纤维素的醚化是一个怎样的危险过程?

纤维素的醚化反应因引入的取代基不同而不同,醚化过程也不相同,不能一概而论。具体分析如下。

纤维素是由葡萄糖组成的大分子多糖,其结构式如下:

纤维素醚化是使纤维素成为具有醚结构的高分子化合物。纤维素大分子中的每个单体(葡萄糖基环)含有三个羟基,第六个碳原子上的伯羟基和第二、三个碳原子上的仲羟基,羟基中的氢被烃基取代生成纤维素醚衍生物。纤维素是一种多羟基高分子化合物,既不溶解也不熔化。纤维素醚化后可溶于水、稀碱溶液和有机溶剂,具有热塑性,因此应用于许多领域。

根据醚化试剂的不同,使用甲基纤维素、羟乙基纤维素、乙基纤维素、苄基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素和苯基纤维素。虽然醚化工艺的一般流程相似,但醚化试剂的种类不同,反应条件不同,醚化试剂的毒性和危险性也不同,所以各品种纤维素醚化工艺的危险性也不同。

(1)碱纤维素的制备:即天然纤维素与氢氧化钠在一定条件下反应生成碱纤维素。(一般来说这是纤维素在碱液中煮沸,不易燃易爆有毒。请注意不要让碱液粘在皮肤上,危险系数极小。)

(2)醚化。有些醚化试剂无毒,如氯乙酸钠;有些醚化剂毒性很大,如溴甲烷、溴乙烷、氯甲烷、环氧乙烷等,都是剧毒气体。如果生产车间或实验室的通风设备不好,有毒气体往往难以防范。我做过羟乙基淀粉。淀粉和纤维素的结构差不多,醚化过程也差不多。所用的醚化试剂是环氧乙烷。当我小心翼翼地做的时候,我在通风柜里操作,没有任何意外。

(3)中和。用适当的酸中和未反应的碱。

(4)产物分离和后处理。(这些并不危险。)

例如,聚阴离子纤维素(简称PAC)的醚化过程如下。