હાઇડ્રોક્સાઇથિલ સેલ્યુલોઝ કેવી રીતે બને છે?

હાઇડ્રોક્સાઇથિલ સેલ્યુલોઝ (એચઇસી) એ સામાન્ય પાણીમાં દ્રાવ્ય પોલિમર છે જેનો ઉપયોગ દૈનિક રસાયણો, બાંધકામ, કોટિંગ, દવા, ખોરાક અને અન્ય ઉદ્યોગોમાં વ્યાપકપણે થાય છે. તે કુદરતી સેલ્યુલોઝને રાસાયણિક રીતે સંશોધિત કરીને બનાવવામાં આવેલ બિન-આયોનિક સેલ્યુલોઝ ઈથર છે. હાઇડ્રોક્સાઇથિલ સેલ્યુલોઝની ઉત્પાદન પ્રક્રિયામાં જટિલ રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓનો સમાવેશ થાય છે, જેમાં સેલ્યુલોઝ નિષ્કર્ષણ, આલ્કલાઈઝેશન ટ્રીટમેન્ટ, ઈથરિફિકેશન પ્રતિક્રિયા વગેરેનો સમાવેશ થાય છે. નીચે તેની ઉત્પાદન પ્રક્રિયાનો વિગતવાર પરિચય છે.

1. કાચી સામગ્રીની પસંદગી અને સેલ્યુલોઝનું નિષ્કર્ષણ
હાઇડ્રોક્સાઇથિલ સેલ્યુલોઝનો મૂળભૂત કાચો માલ કુદરતી સેલ્યુલોઝ છે, જે મુખ્યત્વે લાકડું, કપાસ અથવા અન્ય છોડના તંતુઓમાંથી આવે છે. છોડની કોષની દિવાલોમાં સેલ્યુલોઝનું પ્રમાણ વધુ હોય છે અને આ કુદરતી સામગ્રીમાંથી યાંત્રિક અથવા રાસાયણિક માધ્યમથી શુદ્ધ સેલ્યુલોઝ મેળવી શકાય છે. નિષ્કર્ષણ પ્રક્રિયામાં કચડી નાખવી, અશુદ્ધિઓ દૂર કરવી (જેમ કે લિગ્નિન, હેમીસેલ્યુલોઝ), બ્લીચિંગ અને અન્ય પગલાંનો સમાવેશ થાય છે.

સેલ્યુલોઝ નિષ્કર્ષણ: કુદરતી સેલ્યુલોઝ સામાન્ય રીતે યાંત્રિક રીતે અથવા રાસાયણિક રીતે બિન-સેલ્યુલોઝ પદાર્થોને દૂર કરવા માટે ઉચ્ચ-શુદ્ધતા સેલ્યુલોઝ મેળવવામાં આવે છે. કોટન ફાઇબર, લાકડાનો પલ્પ, વગેરે તમામ કાચા માલના સામાન્ય સ્ત્રોત બની શકે છે. સારવાર પ્રક્રિયા દરમિયાન, આલ્કલી (જેમ કે સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ) નો ઉપયોગ બિન-સેલ્યુલોઝ ઘટકોને ઓગળવામાં મદદ કરવા માટે થાય છે, અને બાકીનું મુખ્યત્વે સેલ્યુલોઝ છે.
2. આલ્કલાઈઝેશન સારવાર
શુદ્ધ કરેલ સેલ્યુલોઝ પ્રથમ આલ્કલાઈઝ્ડ હોવું જોઈએ. આ પગલું સેલ્યુલોઝ મોલેક્યુલર ચેઇન પરના હાઇડ્રોક્સિલ જૂથોને વધુ સક્રિય બનાવવાનું છે જેથી કરીને તેઓ ઇથરિફાઇંગ એજન્ટ સાથે વધુ સરળતાથી પ્રતિક્રિયા કરી શકે. આલ્કલાઈઝેશન સારવારના મુખ્ય પગલાં નીચે મુજબ છે:

