Получение оксицеллюлозы из хлопковых волокон действием различных окислителей

Проблематика. Розробка технологій виробництва різних за призначенням матеріалів із альтернативних нафті й газу природних джерел сировини, зокрема з целюлози. Мета дослідження. Визначення оптимальних значень технологічних параметрів процесу окиснення бавовняних волокон дією різних окисників – пероксиду водню, Оксону, PINO – на показники якості оксицелюлози. Методика реалізації. Окиснення механічно подрібнених бавовняних волокон розчинами пероксиду водню, Оксону і PINO проводили з барботуванням повітря за допомогою компресора через розчин целюлози в круглодонній колбі, зануреній у водяну баню необхідної температури. Для визначення оптимальних параметрів процесу використовували методи планування експерименту та оптимізації. Результати дослідження. Досліджені окисники для одержання оксицелюлози із бавовняних волокон за збільшенням ефективності розміщуються в такий ряд: пероксид водню – Оксон – PINO. Методом повного факторного експерименту визначено рівняння регресії, які адекватно описують процес отримання оксицелюлози із волокон бавовни дією Оксону і PINO, а за допомогою методу Гаусса–Зейделя – оптимальні значення технологічних параметрів процесу одержання оксицелюлози. Показано, що проведення процесу окиснення бавовняних волокон за оптимальними значеннями технологічних параметрів дає змогу отримати бавовняну оксицелюлозу із вмістом карбоксильних груп до 3 %. Висновки. Одержана оксицелюлоза може використовуватися в медицині як один із компонентів нетоксичних, кровоспинних, антимікробних матеріалів.Background. Development of production technologies of materials for various purposes of alternatives to crude oil and natural gas sources of raw material, in particular cellulose. Objective. To determine the optimal values of technological parameters of cotton fiber oxidation by action of various oxidants — hydrogen peroxide, Oxone, PINO — on quality of oxycellulose. Methods. Oxidation of mechanically chopped cotton fibers by solution of hydrogen peroxide, Oxone and PINO was performed with air bubbling by the compressor through solution of cellulose in round-bottomed flask immersed in a water bath of the required temperature. The methods of experiment planning and optimization were used to determine the optimum process parameters. Results. Studied oxidants for oxycellulose of cotton fibers to increase efficiency are in the following order: hydrogen peroxide — Oxone — PINO. The method of full factorial experiment was used to determine the adequate regression equations that describe the process of oxycellulose obtaining by action of Oxone and PINO, and the Gauss-Seidel method was used to determine the optimal values of technological parameters of oxycellulose obtaining. It is shown that oxidation of cotton fibers for optimal values of technological parameters allows getting oxycellulose with the content of carboxyl groups to 3 %. Conclusions. The obtained oxycellulose can be used in medicine as a component of non-toxic, hemostatic, antimicrobial materials.Проблематика. Разработка технологий производства различных по назначению материалов из альтернативных нефти и газу природных источников сырья, в частности из целлюлозы. Цель исследования. Определение оптимальных значений технологических параметров процесса окисления хлопковых волокон действием различных окислителей – пероксида водорода, Оксона, PINO – на показатели качества оксицелюлозы. Методика реализации. Окисление механически измельченных хлопковых волокон растворами пероксида водорода, Оксона и PINO проводили с барботированием воздуха при помощи компрессора через раствор целлюлозы в круголодонной колбе, погруженной в водяную баню необходимой температуры. Для определения оптимальных параметров процесса использовали методы планирования эксперимента и оптимизации. Результаты исследования. Исследованные окислители для получения оксицеллюлозы из хлопковых волокон по увеличению эффективности располагаются в следующий ряд: пероксид водорода – Оксон – PINO. Методом полного факторного эксперимента определены уравнения регрессии, адекватно описывающие процесс получения оксицеллюлозы из волокон хлопка действием Оксона и PINO, а с помощью метода Гаусса–Зейделя – оптимальные значения технологических параметров процесса получения оксицеллюлозы. Показано, что проведение процесса окисления хлопковых волокон по оптимальным значениям технологических параметров позволяет получить оксицеллюлозу с содержанием карбоксильных групп до 3 %. Выводы. Полученная оксицеллюлоза может использоваться в медицине как один из компонентов нетоксичных, кровоостанавливающих, антимикробных материалов