হাইড্রক্সিপ্রোপাইল মিথাইল সেলুলোজ ইথার প্রযুক্তি

হাইড্রক্সিপ্রোপাইল মিথাইল সেলুলোজ ইথার হল এক ধরণের ননপোলার সেলুলোজ ইথার যা ক্ষারকরণ এবং ইথারিফিকেশন পরিবর্তনের মাধ্যমে প্রাকৃতিক সেলুলোজ থেকে প্রাপ্ত ঠান্ডা জলে দ্রবণীয়।

কীওয়ার্ড:হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইলসেলুলোজ ইথার; ক্ষারকরণ প্রতিক্রিয়া; ইথারিফিকেশন প্রতিক্রিয়া

1. প্রযুক্তি

প্রাকৃতিক সেলুলোজ জল এবং জৈব দ্রাবকগুলিতে অদ্রবণীয়, আলো, তাপ, অ্যাসিড, লবণ এবং অন্যান্য রাসায়নিক মাধ্যমে স্থিতিশীল এবং সেলুলোজের পৃষ্ঠকে পরিবর্তন করতে পাতলা ক্ষারীয় দ্রবণে আর্দ্র করা যেতে পারে।

হাইড্রক্সিপ্রোপাইল মিথাইল সেলুলোজ ইথার হল এক ধরনের অ-পোলার, ঠান্ডা জলে দ্রবণীয় সেলুলোজ ইথার যা ক্ষারকরণ এবং ইথারিফিকেশন পরিবর্তনের মাধ্যমে প্রাকৃতিক সেলুলোজ থেকে প্রাপ্ত।

2. প্রধান রাসায়নিক বিক্রিয়া সূত্র

2.1 ক্ষারকরণ বিক্রিয়া

সেলুলোজ এবং সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইডের প্রতিক্রিয়ার জন্য দুটি সম্ভাবনা রয়েছে, অর্থাৎ, আণবিক যৌগগুলি তৈরি করার জন্য বিভিন্ন অবস্থা অনুসারে, R – OH – NaOH; বা ধাতব অ্যালকোহল যৌগ তৈরি করতে, R – ONa.

বেশিরভাগ পণ্ডিতরা বিশ্বাস করেন যে সেলুলোজ ঘনীভূত ক্ষারের সাথে বিক্রিয়া করে একটি স্থির পদার্থ তৈরি করে এবং মনে করেন যে প্রতিটি বা দুটি গ্লুকোজ গ্রুপ একটি NaOH অণুর সাথে মিলিত হয় (একটি গ্লুকোজ গ্রুপ তিনটি NaOH অণুর সাথে মিলিত হয় যখন প্রতিক্রিয়া সম্পূর্ণ হয়)।

C6H10O5 + NaOH→C6H10O5 NaOH বা C6H10O5 + NaOH→C6H10O4 ONa + H2O

C6H10O5 + NaOH→(C6H10O5 ) 2 NaOH বা C6H10O5 + NaOH→C6H10O5 C6H10O4 ONa + H2O

সম্প্রতি, কিছু পণ্ডিত বিশ্বাস করেন যে সেলুলোজ এবং ঘনীভূত ক্ষারের মধ্যে মিথস্ক্রিয়া একই সময়ে দুটি প্রভাব ফেলবে।

গঠন নির্বিশেষে, সেলুলোজ এবং ক্ষার ক্রিয়া করার পরে সেলুলোজের রাসায়নিক কার্যকলাপ পরিবর্তন করা যেতে পারে এবং এটি অর্থপূর্ণ প্রজাতি পেতে বিভিন্ন রাসায়নিক মাধ্যমের সাথে প্রতিক্রিয়া করতে পারে।

2.2 ইথারিফিকেশন প্রতিক্রিয়া

ক্ষারকরণের পরে, সক্রিয় ক্ষার সেলুলোজ ইথারিফিকেশন এজেন্টের সাথে বিক্রিয়া করে সেলুলোজ ইথার তৈরি করে। ব্যবহৃত ইথারিফাইং এজেন্ট হল মিথাইল ক্লোরাইড এবং প্রোপিলিন অক্সাইড।