આલ્કલી સાથે સેલ્યુલોઝની પ્રતિક્રિયા: આલ્કલી સેલ્યુલોઝ (આલ્કલી સેલ્યુલોઝ) ઉત્પન્ન કરવા માટે સેલ્યુલોઝને મજબૂત આલ્કલી (સામાન્ય રીતે સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ) સાથે મિશ્રિત કરવામાં આવે છે. આ પ્રક્રિયા સામાન્ય રીતે જલીય માધ્યમમાં કરવામાં આવે છે. આલ્કલી સેલ્યુલોઝ એ સેલ્યુલોઝ અને સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડની પ્રતિક્રિયા પેદાશ છે. આ પદાર્થમાં ઢીલું માળખું અને ઉચ્ચ પ્રતિક્રિયાશીલતા છે, જે અનુગામી ઇથરિફિકેશન પ્રતિક્રિયા માટે અનુકૂળ છે.
આલ્કલાઈઝેશન પ્રક્રિયા મુખ્યત્વે યોગ્ય તાપમાન અને ભેજ પર થાય છે, સામાન્ય રીતે સેલ્યુલોઝ પરમાણુઓમાં હાઈડ્રોક્સિલ જૂથો સંપૂર્ણ રીતે સક્રિય થાય છે તેની ખાતરી કરવા માટે કેટલાક કલાકો સુધી 20℃~30℃ની રેન્જમાં હોય છે.

3. ઇથરિફિકેશન પ્રતિક્રિયા
હાઇડ્રોક્સાઇથિલ સેલ્યુલોઝના ઉત્પાદનમાં ઇથરિફિકેશન એ મુખ્ય પગલું છે. હાઇડ્રોક્સાઇથિલ સેલ્યુલોઝ હાઇડ્રોક્સાઇથિલ જૂથોને રજૂ કરવા માટે ઇથિલિન ઓક્સાઇડ સાથે અલ્કલી સેલ્યુલોઝ પર પ્રતિક્રિયા કરીને ઉત્પન્ન થાય છે. વિશિષ્ટ પગલાં નીચે મુજબ છે:

ઇથિલિન ઓક્સાઇડ સાથે પ્રતિક્રિયા: અલ્કલી સેલ્યુલોઝ ચોક્કસ તાપમાન અને દબાણની સ્થિતિમાં ઇથિલિન ઓક્સાઇડની ચોક્કસ માત્રા સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે. ઇથિલિન ઓક્સાઇડમાં રિંગ માળખું ઈથર બોન્ડ બનાવવા માટે ખુલે છે, સેલ્યુલોઝ પરમાણુઓમાં હાઇડ્રોક્સિલ જૂથો સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે અને હાઇડ્રોક્સાઇથિલ જૂથો (–CH2CH2OH) રજૂ કરે છે. આ પ્રક્રિયા પ્રતિક્રિયાની સ્થિતિઓ (જેમ કે તાપમાન, દબાણ અને સમય) ને નિયંત્રિત કરીને ઇથરિફિકેશનની ડિગ્રીને સમાયોજિત કરી શકે છે.
ઇથરફિકેશનની કાર્યક્ષમતા સુનિશ્ચિત કરવા માટે પ્રતિક્રિયા સામાન્ય રીતે આલ્કલાઇન વાતાવરણમાં કરવામાં આવે છે. પ્રતિક્રિયા તાપમાન સામાન્ય રીતે 50 ℃ ~ 100 ℃ છે, અને પ્રતિક્રિયા સમય કેટલાક કલાકો છે. ઇથિલિન ઓક્સાઇડના જથ્થાને સમાયોજિત કરીને, અંતિમ ઉત્પાદનની અવેજીની ડિગ્રીને નિયંત્રિત કરી શકાય છે, એટલે કે, સેલ્યુલોઝ પરમાણુઓમાં કેટલા હાઇડ્રોક્સિલ જૂથોને હાઇડ્રોક્સાઇથિલ જૂથો દ્વારા બદલવામાં આવે છે.

