем, что, с целью интенсификации процесса, измеряют вязкость растворов триацетилцеллюлозы в смеси метиленхлорида и метанола при их соотношении 9:1 с концентрацией 0,03-6 r на 100 мл раствора, рассчитывают удельную вяз„„SU„„1014833

3(5D С 08 в 15/08; G 01 N 33/00 кость и определяют предельное число вязкости по уравнению Мартина

Fn g 1<= enfq) +К (1) С, где ., — удельная вязкость;

hj — предельное число вязкости, дл/г;

С вЂ” концентрация раствора, г/100 мл; параметр наклона в уравнении Мартина, с последующим определением коэффициента молекулярной неоднородности по формуле

u=w+ьк. () где О - коэффициент молекулярной неоднородности;

А и В - эмпирические коэффициенты, равные при концентрации

0,03-1,0 г/1.00 мл; А

= - 0,86, В = 0,411, при концентрации 1,0-6,0, г/

/ 100 мл А = -0,41; В =

1,01.

1014833

Изобретение относится к физико.химии высокомолекулярных соединений, а именно к определению свойств раст воро в три а цетилцеллюлозы (ТАЦ ), и может быть использовано в промышленности ее получения и переработки.

Наиболее близок к предлагаемому способу определения коэффициента молекулярно-массовой неоднородности высокомолекулярных соединений являет-. ся метод оценки соотношения предель" ных чисел вязкости одного и того же полимера в двух различных по тер" модинамическим качествам растворителях 13.

Однако соотношение предельных чисел вязкости изменяется незначительно при возрастании коЯфйцйента, неоднородности в несколько раз. 20

Кроме того, трудно подобрать растворители, различия вязкости в которых были бы значительны. Ограничение метода заключается также и в том, что значения предельных чисел вязкос- 25 ти s одном растворителе, в частности для ТАЦ, могут быть получены одинаковыми для различных по молекулярно;массовому распределению образцов триацетата целлюлозы. 30

Цель изобретения - интенсификация процесса и повышение точности определения.

Поставленная цель достигается тем тем, что согласно способу определения коэффициента молекулярной неоднород-: ности триацетилцеллюлозы, включающему определение предельного числа вязкости, измеряют вязкость растворов триацетилцеллюлозыв смеси метиленхлорида и метанола llpH x cootHQ шении 9:1 с концентрацией 0,03-6 г на 100 мл раствора, рассчитывают удельную вязкость и определяют предельное число вязкости по уравнению

Мартина

С " концентрация раствора;

r/100 мл, К„„ - параметр наклона в уравнении Мартина, с последующим определением коэффициента молекулярной неоднородности по формуле

U = А + ВК (1) где U - коэффициент молекуляр, ной неоднородности, А и В - эмпирические коэффициенты, равные при концентрации 0,03 -1,0 г/100 мл

А = -0,86, В = 0,4», при концентрации 1,06,0 г/100 мл, А = -0,41;

В = 1,01 °

8 табл. 1 даны параметры уравнения Мартина, рассчитанные для разных концентрационных пределов вязкостной кривой растворов ТАЦ.

СУ1

01 о

СО

0 л о

01

0Ъ о

CA

CD

OO

CA

CTl

01 о

CA

OO

Ю м

OO л

СЛ

0 о

СО л о о

1

1

1

1

1

1

1

1

l

3

I

1

1

1

1

СЧ а

СЧ СЧ о . о

CO

СЧ о О

СЧ

Сл

СЧ

Ю О

СЧ о л о м

Г

Ю ъО ъО .л о о м О л

CD ъО

LA

CD О о О о

СЧ

СЧ м

СО

3 О

СЧ

СЧ

СЧ

СЧ

СЧ

СО м л

CO

0 1 о ъО

Ю

0 1

Ю (У

СУ1 л

СО

Ю

СЧ м л

CD о ъО

Ю .ф

Ю л

СЧ л

1.. ф

CV

LA

СЧ

LA о О

СЧ л

СЧ

CD .О

LA

Ю м\

OO л о

- Ф

Ю л

-:т О

Ю м м

0 л

LA ъО

СЧ

0 л

СЧ

LA .:а.

СЧ

СЧ

СЧ

СЧ

СЧ

Ю м л

С1

CO

Ю

СЧ л

CD о

-з.

СЧ

CD

LA

CV о

LA л

СЧ

СО л о м

СЧ

CD

LA

СЧ

СЧ

Э

1 m

3О 333

Ю ÑL

1 !

