Hidroksietil selüloz (HEC) gündəlik kimyəvi maddələr, tikinti, örtüklər, tibb, qida və digər sənayelərdə geniş istifadə olunan ümumi suda həll olunan polimerdir. Təbii sellülozun kimyəvi modifikasiyası ilə hazırlanmış qeyri-ionlu selüloz efiridir. Hidroksietilselülozun istehsal prosesi mürəkkəb kimyəvi reaksiyaları, o cümlədən sellülozun çıxarılması, qələviləşdirmə müalicəsi, eterləşmə reaksiyasını və s. daxildir. Aşağıda onun istehsal prosesi ilə ətraflı tanışlıq verilmişdir.
1. Xammalın seçilməsi və sellülozun çıxarılması
Hidroksietilselülozun əsas xammalı təbii sellülozadır ki, bu da əsasən ağac, pambıq və ya digər bitki liflərindən alınır. Bitki hüceyrə divarlarında sellülozun miqdarı yüksəkdir və bu təbii materiallardan mexaniki və ya kimyəvi üsullarla təmiz sellüloza əldə etmək olar. Ekstraksiya prosesinə əzmə, çirklərin (məsələn, liqnin, hemiselüloz kimi) çıxarılması), ağartma və digər addımlar daxildir.
Selülozun çıxarılması: Təbii sellüloza adətən mexaniki və ya kimyəvi yolla yüksək təmizlikdə sellüloza əldə etmək üçün qeyri-selüloz maddələri çıxarmaq üçün təmizlənir. Pambıq lifi, ağac sellülozu və s. ümumi xammal mənbələri ola bilər. Müalicə prosesi zamanı qələvi (məsələn, natrium hidroksid) qeyri-selüloz komponentlərinin həllinə kömək etmək üçün istifadə olunur və qalan hissəsi əsasən selülozdur.
2. Alkalizasiya müalicəsi
Təmizlənmiş sellüloz əvvəlcə qələviləşdirilməlidir. Bu addım sellüloza molekulyar zəncirindəki hidroksil qruplarını daha aktiv etməkdir ki, onlar efirləşdirici maddə ilə daha asan reaksiya verə bilsinlər. Alkalizasiya müalicəsinin əsas mərhələləri aşağıdakılardır:
Selülozanın qələvi ilə reaksiyası: qələvi sellüloza (qələvi sellüloza) əmələ gətirmək üçün sellüloza güclü qələvi (adətən natrium hidroksid) ilə qarışdırılır. Bu proses adətən sulu mühitdə aparılır. Qələvi sellüloza sellüloza və natrium hidroksidinin reaksiya məhsuludur. Bu maddə daha boş bir quruluşa və daha yüksək reaktivliyə malikdir, bu da sonrakı eterləşmə reaksiyasına kömək edir.
Qələviləşmə prosesi əsasən uyğun temperatur və rütubətdə, adətən 20℃~30℃ diapazonunda, sellüloza molekullarındakı hidroksil qruplarının tam aktivləşməsini təmin etmək üçün bir neçə saat ərzində baş verir.
3. Eterifikasiya reaksiyası
Eterifikasiya hidroksietilselülozun istehsalında əsas mərhələdir. Hidroksietil selüloz, hidroksietil qruplarını təqdim etmək üçün qələvi selülozun etilen oksidi ilə reaksiya verməsi ilə istehsal olunur. Xüsusi addımlar aşağıdakılardır:
Etilen oksidi ilə reaksiya: Qələvi sellüloza müəyyən temperatur və təzyiq şəraitində müəyyən miqdarda etilen oksidi ilə reaksiya verir. Etilen oksidindəki halqa quruluşu bir efir bağı yaratmaq üçün açılır, selüloz molekullarındakı hidroksil qrupları ilə reaksiya verir və hidroksietil qruplarını (-CH2CH2OH) təqdim edir. Bu proses reaksiya şəraitinə (temperatur, təzyiq və vaxt kimi) nəzarət etməklə eterləşmə dərəcəsini tənzimləyə bilər.
Eterifikasiyanın effektivliyini təmin etmək üçün reaksiya adətən qələvi mühitdə aparılır. Reaksiya temperaturu ümumiyyətlə 50 ℃ ~ 100 ℃ və reaksiya müddəti bir neçə saatdır. Etilen oksidin miqdarını tənzimləməklə son məhsulun əvəzlənmə dərəcəsini, yəni sellüloza molekullarında nə qədər hidroksil qrupunun hidroksietil qrupları ilə əvəz olunduğunu idarə etmək olar.
