हाइड्रॉक्सीएथाइल सेलुलोज कैसे बनता है?

हाइड्रोक्सीएथाइल सेल्युलोज (एचईसी) एक सामान्य पानी में घुलनशील बहुलक है जिसका व्यापक रूप से दैनिक रसायनों, निर्माण, कोटिंग्स, दवा, भोजन और अन्य उद्योगों में उपयोग किया जाता है। यह एक गैर-आयनिक सेलूलोज़ ईथर है जो प्राकृतिक सेलूलोज़ को रासायनिक रूप से संशोधित करके बनाया जाता है। हाइड्रॉक्सीएथाइल सेलुलोज की निर्माण प्रक्रिया में जटिल रासायनिक प्रतिक्रियाएं शामिल हैं, जिसमें सेल्यूलोज निष्कर्षण, क्षारीकरण उपचार, ईथरीकरण प्रतिक्रिया आदि शामिल हैं। निम्नलिखित इसकी निर्माण प्रक्रिया का विस्तृत परिचय है।

1. कच्चे माल का चयन और सेलूलोज़ का निष्कर्षण
हाइड्रॉक्सीएथाइल सेल्युलोज़ का मूल कच्चा माल प्राकृतिक सेल्युलोज़ है, जो मुख्य रूप से लकड़ी, कपास या अन्य पौधों के रेशों से आता है। पौधों की कोशिका दीवारों में सेलूलोज़ की मात्रा अधिक होती है, और शुद्ध सेलूलोज़ को यांत्रिक या रासायनिक तरीकों से इन प्राकृतिक सामग्रियों से निकाला जा सकता है। निष्कर्षण प्रक्रिया में कुचलना, अशुद्धियों को हटाना (जैसे लिग्निन, हेमिकेलुलोज), ब्लीचिंग और अन्य चरण शामिल हैं।

सेल्युलोज निष्कर्षण: उच्च शुद्धता सेल्युलोज प्राप्त करने के लिए गैर-सेल्युलोज पदार्थों को हटाने के लिए प्राकृतिक सेल्युलोज को आमतौर पर यांत्रिक या रासायनिक रूप से उपचारित किया जाता है। कपास के रेशे, लकड़ी का गूदा आदि सभी कच्चे माल के सामान्य स्रोत हो सकते हैं। उपचार प्रक्रिया के दौरान, क्षार (जैसे सोडियम हाइड्रॉक्साइड) का उपयोग गैर-सेलूलोज़ घटकों को भंग करने में मदद के लिए किया जाता है, और शेष मुख्य रूप से सेलूलोज़ होता है।
2. क्षारीकरण उपचार
शुद्ध सेलूलोज़ को पहले क्षारीय किया जाना चाहिए। यह कदम सेल्युलोज आणविक श्रृंखला पर हाइड्रॉक्सिल समूहों को अधिक सक्रिय बनाने के लिए है ताकि वे ईथरिफाइंग एजेंट के साथ अधिक आसानी से प्रतिक्रिया कर सकें। क्षारीकरण उपचार के मुख्य चरण इस प्रकार हैं:

क्षार के साथ सेल्युलोज की प्रतिक्रिया: क्षार सेल्युलोज (क्षार सेल्युलोज) का उत्पादन करने के लिए सेल्युलोज को एक मजबूत क्षार (आमतौर पर सोडियम हाइड्रॉक्साइड) के साथ मिलाया जाता है। यह प्रक्रिया आमतौर पर जलीय माध्यम में की जाती है। क्षार सेल्युलोज़ सेल्युलोज़ और सोडियम हाइड्रॉक्साइड का प्रतिक्रिया उत्पाद है। इस पदार्थ की संरचना ढीली और उच्च प्रतिक्रियाशीलता है, जो बाद की ईथरीकरण प्रतिक्रिया के लिए अनुकूल है।
क्षारीकरण प्रक्रिया मुख्य रूप से उचित तापमान और आर्द्रता पर होती है, आमतौर पर 20 ℃ ~ 30 ℃ की सीमा में कई घंटों तक यह सुनिश्चित करने के लिए कि सेलूलोज़ अणुओं में हाइड्रॉक्सिल समूह पूरी तरह से सक्रिय हैं।

3. ईथरीकरण प्रतिक्रिया
हाइड्रॉक्सीएथाइल सेलुलोज के उत्पादन में ईथरीकरण एक महत्वपूर्ण कदम है। हाइड्रॉक्सीएथाइल समूहों को शामिल करने के लिए एथिलीन ऑक्साइड के साथ क्षार सेलुलोज की प्रतिक्रिया करके हाइड्रॉक्सीएथाइल सेलुलोज का उत्पादन किया जाता है। विशिष्ट चरण इस प्रकार हैं:

एथिलीन ऑक्साइड के साथ प्रतिक्रिया: क्षार सेलूलोज़ एक निश्चित तापमान और दबाव की स्थिति में एथिलीन ऑक्साइड की एक निश्चित मात्रा के साथ प्रतिक्रिया करता है। एथिलीन ऑक्साइड में रिंग संरचना एक ईथर बंधन बनाने के लिए खुलती है, सेलूलोज़ अणुओं में हाइड्रॉक्सिल समूहों के साथ प्रतिक्रिया करती है, और हाइड्रॉक्सीथाइल समूहों (-CH2CH2OH) का परिचय देती है। यह प्रक्रिया प्रतिक्रिया स्थितियों (जैसे तापमान, दबाव और समय) को नियंत्रित करके ईथरीकरण की डिग्री को समायोजित कर सकती है।
ईथरीकरण की दक्षता सुनिश्चित करने के लिए प्रतिक्रिया आमतौर पर क्षारीय वातावरण में की जाती है। प्रतिक्रिया तापमान आम तौर पर 50℃~100℃ होता है, और प्रतिक्रिया समय कई घंटे होता है। एथिलीन ऑक्साइड की मात्रा को समायोजित करके, अंतिम उत्पाद के प्रतिस्थापन की डिग्री को नियंत्रित किया जा सकता है, अर्थात, सेलूलोज़ अणुओं में कितने हाइड्रॉक्सिल समूहों को हाइड्रॉक्सीथाइल समूहों द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है।