1 У3 1 х

l C» 1

1 1

1 1

1 1

1 I

1 I

1 1

1 1

1 д,о.1, !

1 1

1 l

1 l

1-„

1 I.

Ю 1 1

1 l

L 1 l! ! О I г-3 !

1 3 1 о !

) 1 Y

К I I

S 1 1

333 1

0L 1

II! 1 у — 1

"Т 1

X 1 I

О 1

ЬС 1

1 I

I !

3 T 1

1 х

S1 1

1 I

0%0

I о

I 1

I- I

I 1

3-„

1 1 о I а л— л 1

1 1 С 1

1 I.

3 — 1 г о

СГ l

I I

CC 1

2 3 1

333 l I

1 1

I- 1 1

Q 3 1 !

О 1

Y 3 I

1 1

1 1

1 I

333 1 о

333Х Х

:7 L 5

or.c аKH 1 о ! 333 1

33! З CI) 1

ISO

3- Е3 3С 33 1 3833 (м м -а о о

ОО

СУ . 0 л о ю

1

t(1

1

1

1

I

1

1

I

1

1

1

1

1

I !

1

1

1

1

I

1 .1

1

1

1.

I

I ! !

1.

l

S 1014833 d

Из данных в табл. 1 следует, что : В табл..2 приведены уравнения экуравнение Мартина применимо для описа-i спериментальных и вычисляемых значе-! ния зависимости вязкости от концентра- ний для образца 2 1,табл. 1) по уравнеции растворов ТАЦ и для определения нию Мартина в области, концентраций предельного числа вязкости. s до 6 r/100 мл.

Таблица2, L>*l с Lqp. t с

С, г/100 мл вычисленное - 1 уд(С экспериментальное экспериментальное вычисленное

2,4640

2,5620

2,6575

2,5480

2,5827

2,6710

2,8511 2,8815

3i0716

3,1783

34,9070 40,0321

130,4600 119,2000 .

Зависимость наклонов от молекулярно-массовой неоднородности носит явно выраженный линейный характер в исследованных областях концентраций ..

Используя эту закономерность, рассчитывают коэффициент неоднородности

; U как фУнкцию Км(1)„,. Математически это модель линейного вида

Величина наклона g„ / f (с ) зависит от пределов исследованных кон- ы центраций.

0,0300

0 05000

0,1014 о,гооо

0,3000

4,0000

6,0000

Из табл. 1 и 2 следует, что уравнение,Мартина применимо для описания зависимости вязкости от концентрации ,растворов ТАЦ в,области концентраций

0,0 3 6 г/100 мл.

Значения наклонов, представленные .в табл. 1, отражают влияние молекуляр-, но-массовой неоднородности и свидетельствуют, что Х„, в уравнении Мартина является не константной, как принято считать, а параметром, изменяющимся в зависимости от нео„нородности.

Например образец 1 с коэффициентом неоднородности 0 0,41 имеет наклон

1,34 (в области концентраций до 1 r/

/100 мл*), что в два раза выае, чем для более однородного образца 2 с

U 0,22. Аналогично изменение Км

Я

0,42 и 0,26 для образцов I и 2 сооТветственно.

0,0849

0,0207

0,0141

0,0303

0,1066

5,0251

11,2600 1.= А+ ВХ, (2) где Х = Км (1.1м 1

А и В - эмпирические коэффициенты, равные при концентрации

0,03-1 г/100 мл: А =

= -0,086, В 0,411, при концентрации 1,0-6,0 r/

/100 мл - А -0,41; В

1,01

О=f(Q)Q 1- по уравнению Мартина в различных концентрационных пределах.

Результаты вычислений приведены в табл. 3 .

I 014833

Таблица 3

Б ост

Уравнение

Предел концентраций

U = -0,086 + 0,411 Х

U = -0,41 + 1,01 ° Х

0,044 0,03-1 г/100 мл

О, 048

0,03-6 г/100 мл ределенные по формулам из табл. 3 и

5 по данным фракционирования.

Т а б л и ц а 4 эксим

Образец эксим

0,46

0 37

0,41

0,04

0,05

0,30

0 33

0,03

0,32

0,02

0,22 0,18

0,03

0,04

0,25

0,22

0,25

0,03

0,20

0,02

0,20

0,17

0,18

0 03

0,01

0,29 „ 0 34

0,26

0,05

0,03

0,10

0; 1 2

0,02

0,15

0,05

Дисперсия воспроизводимости по данным препаративного фракционирова-. ния равна 0,0209.

