Карбоксиметилцеллюлоза и глицерин

[terri]

Когда у общества нет цветовой дифференциации штанов, то нет цели! 

Есть много дерева и есть голова, которая раньше или позже додумается, что лучше не везти все оптом

за кудыкину гору, а оставить у себя не только для штанов, но и для шляпы.

Цена КЦ во столько же раз понижается, во сколько увеличивается объем реактора, в котором ее готовите.

Все просто, как на ладони.

можно с деревяшки гнать кц, пацаки гнали)

Так гнать или готовить ?

[RET]

Скорее варить)

[Ruslan_Sharipov]

Тут вот нашёлся патент EP 2532685 A1, где предлагают сшивать Na-КМЦ лимонной кислотой без всякого глицерина. Обещают получение гидрогеля с водопоглотительным отношением до 100:1 (Swelling ratio).

[terri]

А что такое НЕС в патенте?

НЕС = гидроксиэтилцеллюлоза.

Так теперь понятно, почему глицерин не нужен.

[Ruslan_Sharipov]

Проделал то, что сказано в патенте, в следующем варианте. Излагаю последовательно по шагам.

 

1) Растворил 4 грамма Na-КМЦ в 200 мл кипячёной и не слишком горячей воды.

2) Растворил 0.8 грамма лимонной кислоты кристаллической моногидрата в 50 мл такой же воды.

3) Растворы соединил и тщательно перемешал ложкой, потом закрыл крышкой и взболтал для надёжности.

 

Получилась мутная киселевидная жидкость.

 

4) Налил примерно 1/3 полученной жидкости в фарфоровое блюдце и поставил в духовку газовой плиты на верхнюю полку при самом малом огне, которого удалось достичь.

 

Через некоторое время вода испарилась и на блюдце остался прозрачный гель в виде бугристого слоя наподобие множества склеившихся капелек.

 

5) Оставил полученный гель в духовке досушиваться/довариваться.

 

К сожалению через некоторое время обнаружил, что гель высох до конца и подгорел. Не обуглился дочерна, но стал коричневым. Это был неудачный эксперимент. К счастью блюдце легко отмылось от подгоревшего геля.

 

Для повторения эксперимента на следующий день купил термометр кухонный ТМ-1059 за 940 рублей (картинку с изображением этого термометра легко найти в интернете). Ценная штука. Измеряет в диапазоне от -50 до 300 градусов Цельсия. Взял чугунную сковороду и накрыл её сверху перевернутой алюминиевой сковородой. Поместил край сковород над слабым пламенем кухонной газовой плиты и на другом краю стал замерять температуру. Удалось достичь положение сковород, при котором термометр показывал от 80 до 90 градусов Цельсия. При этом щуп термометра слегка приподнимал верхнюю сковороду и между двумя сковородами образовывался зазор, отводящий тепло. В таких условиях добиться большой точности в измерениях температуры невозможно.

 

6) Налил примерно 1/3 полученной накануне жидкости в фарфоровое блюдце и поместил меж двух сковород, в то место, где намерял 80-90 градусов Цельсия.

 

7) Оставил довариваться и досушиваться на 6 часов, пока спал.

 

С утра увидел, что вода испарилась полностью, а гель высох в виде тонкой плёнки на блюдце, но на этот раз уже не подгорел. Хотя стал слегка желтоватым, или точнее светло-кремовым.

 

8) Вернувшись с работы погрел полученную пленку тем же способом еще несколько часов.

 

9) Утром налил воды в блюдце.

 

При этом плёнка легко отделилась от блюдца. Вода окрасилась в светлый желто-кремовый цвет. Но плёнка при этом до конца не обесцветилась. В воде плёнка не растворяется. Она непрочная, легко рвётся. Прошло уже несколько часов. Обещанного набухания с образованием гидрогеля я пока не наблюдаю.

[terri]

Нет, ну а почему Вы эту НЕС не прибавили-то ?

