સેલ્યુલોઝ ઈથરના ભૌતિક રાસાયણિક ગુણધર્મો માટે વિશ્લેષણાત્મક પદ્ધતિ

સેલ્યુલોઝ ઈથરના સ્ત્રોત, માળખું, ગુણધર્મો અને એપ્લિકેશનો રજૂ કરવામાં આવ્યા હતા. સેલ્યુલોઝ ઈથર ઇન્ડસ્ટ્રી સ્ટાન્ડર્ડની ફિઝીકોકેમિકલ પ્રોપર્ટી ઇન્ડેક્સ ટેસ્ટને ધ્યાનમાં રાખીને, એક શુદ્ધ અથવા સુધારેલી પદ્ધતિ આગળ મૂકવામાં આવી હતી, અને પ્રયોગો દ્વારા તેની સંભવિતતાનું વિશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું હતું.

મુખ્ય શબ્દો:સેલ્યુલોઝ ઈથર; ભૌતિક અને રાસાયણિક ગુણધર્મો; વિશ્લેષણાત્મક પદ્ધતિ; પ્રાયોગિક પૂછપરછ

સેલ્યુલોઝ એ વિશ્વમાં સૌથી વધુ વિપુલ પ્રમાણમાં કુદરતી પોલિમર સંયોજન છે. સેલ્યુલોઝના રાસાયણિક ફેરફાર દ્વારા ડેરિવેટિવ્ઝની શ્રેણી મેળવી શકાય છે. સેલ્યુલોઝ ઈથર એ આલ્કલાઈઝેશન, ઈથરીફિકેશન, ધોવા, શુદ્ધિકરણ, ગ્રાઇન્ડીંગ, સૂકવણી અને અન્ય પગલાં પછી સેલ્યુલોઝનું ઉત્પાદન છે. સેલ્યુલોઝ ઈથરનો મુખ્ય કાચો માલ કપાસ, કેપોક, વાંસ, લાકડું વગેરે છે, જેમાંથી કપાસમાં સેલ્યુલોઝનું પ્રમાણ સૌથી વધુ છે, 90 ~ 95% સુધી, સેલ્યુલોઝ ઈથર ઉત્પાદન માટે એક આદર્શ કાચો માલ છે અને ચીન છે. કપાસના ઉત્પાદનનો મોટો દેશ, જે અમુક હદ સુધી ચાઈનીઝ સેલ્યુલોઝ ઈથર ઉદ્યોગના વિકાસને પણ પ્રોત્સાહન આપે છે. હાલમાં, ફાઈબર ઈથરનું ઉત્પાદન, પ્રક્રિયા અને વપરાશ વિશ્વમાં અગ્રેસર છે.

ખોરાક, દવા, સૌંદર્ય પ્રસાધનો, મકાન સામગ્રી, કાગળ અને અન્ય ઉદ્યોગોમાં સેલ્યુલોઝ ઈથરની વિશાળ શ્રેણી છે. તેમાં દ્રાવ્યતા, સ્નિગ્ધતા, સ્થિરતા, બિન-ઝેરીતા અને જૈવ સુસંગતતાની લાક્ષણિકતાઓ છે. સેલ્યુલોઝ ઈથર ટેસ્ટ સ્ટાન્ડર્ડ JCT 2190-2013, જેમાં સેલ્યુલોઝ ઈથરની સુંદરતા, શુષ્ક વજન ઘટાડવાનો દર, સલ્ફેટ એશ, સ્નિગ્ધતા, pH મૂલ્ય, ટ્રાન્સમિટન્સ અને અન્ય ભૌતિક અને રાસાયણિક સૂચકાંકોનો સમાવેશ થાય છે. જો કે, જ્યારે સેલ્યુલોઝ ઈથરને વિવિધ ઉદ્યોગો પર લાગુ કરવામાં આવે છે, ત્યારે ભૌતિક અને રાસાયણિક પૃથ્થકરણ ઉપરાંત, આ સિસ્ટમમાં સેલ્યુલોઝ ઈથરની એપ્લિકેશનની અસરનું વધુ પરીક્ષણ થઈ શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, બાંધકામ ઉદ્યોગમાં પાણીની જાળવણી, મોર્ટાર બાંધકામ, વગેરે; એડહેસિવ્સ ઉદ્યોગ સંલગ્નતા, ગતિશીલતા, વગેરે; દૈનિક રાસાયણિક ઉદ્યોગ ગતિશીલતા, સંલગ્નતા, વગેરે. સેલ્યુલોઝ ઈથરના ભૌતિક અને રાસાયણિક ગુણધર્મો તેની એપ્લિકેશન શ્રેણી નક્કી કરે છે. સેલ્યુલોઝ ઈથરનું ભૌતિક અને રાસાયણિક વિશ્લેષણ ઉત્પાદન, પ્રક્રિયા અથવા ઉપયોગ માટે જરૂરી છે. જેસીટી 2190-2013ના આધારે, આ પેપર સેલ્યુલોઝ ઈથરના ભૌતિક રાસાયણિક ગુણધર્મો વિશ્લેષણ માટે ત્રણ શુદ્ધિકરણ અથવા સુધારણા યોજનાઓની દરખાસ્ત કરે છે, અને પ્રયોગો દ્વારા તેમની સંભવિતતાને ચકાસે છે.

