Polüanioonne tselluloos (PAC) on vees lahustuv tselluloosi derivaat, millel on lai valik rakendusi erinevates tööstusharudes, eriti nafta- ja gaasitööstuse puurimisvedelike valdkonnas. See on tuntud oma suurepäraste reoloogiliste omaduste, kõrge stabiilsuse ja ühilduvuse poolest teiste lisanditega. Polüanioonse tselluloosi tootmine hõlmab mitmeid etappe, sealhulgas tselluloosi ekstraheerimine, keemiline modifitseerimine ja puhastamine.
1. Tselluloosi ekstraheerimine:
Polüanioonse tselluloosi lähteaineks on tselluloos, taimede rakuseintes leiduv looduslik polümeer. Tselluloosi võib saada erinevatest taimsetest materjalidest, näiteks puidumassist, puuvillast linteritest või muudest kiudtaimedest. Ekstraheerimisprotsess hõlmab järgmisi samme:
A. Tooraine ettevalmistamine:
Valitud taimseid materjale eeltöödeldakse, et eemaldada sellised lisandid nagu ligniin, hemitselluloos ja pektiin. Tavaliselt saavutatakse see mehaanilise ja keemilise töötluse kombinatsiooni abil.
b. Pulping:
Eeltöödeldud materjal tselluloositakse seejärel tselluloosikiudude lagundamiseks. Levinud paberimassi valmistamismeetodid hõlmavad krafttselluloosi ja sulfittselluloosi valmistamist, millest igaühel on oma eelised ja puudused.
C. Tselluloosi eraldamine:
Tselluloosimaterjali töödeldakse tsellulooskiudude eraldamiseks. Tavaliselt hõlmab see puhta tselluloosmaterjali saamiseks pesemis- ja pleegitamisprotsessi.
2. Keemiline modifitseerimine:
Kui tselluloos on saadud, modifitseeritakse seda keemiliselt anioonsete rühmade sisseviimiseks, muutes selle polüanioonseks tselluloosiks. Tavaliselt kasutatav meetod selleks on eeterdamine.
A. Eeterdamine:
Eeterdamine hõlmab tselluloosi reaktsiooni eeterdava ainega, et luua eetersidemeid. Polüanioonse tselluloosi puhul sisestatakse tavaliselt karboksümetüülrühmad. See saavutatakse reaktsioonil naatriummonokloroatsetaadiga aluselise katalüsaatori juuresolekul.
b. Karboksümetüülimisreaktsioon:
Karboksümetüülimisreaktsioon hõlmab vesinikuaatomite asendamist tselluloosi hüdroksüülrühmadel karboksümetüülrühmadega. See reaktsioon on kriitilise tähtsusega anioonsete laengute sisestamisel tselluloosi karkassi.
C. neutraliseerida:
Pärast karboksümetüülimist toode neutraliseeritakse, et muuta karboksümetüülrühm karboksülaadi ioonideks. See samm on polüanioonse tselluloosi vees lahustuva muutmisel ülioluline.
3. Puhastamine:
Seejärel puhastatakse modifitseeritud tselluloos, et eemaldada kõrvalsaadused, reageerimata kemikaalid ja kõik lisandid, mis võivad mõjutada selle toimimist konkreetses rakenduses.
A. pesemine:
Tooted puhastatakse põhjalikult, et eemaldada liigsed reaktiivid, soolad ja muud lisandid. Sel eesmärgil kasutatakse sageli vett.
b. Kuivatamine:
Seejärel puhastatud polüanioonne tselluloos kuivatatakse, et saada lõpptoode pulbri või graanulite kujul.
4. Kvaliteedikontroll:
Kvaliteedikontrolli meetmeid rakendatakse kogu tootmisprotsessi vältel, et tagada saadud polüanioonse tselluloosi vastavus nõutavatele spetsifikatsioonidele. See hõlmab molekulmassi, asendusastme ja muude asjakohaste parameetrite testimist.
5. Rakendus:
Polüanioonset tselluloosi kasutatakse erinevates tööstusharudes, peamiselt nafta- ja gaasisektori puurimisvedelike süsteemides. See toimib kleepuva, vedelikukadu kontrolliva ainena ja põlevkivi inhibiitorina, parandades puurimisvedeliku üldist jõudlust. Muud rakendused hõlmavad toiduaine- ja farmaatsiatööstust, kus selle vees lahustuvus ja reoloogilised omadused pakuvad eeliseid.
Polüanioonne tselluloos on mitmekülgne ja väärtuslik tselluloosi derivaat, mille tootmine nõuab täpselt määratletud etappide jadat. Tselluloosi ekstraheerimine taimsest materjalist, keemiline modifitseerimine eeterdamise teel, puhastamine ja kvaliteedikontroll on tootmisprotsessi lahutamatud osad. Saadud polüanioonne tselluloos on võtmekoostisosa mitmesugustes tööstuslikes rakendustes, aidates parandada erinevate preparaatide jõudlust ja funktsionaalsust. Kuna tööstus areneb jätkuvalt, eeldatakse, et nõudlus spetsiaalsete tselluloosi derivaatide, nagu polüanioonne tselluloos, järele kasvab, ajendades jätkuvat uurimis- ja arendustegevust tselluloosi modifitseerimise tehnoloogiate ja rakenduste vallas.
Postitusaeg: 26. detsember 2023