Сравнение остаточных дисперсий (табл. 3) и дисперсии воспроизводимости по Фишеру свидетельствует об их . однородности (Узкс,и < тс(бл HB- 45 пример, 4,32 C 5,85), что является достаточным основанием для того, чтобы считать одинаковой точностью определения коэффициента молекулярной неоднородности методом препаративного

se

-фракционирования и точность оценки

U по предлагаемым формулам.

Из табл. 4 очевидна возможность применения вискозиметрических данных для косвенной оценки коэффициента молекулярной неоднородности в пределах исследованных концентрации

Il р и м е р . Для определения коэффициента молекулярной неоднородВ табл. 4 даны коэффициенты молекулярно-массовой неоднородности, опности ТАЦ методом вискозиметрии проводят следующие операции.

Берут выборочно 3 навески высушенного до постоянного веса триацетата целлюлозы на аналитических весах с точностью до 0,0001 г из расчета ко" нечных концентраций в пределах 0,031 г/,00 мл. Навески переносят в сухие колбы с притертыми пробками, за; ливают растворителем (метиленхлоридметанол в соотношении 9:1) в коли-... честве не менее 15 мл. Закрытые колбы оставляют до полного растворения образцов, периодически встряхивая

> (около 5 ч ). Измерения вязкости проводят в вискозиметре ВПЖ- 1.

Не менее 3-х раз проводят измере" ние времени истечения чистого растворителя to . Растворитель и растворы заливают в вискозиметр через фильтр

Шотта Р 1.

19

4о - время истечения чистого растворителя, с1

- время истечения раствора, тс, % удельную вязкость

-1 уд låòí

4833 где

1р и приведенную г .„д/ф, где С - концентрация, г/100 мл.

Таблица 5

Х - /с

XY

2,460

0,03

0,900

0,009

0,0270

0,0977

0,9453

0,0100

0,4900

2,657

0,10

0,977

3, 859

0,70

1,351

0 5009 1,0705.

0,83

3,228. Х - концентрация, г/100 мл, y - Щ 1 „,, Расчет йараметров уравненйя (1) проводят следующим образом ь= к„Ы„С С Е 3s

l (5) Таблицаб

%„ ic, Х

ХУ

0,8713

0,9895

1, 5432

0,0261

0,2968

1,5432

2 39

0,03

0,0009

0,0900

1,0000

2,69

0,30

4,68

1,00

3,4040

1,8661

1,0909

1,33

9 101

После трехкратного измерения ере мени истечения раствора первой кон-.с центрации вискозиметр вновь промыва-. ют чистым растворителем. Замеряется время истечения раствора второй концентрации. Аналогична операция с третьей концентрацией.

Из полученных данных рассчитывают (табл. 5 и 63 относительную вязкость t

Е:л — ьСх (6)

Я п где n - число замеров.

3 >. 75 - 0,83 3,228 0 6 26

0, 89 - 6526, Аа формуле (1 ) рассчитывают козф.Фициент неоднородности (табл. 3 ) ,,„ = - 0 086+0,411 0,6526 =0,18

1 экси= 0 22.

1014833 l2

В примере для образца 6 (табл.1 удельная вязкость раствора при концентрации 6 r/100 мл вычисляется следующим образом.

Находят вязкость растворителя по формуле Аррениуса для смеси двух" жидкостей

11

3 1 8661 — 1 33 3 4040

3"1,0909 1«7689

О, 7121, 11,„= - 0,086 + 0,411 ° 0,7121 =0,20;

11экси- 0,18.

Для этого же образца (образец 6, табл. 1 ) расчет коэффициента неоднородности проведен в области концентраций 0,05 ; 6 r/100 мл по формуле «1см 1 " « 2 1.2

u = — 0,41 + 1,01-К„„(yj где

В этом случае вязкость растворов при 6 г/100 мл определяют на вискозиФ5 метре Гепплера. Динамическую вязкость определяют по формуле

Замеряют время падения шарика объемная плотность которого 8,1. г/

/100 мл, диаметр 15 мл, К - константа шарика 1,2 сП-см /г.с. Объемная плотность раствора ТАЦ для 6 г/100 мл равна 1,2892 г/смЗ. где L - динамическая вязкость, сП; время падения шарика, с, .Я2 - объемный вес шарика, г/см

У1 - объемный вес раствора при температуре измерения, г/см

K - константа шарика, сП см /

/г ° с.

Затем рассчитывают плотность раст- 3Я воров.