Изменено 16 Декабря, 2016 в 16:59 пользователем terri

[Ruslan_Sharipov]

Нет, ну а почему Вы эту НЕС не прибавили-то?

Нет у меня этого вещества. Откуда взять - не знаю.

 

Опишу дальнейшие эксперименты. Полученная плёнка в форме лоскутков лежит у меня в воде уже больше суток. Не растворяется и не набухает. Взял парочку таких лоскутков и поместил в раствор сульфата меди. При этом лоскутки окрасились в голубой цвет с зеленоватым оттенком, а раствор, по моим визуальным впечатлениям, обесцветился, но не до конца. Но окраска лоскутков получилась отчётливо более интенсивной, чем окраска окружающего раствора. То есть полученный полимер сорбирует медь. Это может быть

 

1) ионообменная реакция, когда натрий, унаследованный от Na-КМЦ, замещается медью;

2) сорбция молекул сульфата меди целиком.

 

Прошу экспертов подсказать, какой из вариантов более вероятен?

 

Дальше я промыл окрашенные медью лоскутки плёнки водой. При этом они свою окраску не изменили. Поместил в раствор лимонной кислоты. Здесь часть окраски перешла в раствор. Но лоскутки плёнки до конца не обесцветились. Опять промыл их водой и залил уксусной кислотой. Сначала концентрированной 70%. Затем  разбавил водой. Лоскутки плёнки в кислоте не растворились. Но часть окраски опять потеряли. Хотя до конца не обесцветились. Пробовал подогреть раствор в микроволновке. Всё равно лоскутки плёнки не растворились.

 

Дальше я вновь промыл лоскутки плёнки в воде. Их окраска теперь всё та же голубая с зеленоватым оттенком. Но заметно менее интенсивная, чем вначале. Заливаю их раствором аммиака 10% из аптеки. Окраска меняется с голубой на синюю и становится более интенсивной. Через пару минут замечаю, что лоскутки плёнки стали набухать. Набухание было неравномерным. Лоскутки плёнки приняли форму склеившихся гелевых шариков. Теперь действительно образовался гидрогель.

 

Добавляю воды (довольно много), перемешиваю. Создаётся впечатление, что гель растворился. Раствор мутный, хотя гель был прозрачным. Он окрашен в бледно синий цвет. Но часть окраски не растворилась, а плавает в растворе комочками, напоминающими мелкие лохмотья ваты.

 

Нужно убрать воду. Использую для этого туалетную бумагу. После того, как туалетная бумага впитала воду, обнаруживаю, что не весь полимер ушёл вместе с водой. Часть осталась в форме шариков гидрогеля. Шарики примерно вдвое меньше первоначальных по размеру. Но по количеству их больше. Напоминают мелкий бисер. Сохранилась и часть окраски, Очень бледно синяя по всему объёму и некоторое количество интенсивно окрашенных комочков. Постепенно, вероятно с уходом аммиака, окраска из бледно синей становится бледно голубой. Более интенсивно окрашенные комочки тоже голубеют.

 

С уходом аммиака гель обратно в плёнку не превращается. При наблюдении под лупой гель состоит из множества склеившихся крошечных шариков. Они прозрачные. Поверхность геля испещрена бороздками, образовавшими хаотическую сетку. На дне этих бороздок наблюдается осадок матового цвета. Возможно - это другая фракция полимера. А интенсивно окрашенные комочки - это, вероятно, третья фракция, более прочно связывающаяся с медью.

 

Тут скорее КМЦ можно использовать, как донора ОН групп вместо глицерина, а попробовать

этерификовать с какой-нибудь кислотой. В этом случае неважно, как мне кажется, в каком виде КМЦ - в форме соли или нет.

Terri, следует отдать Вам должное, здесь Вы были правы. Это подтверждает патент EP 2532685 A1 и проделанный мной эксперимент. К его описанию добавлю еще одно наблюдение - набухание полученной полимерной плёнки в растворе аммиака 10% не зависит от присутствия меди. Без меди плёнка также набухает и образует гидрогель.