সোডিয়াম হাইড্রক্সাইড অনুঘটকের মতো কাজ করে।

n এবং m যথাক্রমে সেলুলোজ ইউনিটে হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল এবং মিথাইলের প্রতিস্থাপনের ডিগ্রী উপস্থাপন করে। m + n এর সর্বোচ্চ যোগফল 3।

উপরে উল্লিখিত প্রধান প্রতিক্রিয়া ছাড়াও, পার্শ্ব প্রতিক্রিয়া আছে:

CH2CH2OCH3 + H2O→HOCH2CH2OHCH3

CH3Cl + NaOH→CH3OH + NaCl

3. হাইড্রক্সিপ্রোপাইল মিথাইলসেলুলোজ ইথারের প্রক্রিয়া বর্ণনা

হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল মিথাইল সেলুলোজ ইথার (সংক্ষেপে "সেলুলোজ ইথার") প্রক্রিয়াটি মোটামুটিভাবে 6টি প্রক্রিয়ার সমন্বয়ে গঠিত, যথা: কাঁচামাল ক্রাশিং, (ক্ষারীয়করণ) ইথারিফিকেশন, দ্রাবক অপসারণ, পরিস্রাবণ এবং শুকানো, চূর্ণ এবং মিশ্রিত করা এবং সমাপ্ত পণ্য প্যাকেজিং।

3.1 কাঁচামাল প্রস্তুতি

বাজারে কেনা প্রাকৃতিক শর্ট-লিন্ট সেলুলোজ পরবর্তী প্রক্রিয়াকরণের সুবিধার্থে একটি পালভারাইজার দ্বারা পাউডারে চূর্ণ করা হয়; কঠিন ক্ষার (বা তরল ক্ষার) গলিয়ে প্রস্তুত করা হয় এবং প্রায় 90 পর্যন্ত উত্তপ্ত করা হয়°C ব্যবহার করার জন্য 50% কস্টিক সোডা দ্রবণ তৈরি করুন। বিক্রিয়া মিথাইল ক্লোরাইড, প্রোপিলিন অক্সাইড ইথারিফিকেশন এজেন্ট, আইসোপ্রোপ্যানল এবং টলুইন বিক্রিয়া দ্রাবক একই সময়ে প্রস্তুত করুন।

উপরন্তু, প্রতিক্রিয়া প্রক্রিয়ার জন্য গরম জল এবং বিশুদ্ধ জলের মতো সহায়ক উপকরণ প্রয়োজন; বাষ্প, কম-তাপমাত্রার শীতল জল, এবং সঞ্চালন শীতল জল শক্তি সাহায্য করার প্রয়োজন হয়.

শর্ট লিন্টার, মিথাইল ক্লোরাইড এবং প্রোপিলিন অক্সাইড ইথারিফিকেশন এজেন্ট হল ইথারিফাইড সেলুলোজ তৈরির প্রধান উপকরণ এবং ছোট লিন্টারগুলি প্রচুর পরিমাণে ব্যবহৃত হয়। মিথাইল ক্লোরাইড এবং প্রোপিলিন অক্সাইড প্রাকৃতিক সেলুলোজ পরিবর্তন করতে ইথারিফিকেশন এজেন্ট হিসাবে প্রতিক্রিয়াতে অংশগ্রহণ করে, ব্যবহারের পরিমাণ বড় নয়।

দ্রাবক (বা তরল) এর মধ্যে প্রধানত টলিউইন এবং আইসোপ্রোপ্যানল অন্তর্ভুক্ত থাকে, যেগুলি মূলত গ্রাস করা হয় না, কিন্তু ঢোকানো এবং উদ্বায়ী ক্ষতির পরিপ্রেক্ষিতে, উৎপাদনে সামান্য ক্ষতি হয় এবং ব্যবহৃত পরিমাণ খুবই কম।

কাঁচামাল তৈরির প্রক্রিয়ায় একটি কাঁচামাল ট্যাঙ্ক এলাকা এবং একটি সংযুক্ত কাঁচামাল গুদাম রয়েছে। ইথারিফাইং এজেন্ট এবং দ্রাবক, যেমন টলুইন, আইসোপ্রোপ্যানল, এবং অ্যাসিটিক অ্যাসিড (প্রতিক্রিয়ার pH মান সামঞ্জস্য করতে ব্যবহৃত) কাঁচামাল ট্যাঙ্ক এলাকায় সংরক্ষণ করা হয়। সংক্ষিপ্ত লিন্টের সরবরাহ যথেষ্ট, যে কোনো সময় বাজার দ্বারা সরবরাহ করা যেতে পারে।