4. Neytrallaşdırma və yuyulma
Eterifikasiya reaksiyası başa çatdıqdan sonra reaksiya sistemindəki qələvi maddələri zərərsizləşdirmək lazımdır. Tez-tez istifadə olunan neytrallaşdırıcılar sirkə turşusu və ya xlorid turşusu kimi turşu maddələrdir. Neytrallaşdırma prosesi artıq qələvini duzlara neytrallaşdıracaq, bu da məhsulun işinə təsir göstərməyəcəkdir.
Neytrallaşdırma reaksiyası: Məhsulu reaktordan çıxarın və sistemdəki pH dəyəri neytrallaşana qədər zərərsizləşdirmək üçün müvafiq miqdarda turşu əlavə edin. Bu proses yalnız qələvi qalıqları aradan qaldırmır, həm də reaksiya yan məhsullarının hidroksietilselülozun fəaliyyətinə təsirini azaldır.
Yuma və susuzlaşdırma: Qalıq çirkləri və əlavə məhsulları yumaq üçün zərərsizləşdirilmiş məhsulu bir neçə dəfə, adətən su və ya etanol və digər həlledicilərlə yumaq lazımdır. Yuyulmuş məhsul sentrifuqa, filtrlə presləmə və rütubəti azaltmaq üçün digər üsullarla susuzlaşdırılır.
5. Qurutma və əzmə
Yuyulduqdan və qurudulduqdan sonra, hidroksietil selüloz hələ də müəyyən miqdarda nəm ehtiva edir və daha da qurudulmalıdır. Qurutma prosesi məhsulun saxlanması və istifadəsi zamanı yaxşı dayanıqlığa malik olmasını təmin etmək üçün hava qurutma və ya vakuum qurutma yolu ilə həyata keçirilə bilər.
Qurutma: Qalıq nəmi çıxarmaq üçün məhsulu müəyyən bir temperaturda (adətən 60°C-dən aşağı) qurutun. Qurutma temperaturu çox yüksək olmamalıdır, əks halda məhsulun deqradasiyasına səbəb ola və onun işinə təsir göstərə bilər.
Əzmə və süzmə: Qurudulmuş hidroksietil selüloz adətən bloklar və ya topaklar şəklində mövcuddur və incə toz əldə etmək üçün əzmək lazımdır. Əzilmiş məhsul, həmçinin praktik tətbiqlərdə həll olunma və dağılma qabiliyyətini təmin etmək üçün tələblərə cavab verən hissəcik ölçüsü paylanması əldə etmək üçün süzülməlidir.
6. Son məhsulların sınaqdan keçirilməsi və qablaşdırılması
İstehsaldan sonra onun performans göstəricilərinin standart tələblərə cavab verdiyinə əmin olmaq üçün hidroksietilselülozun keyfiyyəti yoxlanılmalıdır. Test maddələrinə adətən aşağıdakılar daxildir:
Özlülüyün ölçülməsi: Suda həll edildikdən sonra hidroksietilselülozun özlülüyü onun örtüklərdə, tikintidə, gündəlik kimyəvi maddələrdə və digər sahələrdə istifadəsinə təsir edən mühüm keyfiyyət göstəricisidir.
Rütubət: Saxlama dayanıqlığını təmin etmək üçün məhsulun rütubətini yoxlayın.
Əvəzetmə dərəcəsi (DS) və molyar əvəzetmə (MS): Eterifikasiya reaksiyasının təsirini təmin etmək üçün kimyəvi analiz vasitəsilə məhsulda əvəzetmə və molyar əvəzetmə dərəcəsini müəyyənləşdirin.
Testdən keçdikdən sonra, hidroksietilselüloz nəmlənməməsi və ya çirklənməsinin qarşısını almaq üçün toz və ya dənəvər məhsullara, adətən nəmə davamlı plastik torbalara və ya kağız torbalara qablaşdırılacaq.
Hidroksietil selülozun istehsal prosesi əsasən selülozun çıxarılması, qələviləşdirmə müalicəsi, eterləşmə reaksiyası, zərərsizləşdirmə və yuyulma, qurutma və əzmə mərhələlərini əhatə edir. Bütün proses kimyəvi reaksiyada qələviləşmə və eterləşmədən asılıdır və sellülozaya hidroksietil qrupları daxil etməklə yaxşı suda həllolma və qatılaşma xassələri verilir. Hidroksietilselüloz bir çox sənaye sahələrində geniş istifadə olunur, məsələn, örtüklər üçün qatılaşdırıcı, tikinti materialları üçün su saxlayan agent, gündəlik kimyəvi məhsullarda stabilizator və s. məhsulun.
Göndərmə vaxtı: 25 oktyabr 2024-cü il