4. તટસ્થતા અને ધોવા
ઇથેરિફિકેશન પ્રતિક્રિયા પૂર્ણ થયા પછી, પ્રતિક્રિયા પ્રણાલીમાં આલ્કલાઇન પદાર્થોને તટસ્થ કરવાની જરૂર છે. સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતા ન્યુટ્રલાઇઝર્સ એસિડિક પદાર્થો છે, જેમ કે એસિટિક એસિડ અથવા હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડ. નિષ્ક્રિયકરણ પ્રક્રિયા વધારાની આલ્કલીને ક્ષારમાં તટસ્થ કરશે, જે ઉત્પાદનની કામગીરીને અસર કરશે નહીં.

નિષ્ક્રિયકરણ પ્રતિક્રિયા: ઉત્પાદનને રિએક્ટરમાંથી બહાર કાઢો અને જ્યાં સુધી સિસ્ટમમાં pH મૂલ્ય તટસ્થ ન થાય ત્યાં સુધી તટસ્થતા માટે યોગ્ય માત્રામાં એસિડ ઉમેરો. આ પ્રક્રિયા માત્ર શેષ આલ્કલીને જ દૂર કરતી નથી, પરંતુ હાઇડ્રોક્સાઇથિલ સેલ્યુલોઝના પ્રભાવ પર પ્રતિક્રિયા આડપેદાશોની અસરને પણ ઘટાડે છે.

ધોવા અને નિર્જલીકરણ: તટસ્થ ઉત્પાદનને ઘણી વખત ધોવાની જરૂર છે, સામાન્ય રીતે પાણી અથવા ઇથેનોલ અને અન્ય સોલવન્ટ્સથી શેષ અશુદ્ધિઓ અને ઉપ-ઉત્પાદનોને ધોવા માટે. સેન્ટ્રીફ્યુગેશન, ફિલ્ટર પ્રેસિંગ અને ભેજ ઘટાડવા માટે અન્ય પદ્ધતિઓ દ્વારા ધોવાઇ ઉત્પાદનને નિર્જલીકૃત કરવામાં આવે છે.

5. સૂકવણી અને ભૂકો
ધોવા અને ડિહાઇડ્રેશન પછી, હાઇડ્રોક્સાઇથિલ સેલ્યુલોઝમાં હજુ પણ ચોક્કસ માત્રામાં ભેજ હોય ​​છે અને તેને વધુ સૂકવવાની જરૂર છે. સૂકવણી પ્રક્રિયા હવામાં સૂકવણી અથવા વેક્યૂમ સૂકવણી દ્વારા હાથ ધરવામાં આવી શકે છે તેની ખાતરી કરવા માટે કે ઉત્પાદન સંગ્રહ અને ઉપયોગ દરમિયાન સારી સ્થિરતા ધરાવે છે.

સૂકવણી: અવશેષ ભેજને દૂર કરવા માટે ચોક્કસ તાપમાને (સામાન્ય રીતે 60 ° સે નીચે) ઉત્પાદનને સૂકવો. સૂકવણીનું તાપમાન ખૂબ ઊંચું ન હોવું જોઈએ, અન્યથા તે ઉત્પાદનને અધોગતિનું કારણ બની શકે છે અને તેની કામગીરીને અસર કરી શકે છે.

ક્રશિંગ અને સ્ક્રિનિંગ: સૂકવેલા હાઇડ્રોક્સાઇથિલ સેલ્યુલોઝ સામાન્ય રીતે બ્લોક્સ અથવા ગઠ્ઠામાં હોય છે, અને બારીક પાવડર મેળવવા માટે તેને કચડી નાખવું આવશ્યક છે. કણના કદનું વિતરણ મેળવવા માટે કચડી ઉત્પાદનને પણ સ્ક્રીનીંગ કરવાની જરૂર છે જે તેની દ્રાવ્યતા અને વ્યવહારિક એપ્લિકેશનમાં વિખેરાઈ શકે તે સુનિશ્ચિત કરવા માટે જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરે છે.