চূর্ণ শর্ট লিন্ট ব্যবহারের জন্য একটি কার্ট সহ ওয়ার্কশপে পাঠানো হয়।

3.2 (ক্ষারীয়করণ) ইথারিফিকেশন

(ক্ষারীয়) ইথারিফিকেশন সেলুলোজের ইথারিফিকেশন প্রক্রিয়ার একটি গুরুত্বপূর্ণ প্রক্রিয়া। পূর্ববর্তী উৎপাদন পদ্ধতিতে, দ্বি-পদক্ষেপের প্রতিক্রিয়া পৃথকভাবে সম্পাদিত হত। এখন প্রক্রিয়াটি উন্নত হয়েছে, এবং দুই-পদক্ষেপের প্রতিক্রিয়াগুলি এক পর্যায়ে একত্রিত হয় এবং একযোগে সঞ্চালিত হয়।

প্রথমে, বায়ু অপসারণের জন্য ইথারিফিকেশন ট্যাঙ্কটি ভ্যাকুয়ামাইজ করুন এবং তারপরে ট্যাঙ্কটিকে বায়ুমুক্ত করতে নাইট্রোজেন দিয়ে প্রতিস্থাপন করুন। প্রস্তুত সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইড দ্রবণ যোগ করুন, একটি নির্দিষ্ট পরিমাণ আইসোপ্রোপ্যানল এবং টলুইন দ্রাবক যোগ করুন, নাড়তে শুরু করুন, তারপরে ছোট তুলার উল যোগ করুন, ঠান্ডা হওয়ার জন্য সঞ্চালিত জল চালু করুন এবং তাপমাত্রা একটি নির্দিষ্ট স্তরে নেমে যাওয়ার পরে, নিম্ন-চালু করুন। তাপমাত্রা জল সিস্টেম উপাদান তাপমাত্রা কমাতে প্রায় 20 ড্রপ℃, এবং ক্ষারকরণ সম্পূর্ণ করার জন্য একটি নির্দিষ্ট সময়ের জন্য প্রতিক্রিয়া বজায় রাখে।

ক্ষারকরণের পরে, উচ্চ-স্তরের মিটারিং ট্যাঙ্ক দ্বারা পরিমাপ করা ইথারিফাইং এজেন্ট মিথাইল ক্লোরাইড এবং প্রোপিলিন অক্সাইড যোগ করুন, নাড়তে শুরু করুন, সিস্টেমের তাপমাত্রা প্রায় 70 এ বাড়াতে বাষ্প ব্যবহার করুন।℃~80℃, এবং তারপর গরম করা এবং বজায় রাখার জন্য গরম জল ব্যবহার করুন প্রতিক্রিয়া তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রিত হয়, এবং তারপর প্রতিক্রিয়া তাপমাত্রা এবং প্রতিক্রিয়া সময় নিয়ন্ত্রিত হয়, এবং একটি নির্দিষ্ট সময়ের জন্য নাড়াচাড়া এবং মিশ্রণের মাধ্যমে অপারেশনটি সম্পন্ন করা যেতে পারে।

প্রতিক্রিয়া প্রায় 90 এ বাহিত হয়°সি এবং 0.3 এমপিএ।

3.3 নিষ্কাশন

উপরে উল্লিখিত প্রতিক্রিয়াশীল প্রক্রিয়া উপাদানগুলি ডিজলভেনটাইজারে পাঠানো হয়, এবং উপাদানগুলিকে ছিনতাই করা হয় এবং বাষ্প দিয়ে উত্তপ্ত করা হয় এবং টলুইন এবং আইসোপ্রোপ্যানল দ্রাবকগুলিকে বাষ্পীভূত করা হয় এবং পুনর্ব্যবহার করার জন্য পুনরুদ্ধার করা হয়।