1. શુષ્ક વજન નુકશાન દર

વજન ઘટાડવાનો દર એ સેલ્યુલોઝ ઈથરનો સૌથી મૂળભૂત ઇન્ડેક્સ છે, જેને ભેજનું પ્રમાણ પણ કહેવાય છે, જે તેના અસરકારક ઘટકો, શેલ્ફ લાઇફ અને તેથી વધુ સંબંધિત છે. પ્રમાણભૂત પરીક્ષણ પદ્ધતિ પકાવવાની નાની ભઠ્ઠી વજન પદ્ધતિ છે: લગભગ 5g નમૂનાઓનું વજન કરવામાં આવ્યું હતું અને 5 મીમીથી વધુની ઊંડાઈ સાથે વજનની બોટલમાં મૂકવામાં આવ્યું હતું. બોટલ કેપને પકાવવાની નાની ભઠ્ઠીમાં નીચે મુકવામાં આવી હતી, અથવા બોટલની કેપ અડધી ખોલવામાં આવી હતી અને 105 ° સે ±2 ° સે પર 2 કલાક માટે સૂકવવામાં આવી હતી. પછી બોટલ કેપને બહાર કાઢવામાં આવી અને ડ્રાયરમાં ઓરડાના તાપમાને ઠંડુ કરવામાં આવ્યું, તેનું વજન કરવામાં આવ્યું અને 30 મિનિટ માટે ઓવનમાં સૂકવવામાં આવ્યું.

આ પદ્ધતિ દ્વારા નમૂનાના ભેજનું પ્રમાણ શોધવામાં 2 ~ 3 કલાક લાગે છે, અને ભેજનું પ્રમાણ અન્ય સૂચકાંકો અને ઉકેલની તૈયારી સાથે સંબંધિત છે. ઘણા સૂચકાંકો ભેજનું પ્રમાણ પરીક્ષણ પૂર્ણ થયા પછી જ હાથ ધરવામાં આવી શકે છે. તેથી, આ પદ્ધતિ ઘણા કિસ્સાઓમાં વ્યવહારુ ઉપયોગમાં યોગ્ય નથી. ઉદાહરણ તરીકે, કેટલાક સેલ્યુલોઝ ઈથર ફેક્ટરીઓની ઉત્પાદન લાઇનને પાણીની સામગ્રી વધુ ઝડપથી શોધવાની જરૂર છે, તેથી તેઓ પાણીની સામગ્રી શોધવા માટે અન્ય પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરી શકે છે, જેમ કે ઝડપી ભેજ મીટર.

પ્રમાણભૂત ભેજ સામગ્રી શોધવાની પદ્ધતિ અનુસાર, અગાઉના પ્રાયોગિક પ્રાયોગિક અનુભવ અનુસાર, સામાન્ય રીતે નમૂનાને 105℃, 2.5h પર સતત વજનમાં સૂકવવા જરૂરી છે.