 

Что качается глицерина, к нему хочется вернуться. С ним возможно будет получаться не гидрогель, а что-то жироподобное. Ведь глицерин - это основа жиров. Поэтому, продолжу изыскания.

Если КМЦ в натриевой форме, надо её перевести в кислую.

Для этерификации спиртом нужна именно кислота, соль этерифицироваться не будет. То есть КМЦ в COONa-форме нужно количественно перевести в COOH-форму, а для этого простой "добавки" лимонной кислоты недостаточно.

Я и толкую - что хрен его знает, как его в Н-форму перевести. Это вопрос не принципа, а техники. А какой должна быть техника - хз, я сразу в этом признался

Есть способ! Он описан в патенте RU 2178420. Нужен водный раствор ортофосфорной кислоты 20-30% концентрации. Подскажите, пожалуйста, как его получить в домашних условиях? Или откуда взять?

 

Помимо прочего, в патенте сказано, что H-КМЦ не растворяется в воде. То есть этерифицировать с глицерином придётся нерастворимое вещество. Сулит ли это какие-то проблемы и сложности?

Изменено 17 Декабря, 2016 в 19:03 пользователем Ruslan_Sharipov

[yatcheh]

 

Есть способ! Он описан в патенте RU 2178420. Нужен водный раствор ортофосфорной кислоты 20-30% концентрации. Подскажите, пожалуйста, как его получить в домашних условиях? Или откуда взять?

 

Помимо прочего, в патенте сказано, что H-КМЦ не растворяется в воде. То есть этерифицировать с глицерином придётся нерастворимое вещество. Сулит ли это какие-то проблемы и сложности?

 

 

Откуда взять - разбавить продажную кислоту (она обычно в виде 85%-го раствора продаётся)

 

Растворимость/нерастовримость - понятие условное, далеко не всегда влияющее на скорость реакции.

[Ruslan_Sharipov]

Откуда взять - разбавить продажную кислоту (она обычно в виде 85%-го раствора продаётся)

На сайте Химреактивснаб написано: По закону мы не имеем права продавать физическим лицам кислоты в жидком агрегатном состоянии. Так что так не получается.

Уксусная кислота не поможет. Слабая она, да и этерифицироваться будет не хуже (как, впрочем - и лимонная).

На счёт этерификации лимонной кислоты с глицерином. Нашлась исследование на эту тему: J.A. Mariano-Torres, A. López-Marure, M.Á. Domiguez-Sánchez, Synthesis and characterization of polymers based on citric acid and glycerol: Its application in non-biodegradable polymers, DYNA, 2015, V. 82(190).

Собственно, и "какая-нить" кислота не нужна, и глицерин не нужен. Переводим КМЦ в кислотную форму и этерифицируем имеющиеся -COOH группы имеющимися гидроксилами. Получаем сшитый полимер.

Оказывается такое уже есть. Называется кроскарамеллоза в форме товара на рынке.

[terri]

Нет у меня этого вещества. Откуда взять - не знаю.

Не берусь утверждать, но мне кажется, что в этерификации первичные спирты лучше участвуют, чем вторичные.

Вы берете натрий-КМЦ и лимонку, в принципе и то, и другое имеет СООН и вторичные ОН-группы.

Одним словом, у Вас есть условия этерификации (очень здорово Вы придумали с духовкой

для удаления воды), но нет всех участников самой реакции, нет первичных ОН-групп.

Поэтому глицерин просто необходим, если нет НЕС.

И второе, все же нужно количества, которые Вы берете в граммах, перевести в моли для ориентации,

что куда может пойти, а потом, может, и не дойти. ))

Вот к примеру, сколько Вы берете лимонки в молях и сколько натрий-КМЦ (для натрий-КМЦ не моли, а звенья) ?

Может, к примеру, вся лимонка израсходуется для вытесненения натрия из натрий-КМЦ (думаю, она сильнее,

чем КМЦ) и ее не останется, как катализатора, для этерификации...