Динамическую вязкость рассчитыва,ют по формуле (7 ) и делят на вязкость смеси метиленхлорид - метанол в соотношении 9:1.

Пример рассчета относительно, удельной и приведенной вязкостей для концентрации 6/100 мл представлен,в табл. 7.

Т а б л и ц а 7

««. « сП -а lc, С, r/100 мл

« с

87,72

90,11

6,00

526,34

540,69

544,28

6,00

6,00

90,71

Данные приведенной вязкости разбав- сведены в табл. 8 для расчета параленных и концентрированных растворов метров уравнения 1

Табли а8"

j x«

О,О4е1

0,8816

2,516

3 524

0,9226

1,2595

0,05

0 70

0,0025

0,0490

6,00

89 513

4,4943

36.,000

26,9658

27,8935

6,6764

36,0515." Для образца 6 табл. l.

29,40 240,25

30,20 246,79

30,40 i248,72

527,34

541,69

545,28

Х„= 0,853 и X2= 0,147 - мольные доли компонентов, 1,„= 0,4155 и g2 0,547 - вязкости компонентов, сП, «1.см= 0,4556.

13 1014

- 6,75.6 67 7 0 6169.

«Й,%25

833

Составитель Т. Мартинская

Редактор М. Рачкулинец Техред M° . Коштура

Корректор О. Билак

Заказ 3126/18 Тираж 494

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москве, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4

U -0,41 + 1,01 ° 0,6169 0,17;

Таким образом, предлагаемый способ определения коэффициента молекулярной неоднородности по вискозиметрическим данным имеет ряд преимуществ.

Проведение измерений в одном растворителе при трех концентрациях существенно позволяет сократить.затраты времени: время проведения эксперимента в предлагаемом методе состав1$ ляет 5-8 ч против 24-30.

Кроме того, отпадает необходимость поиска второго ра ст ворителя, в кото-, m ром значение предельного числа вязкости было бы существенно иным.

Применение уравнения Мартина для описания зависимости вязкости от концентрации расширяет концентрационные пределы, в которых возможны определения по сравнению с уравнениями Хаггинса и Крамера по про отипу, пригодными лишь для бесконечно разбавленных растворов °

Кроме того, увеличивается точность расчета U : в предлагаемом способе наибольшее расхождение в значениях

"экси и Upac составпяет 0,05 (табл. 3), а в прототипе - 7,7.

Использование легко доступного растворителя и простейшее аппаратурное оформление позволяет применять способ в любой заводской лаборатории,

Способ определения коэффициента молекулярной неоднородности триацетилцеллюлозы Способ определения коэффициента молекулярной неоднородности триацетилцеллюлозы Способ определения коэффициента молекулярной неоднородности триацетилцеллюлозы Способ определения коэффициента молекулярной неоднородности триацетилцеллюлозы Способ определения коэффициента молекулярной неоднородности триацетилцеллюлозы Способ определения коэффициента молекулярной неоднородности триацетилцеллюлозы Способ определения коэффициента молекулярной неоднородности триацетилцеллюлозы Способ определения коэффициента молекулярной неоднородности триацетилцеллюлозы 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области получения полимеров для твердых полимерных покрытий, клеев и твердых топлив с пониженной скоростью горения

Изобретение относится к химической переработке целлюлозосодержащего сырья, а именно к способу получения микрокристаллической целлюлозы, которая находит широкое применение в качестве наполнителя в фармацевтической, пищевой и косметической промышленности, стабилизатора водно-латексных красок и эмульсий, сорбента для хроматографии, а также является физиологически активным веществом, улучшающим обменные процессы в организме

Изобретение относится к лекарственному средству - энтеросорбенту на основе микрокристаллической целлюлозы, который может быть использован для лечения острых и хронических инфекций, экзогенных и эндогенных интоксикаций, нарушений жирового и других видов обмена, и к технологии получения микрокристаллической целлюлозы

Изобретение относится к способу непрерывного производства массы химической целлюлозы и варочному котлу непрерывного действия

Изобретение относится к способу поперечного сшивания карбоксилированных полисахаридов и может быть применено в медицинской и фармацевтической областях и в косметологии

Изобретение относится к области фармакологии и касается нового противоинфекционного фармацевтического препарата на основе производного целлюлозы и госсипола

Изобретение относится к новому производному госипола - натриевой соли сополимера госсипола и карбоксиметилцеллюлозы

Способ определения коэффициента молекулярной неоднородности триацетилцеллюлозы

Наверх