વિવિધ પરીક્ષણ પરિસ્થિતિઓ હેઠળ વિવિધ સેલ્યુલોઝ ઈથર ભેજની સામગ્રીના પરીક્ષણ પરિણામો. તે જોઈ શકાય છે કે 135℃ અને 0.5 h ના પરીક્ષણ પરિણામો 105℃ અને 2.5h પર પ્રમાણભૂત પદ્ધતિની સૌથી નજીક છે અને ઝડપી ભેજ મીટરના પરિણામોનું વિચલન પ્રમાણમાં મોટું છે. પ્રાયોગિક પરિણામો બહાર આવ્યા પછી, 135℃, 0.5 h અને 105℃, પ્રમાણભૂત પદ્ધતિની 2.5 h ની બે શોધ સ્થિતિઓ લાંબા સમય સુધી અવલોકન કરવાનું ચાલુ રાખવામાં આવ્યું હતું, અને પરિણામો હજુ પણ બહુ અલગ નહોતા. તેથી, 135℃ અને 0.5 h ની પરીક્ષણ પદ્ધતિ શક્ય છે, અને ભેજનું પ્રમાણ પરીક્ષણ સમય લગભગ 2 કલાકથી ઘટાડી શકાય છે.

2. સલ્ફેટ રાખ

સલ્ફેટ એશ સેલ્યુલોઝ ઈથર એ એક મહત્વપૂર્ણ ઇન્ડેક્સ છે, જે તેની સક્રિય રચના, શુદ્ધતા અને તેથી વધુ સાથે સીધી રીતે સંબંધિત છે. સ્ટાન્ડર્ડ ટેસ્ટ મેથડ: સેમ્પલને 105℃±2℃ પર રિઝર્વ માટે ડ્રાય કરો, ક્રુસિબલમાં આશરે 2 ગ્રામ સેમ્પલનું વજન કરો જે સીધા અને સતત વજનમાં બળી ગયા હોય, ક્રુસિબલને હીટિંગ પ્લેટ અથવા ઇલેક્ટ્રિક ફર્નેસ પર મૂકો અને સેમ્પલ સુધી ધીમે ધીમે ગરમ કરો. સંપૂર્ણપણે કાર્બનાઇઝ્ડ છે. ક્રુસિબલને ઠંડું કર્યા પછી, 2 મિલી ઘટ્ટ સલ્ફ્યુરિક એસિડ ઉમેરવામાં આવે છે, અને અવશેષોને ભેજયુક્ત કરવામાં આવે છે અને સફેદ ધુમાડો દેખાય ત્યાં સુધી ધીમે ધીમે ગરમ કરવામાં આવે છે. ક્રુસિબલને મફલ ફર્નેસમાં મૂકવામાં આવે છે અને 750 ° C ± 50 ° C પર 1 કલાક માટે સળગાવવામાં આવે છે. બર્ન કર્યા પછી, ક્રુસિબલને બહાર કાઢવામાં આવે છે અને ડ્રાયરમાં ઓરડાના તાપમાને ઠંડુ કરવામાં આવે છે અને તેનું વજન કરવામાં આવે છે.

તે જોઈ શકાય છે કે પ્રમાણભૂત પદ્ધતિ બર્નિંગ પ્રક્રિયામાં મોટી માત્રામાં કેન્દ્રિત સલ્ફ્યુરિક એસિડનો ઉપયોગ કરે છે. ગરમ કર્યા પછી, મોટી માત્રામાં અસ્થિર કેન્દ્રિત સલ્ફ્યુરિક એસિડનો ધુમાડો. જો તેને ફ્યુમ હૂડમાં ચલાવવામાં આવે તો પણ લેબોરેટરીની અંદર અને બહારના પર્યાવરણ પર તેની ગંભીર અસર થશે. આ પેપરમાં, સાંદ્ર સલ્ફ્યુરિક એસિડ ઉમેર્યા વિના પ્રમાણભૂત પદ્ધતિ અનુસાર રાખ શોધવા માટે વિવિધ સેલ્યુલોઝ ઇથર્સનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, અને પરીક્ષણ પરિણામોની તુલના સામાન્ય પ્રમાણભૂત પદ્ધતિ સાથે કરવામાં આવે છે.