বাষ্পীভূত দ্রাবক প্রথমে ঠান্ডা হয় এবং আংশিকভাবে সঞ্চালিত জল দিয়ে ঘনীভূত হয় এবং তারপরে নিম্ন-তাপমাত্রার জল দিয়ে ঘনীভূত হয় এবং ঘনীভূত মিশ্রণটি জল এবং দ্রাবককে আলাদা করতে তরল স্তর এবং বিভাজকের মধ্যে প্রবেশ করে। উপরের স্তরে টলুইন এবং আইসোপ্রোপ্যানলের মিশ্র দ্রাবক অনুপাতে সমন্বয় করা হয়। এটি সরাসরি ব্যবহার করুন এবং নিচের স্তরে থাকা জল এবং আইসোপ্রোপ্যানল দ্রবণটি ব্যবহারের জন্য ডিজলভেনটাইজারে ফিরিয়ে দিন।

অতিরিক্ত সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইড নিরপেক্ষ করার জন্য দ্রবীভূতকরণের পরে বিক্রিয়কটিতে অ্যাসিটিক অ্যাসিড যোগ করুন, তারপর উপাদান ধোয়ার জন্য গরম জল ব্যবহার করুন, সেলুলোজ ইথার ধোয়ার জন্য গরম জল থেকে সেলুলোজ ইথারের জমাট বৈশিষ্ট্যের সম্পূর্ণ ব্যবহার করুন এবং বিক্রিয়ককে পরিমার্জিত করুন৷ পরিশোধিত উপকরণ পৃথকীকরণ এবং শুকানোর জন্য পরবর্তী প্রক্রিয়ায় পাঠানো হয়।

3.4 ফিল্টার এবং শুষ্ক

পরিশোধিত উপাদানটি উচ্চ-চাপযুক্ত স্ক্রু পাম্প দ্বারা মুক্ত জলকে আলাদা করার জন্য অনুভূমিক স্ক্রু বিভাজকের কাছে পাঠানো হয়, এবং অবশিষ্ট কঠিন উপাদান স্ক্রু ফিডারের মাধ্যমে এয়ার ড্রায়ারে প্রবেশ করে এবং গরম বাতাসের সংস্পর্শে শুকিয়ে যায় এবং তারপর ঘূর্ণিঝড়ের মধ্য দিয়ে যায়। বিভাজক এবং বায়ু বিচ্ছেদ, কঠিন উপাদান পরবর্তী নিষ্পেষণ প্রবেশ করে.

অনুভূমিক সর্পিল বিভাজক দ্বারা বিভক্ত জলটি ঢেকে যাওয়া সেলুলোজকে আলাদা করার জন্য অবক্ষেপণ ট্যাঙ্কে পলির পরে জল চিকিত্সা ট্যাঙ্কে প্রবেশ করে।

3.5 চূর্ণ এবং মিশ্রণ

শুকানোর পরে, ইথারিফাইড সেলুলোজের অসম কণার আকার থাকবে, যা চূর্ণ এবং মিশ্রিত করা প্রয়োজন যাতে কণার আকার বিতরণ এবং উপাদানটির সামগ্রিক উপস্থিতি পণ্যের মান প্রয়োজনীয়তা পূরণ করে।

3. 6 সমাপ্ত পণ্য প্যাকেজিং

ক্রাশিং এবং মিক্সিং অপারেশনের পর প্রাপ্ত উপাদান হল সমাপ্ত ইথারিফাইড সেলুলোজ, যা প্যাকেজ করে স্টোরেজে রাখা যায়।

4. সারাংশ

পৃথক করা বর্জ্য জলে একটি নির্দিষ্ট পরিমাণ লবণ থাকে, প্রধানত সোডিয়াম ক্লোরাইড। বর্জ্য জল লবণ আলাদা করার জন্য বাষ্পীভূত হয়, এবং বাষ্পীভূত গৌণ বাষ্প ঘনীভূত জল পুনরুদ্ধার করতে ঘনীভূত হতে পারে, বা সরাসরি নিষ্কাশন করা যেতে পারে। আলাদা করা লবণের প্রধান উপাদান হল সোডিয়াম ক্লোরাইড, যেটিতে অ্যাসিটিক অ্যাসিডের সাথে নিরপেক্ষকরণের কারণে একটি নির্দিষ্ট পরিমাণ সোডিয়াম অ্যাসিটেটও রয়েছে। পুনঃক্রিস্টালাইজেশন, পৃথকীকরণ এবং পরিশোধনের পরেই এই লবণের শিল্প ব্যবহারের মান রয়েছে।