6. અંતિમ ઉત્પાદનોનું પરીક્ષણ અને પેકેજિંગ
ઉત્પાદન પછી, હાઇડ્રોક્સાઇથિલ સેલ્યુલોઝને ગુણવત્તા માટે પરીક્ષણ કરવાની જરૂર છે તેની ખાતરી કરવા માટે કે તેના પ્રદર્શન સૂચકાંકો પ્રમાણભૂત આવશ્યકતાઓને પૂર્ણ કરે છે. પરીક્ષણ વસ્તુઓમાં સામાન્ય રીતે સમાવેશ થાય છે:

સ્નિગ્ધતા માપન: પાણીમાં ઓગળ્યા પછી હાઇડ્રોક્સાઇથિલ સેલ્યુલોઝની સ્નિગ્ધતા એ એક મહત્વપૂર્ણ ગુણવત્તા સૂચક છે, જે કોટિંગ, બાંધકામ, દૈનિક રસાયણો અને અન્ય ક્ષેત્રોમાં તેના ઉપયોગને અસર કરે છે.
ભેજનું પ્રમાણ: ઉત્પાદનના સંગ્રહની સ્થિરતાને સુનિશ્ચિત કરવા માટે તેના ભેજનું પરીક્ષણ કરો.
અવેજીકરણની ડિગ્રી (DS) અને દાઢ અવેજીકરણ (MS): ઇથરિફિકેશન પ્રતિક્રિયાની અસરને સુનિશ્ચિત કરવા માટે રાસાયણિક વિશ્લેષણ દ્વારા ઉત્પાદનમાં અવેજીકરણ અને દાળના અવેજીની ડિગ્રી નક્કી કરો.
પરીક્ષણ પાસ કર્યા પછી, હાઇડ્રોક્સાઇથિલ સેલ્યુલોઝને પાઉડર અથવા દાણાદાર ઉત્પાદનોમાં પેક કરવામાં આવશે, સામાન્ય રીતે ભેજ-પ્રૂફ પ્લાસ્ટિક બેગ અથવા કાગળની થેલીઓમાં તેને ભીના અથવા દૂષિત થવાથી રોકવા માટે.

હાઇડ્રોક્સાઇથિલ સેલ્યુલોઝની ઉત્પાદન પ્રક્રિયામાં મુખ્યત્વે સેલ્યુલોઝ નિષ્કર્ષણ, આલ્કલાઈઝેશન ટ્રીટમેન્ટ, ઈથરિફિકેશન રિએક્શન, નિષ્ક્રિયકરણ અને ધોવા, સૂકવણી અને કચડી નાખવાના પગલાંનો સમાવેશ થાય છે. આખી પ્રક્રિયા રાસાયણિક પ્રતિક્રિયામાં આલ્કલાઈઝેશન અને ઈથરિફિકેશન પર આધાર રાખે છે, અને સેલ્યુલોઝને હાઈડ્રોક્સીથાઈલ જૂથો દાખલ કરીને સારી પાણીની દ્રાવ્યતા અને જાડું ગુણધર્મો આપવામાં આવે છે. હાઇડ્રોક્સાઇથિલ સેલ્યુલોઝનો ઉપયોગ ઘણા ઉદ્યોગોમાં વ્યાપકપણે થાય છે, જેમ કે કોટિંગ્સ માટે જાડું, મકાન સામગ્રી માટે પાણી-જાળવણી એજન્ટ, દૈનિક રાસાયણિક ઉત્પાદનોમાં સ્ટેબિલાઇઝર, વગેરે. ઉચ્ચ ગુણવત્તા અને સ્થિર કામગીરી સુનિશ્ચિત કરવા માટે ઉત્પાદન પ્રક્રિયામાં દરેક લિંકને સખત રીતે નિયંત્રિત કરવાની જરૂર છે. ઉત્પાદનની.