તે જોઈ શકાય છે કે બે પદ્ધતિઓના શોધ પરિણામોમાં ચોક્કસ અંતર છે. આ મૂળ ડેટાના આધારે, પેપર 1.35 ~ 1.39 ની અંદાજિત શ્રેણીમાં બેના ગુણાંકના તફાવતની ગણતરી કરે છે. કહેવાનો અર્થ એ છે કે, જો સલ્ફ્યુરિક એસિડ વિનાની પદ્ધતિના પરીક્ષણ પરિણામને 1.35 ~ 1.39 ના ગુણાંકથી ગુણાકાર કરવામાં આવે તો, સલ્ફ્યુરિક એસિડ સાથે રાખ પરીક્ષણ પરિણામ આશરે મેળવી શકાય છે. પ્રાયોગિક પરિણામો પ્રકાશિત થયા પછી, બે શોધ પરિસ્થિતિઓની તુલના લાંબા સમય સુધી કરવામાં આવી હતી, અને પરિણામો આશરે આ ગુણાંકમાં રહ્યા હતા. તે દર્શાવે છે કે આ પદ્ધતિનો ઉપયોગ શુદ્ધ સેલ્યુલોઝ ઈથર એશને ચકાસવા માટે થઈ શકે છે. જો વ્યક્તિગત વિશેષ આવશ્યકતાઓ હોય, તો પ્રમાણભૂત પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરવો જોઈએ. જટિલ સેલ્યુલોઝ ઈથર વિવિધ સામગ્રી ઉમેરે છે, તેથી તેની અહીં ચર્ચા કરવામાં આવશે નહીં. સેલ્યુલોઝ ઈથરના ગુણવત્તા નિયંત્રણમાં, એકાગ્ર સલ્ફ્યુરિક એસિડ વિના રાખ પરીક્ષણ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને પ્રયોગશાળાની અંદર અને બહાર પ્રદૂષણ ઘટાડી શકાય છે, પ્રયોગનો સમય, રીએજન્ટનો વપરાશ ઘટાડી શકાય છે અને પ્રયોગ પ્રક્રિયાને કારણે સંભવિત અકસ્માતના જોખમોને ઘટાડી શકાય છે.

3, સેલ્યુલોઝ ઈથર જૂથ સામગ્રી પરીક્ષણ નમૂના પ્રીટ્રીટમેન્ટ

જૂથ સામગ્રી એ સેલ્યુલોઝ ઈથરના સૌથી મહત્વપૂર્ણ સૂચકાંકોમાંનું એક છે, જે સેલ્યુલોઝ ઈથરના રાસાયણિક ગુણધર્મોને સીધું નક્કી કરે છે. જૂથ સામગ્રી પરીક્ષણ એ ઉત્પ્રેરકની ક્રિયા હેઠળ સેલ્યુલોઝ ઈથરનો સંદર્ભ આપે છે, બંધ રિએક્ટરમાં હીટિંગ અને ક્રેકીંગ, અને પછી જથ્થાત્મક વિશ્લેષણ માટે ગેસ ક્રોમેટોગ્રાફમાં ઉત્પાદન નિષ્કર્ષણ અને ઇન્જેક્શન. જૂથ સામગ્રીની હીટિંગ ક્રેકીંગ પ્રક્રિયાને આ પેપરમાં પૂર્વ-સારવાર કહેવામાં આવે છે. પ્રમાણભૂત પૂર્વ-સારવાર પદ્ધતિ છે: 65mg સૂકા નમૂનાનું વજન કરો, પ્રતિક્રિયા બોટલમાં 35mg એડિપિક એસિડ ઉમેરો, 3.0ml આંતરિક પ્રમાણભૂત પ્રવાહી અને 2.0ml હાઇડ્રોઆયોડિક એસિડને શોષી લો, પ્રતિક્રિયા બોટલમાં મૂકો, ચુસ્તપણે ઢાંકો અને વજન કરો. રિએક્શન બોટલને હાથથી 30s માટે હલાવો, રિએક્શન બોટલને મેટલ થર્મોસ્ટેટમાં 150℃±2℃ પર 20મિનિટ માટે મૂકો, તેને બહાર કાઢીને 30S માટે હલાવો અને પછી તેને 40મિનિટ માટે ગરમ કરો. ઓરડાના તાપમાને ઠંડુ થયા પછી, વજન ઘટાડવું જરૂરી છે 10mg કરતાં વધુ નહીં. નહિંતર, નમૂના ઉકેલ ફરીથી તૈયાર કરવાની જરૂર છે.

મેટલ થર્મોસ્ટેટ હીટિંગ રિએક્શનમાં હીટિંગની પ્રમાણભૂત પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, વાસ્તવિક ઉપયોગમાં, મેટલ બાથની દરેક પંક્તિના તાપમાનનો તફાવત મોટો છે, પરિણામો ખૂબ જ નબળી પુનરાવર્તિતતા છે, અને કારણ કે હીટિંગ ક્રેકીંગ પ્રતિક્રિયા વધુ ગંભીર છે, ઘણીવાર પ્રતિક્રિયા બોટલ કેપ કડક લિકેજ અને ગેસ લિકેજ નથી, ત્યાં ચોક્કસ જોખમ છે. આ પેપરમાં, લાંબા સમયના પરીક્ષણ અને અવલોકન દ્વારા, પ્રીટ્રીટમેન્ટ પદ્ધતિને આમાં બદલવામાં આવી છે: કાચની પ્રતિક્રિયા બોટલનો ઉપયોગ કરીને, બ્યુટાઇલ રબર પ્લગ સાથે ચુસ્તપણે, અને ગરમી-પ્રતિરોધક પોલીપ્રોપીલીન ટેપ દ્વારા ઇન્ટરફેસને વીંટાળવામાં આવે છે, પછી પ્રતિક્રિયા બોટલને વિશિષ્ટ નાના સિલિન્ડરમાં મૂકો. , ચુસ્તપણે કવર કરો, છેલ્લે પકાવવાની નાની ભઠ્ઠી ગરમ કરવા મૂકો. આ પદ્ધતિ સાથેની પ્રતિક્રિયા બોટલ પ્રવાહી અથવા હવાને લીક કરશે નહીં, અને જ્યારે પ્રતિક્રિયા દરમિયાન રીએજન્ટ સારી રીતે હલાવવામાં આવે ત્યારે તે સુરક્ષિત અને ચલાવવા માટે સરળ છે. ઇલેક્ટ્રિક બ્લાસ્ટ ડ્રાયિંગ ઓવન હીટિંગનો ઉપયોગ દરેક નમૂનાને સમાનરૂપે ગરમ કરી શકે છે, પરિણામ સારી પુનરાવર્તિતતા છે.

4. સારાંશ

પ્રાયોગિક પરિણામો દર્શાવે છે કે આ પેપરમાં ઉલ્લેખિત સેલ્યુલોઝ ઈથરને શોધવા માટેની સુધારેલી પદ્ધતિઓ શક્ય છે. સૂકવણીના વજન ઘટાડવાના દરને ચકાસવા માટે આ પેપરમાંની શરતોનો ઉપયોગ કરવાથી કાર્યક્ષમતામાં સુધારો થઈ શકે છે અને પરીક્ષણનો સમય ઓછો થઈ શકે છે. કોઈ સલ્ફ્યુરિક એસિડ ટેસ્ટ કમ્બશન એશનો ઉપયોગ કરીને, પ્રયોગશાળાના પ્રદૂષણને ઘટાડી શકે છે; સેલ્યુલોઝ ઈથર ગ્રુપ કન્ટેન્ટ ટેસ્ટની પ્રીટ્રેટમેન્ટ પદ્ધતિ તરીકે આ પેપરમાં ઉપયોગમાં લેવાતી ઓવન પદ્ધતિ પ્રીટ્રીટમેન્ટને વધુ કાર્યક્ષમ અને સલામત બનાવી શકે છે.