4. निष्प्रभावीकरण और धुलाई
ईथरीकरण प्रतिक्रिया पूरी होने के बाद, प्रतिक्रिया प्रणाली में क्षारीय पदार्थों को बेअसर करने की आवश्यकता होती है। आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले न्यूट्रलाइज़र अम्लीय पदार्थ होते हैं, जैसे एसिटिक एसिड या हाइड्रोक्लोरिक एसिड। उदासीनीकरण प्रक्रिया अतिरिक्त क्षार को लवण में उदासीन कर देगी, जिससे उत्पाद के प्रदर्शन पर कोई प्रभाव नहीं पड़ेगा।

न्यूट्रलाइजेशन प्रतिक्रिया: उत्पाद को रिएक्टर से बाहर निकालें और न्यूट्रलाइजेशन के लिए उचित मात्रा में एसिड डालें जब तक कि सिस्टम में पीएच मान न्यूट्रल न हो जाए। यह प्रक्रिया न केवल अवशिष्ट क्षार को हटाती है, बल्कि हाइड्रॉक्सीथाइल सेलुलोज के प्रदर्शन पर प्रतिक्रिया उप-उत्पादों के प्रभाव को भी कम करती है।

धुलाई और निर्जलीकरण: अवशिष्ट अशुद्धियों और उप-उत्पादों को धोने के लिए तटस्थ उत्पाद को कई बार धोना पड़ता है, आमतौर पर पानी या इथेनॉल और अन्य सॉल्वैंट्स के साथ। धुले हुए उत्पाद को नमी की मात्रा कम करने के लिए सेंट्रीफ्यूजेशन, फिल्टर प्रेसिंग और अन्य तरीकों से निर्जलित किया जाता है।

5. सुखाना और कुचलना
धोने और निर्जलीकरण के बाद, हाइड्रॉक्सीएथाइल सेलूलोज़ में अभी भी एक निश्चित मात्रा में नमी होती है और इसे और सूखने की आवश्यकता होती है। यह सुनिश्चित करने के लिए कि भंडारण और उपयोग के दौरान उत्पाद की स्थिरता अच्छी हो, सुखाने की प्रक्रिया को हवा में सुखाकर या वैक्यूम सुखाकर किया जा सकता है।

सुखाना: बची हुई नमी को हटाने के लिए उत्पाद को एक निश्चित तापमान (आमतौर पर 60 डिग्री सेल्सियस से नीचे) पर सुखाएं। सुखाने का तापमान बहुत अधिक नहीं होना चाहिए, अन्यथा इससे उत्पाद ख़राब हो सकता है और उसका प्रदर्शन प्रभावित हो सकता है।

कुचलना और छानना: सूखा हाइड्रॉक्सीएथाइल सेलुलोज आमतौर पर ब्लॉक या गांठ में मौजूद होता है, और बारीक पाउडर प्राप्त करने के लिए इसे कुचलना चाहिए। व्यावहारिक अनुप्रयोगों में इसकी घुलनशीलता और फैलाव सुनिश्चित करने के लिए आवश्यकताओं को पूरा करने वाले कण आकार वितरण प्राप्त करने के लिए कुचले गए उत्पाद की भी जांच की जानी चाहिए।

6. अंतिम उत्पादों का परीक्षण और पैकेजिंग
निर्माण के बाद, हाइड्रॉक्सीएथाइल सेलूलोज़ को गुणवत्ता के लिए परीक्षण करने की आवश्यकता होती है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि इसके प्रदर्शन संकेतक मानक आवश्यकताओं को पूरा करते हैं। परीक्षण वस्तुओं में आमतौर पर शामिल हैं:

चिपचिपाहट माप: पानी में घुलने के बाद हाइड्रॉक्सीथाइल सेलुलोज की चिपचिपाहट एक महत्वपूर्ण गुणवत्ता संकेतक है, जो कोटिंग्स, निर्माण, दैनिक रसायनों और अन्य क्षेत्रों में इसके उपयोग को प्रभावित करती है।
नमी की मात्रा: उत्पाद की भंडारण स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए उसकी नमी की मात्रा का परीक्षण करें।
प्रतिस्थापन की डिग्री (डीएस) और दाढ़ प्रतिस्थापन (एमएस): ईथरीकरण प्रतिक्रिया के प्रभाव को सुनिश्चित करने के लिए रासायनिक विश्लेषण के माध्यम से उत्पाद में प्रतिस्थापन और दाढ़ प्रतिस्थापन की डिग्री निर्धारित करें।
परीक्षण पास करने के बाद, हाइड्रॉक्सीएथाइल सेलूलोज़ को नमी या दूषित होने से बचाने के लिए पाउडर या दानेदार उत्पादों में, आमतौर पर नमी-प्रूफ प्लास्टिक बैग या पेपर बैग में पैक किया जाएगा।

हाइड्रॉक्सीएथाइल सेलुलोज की निर्माण प्रक्रिया में मुख्य रूप से सेल्यूलोज निष्कर्षण, क्षारीकरण उपचार, ईथरीकरण प्रतिक्रिया, तटस्थीकरण और धुलाई, सुखाने और कुचलने के चरण शामिल हैं। पूरी प्रक्रिया रासायनिक प्रतिक्रिया में क्षारीकरण और ईथरीकरण पर निर्भर करती है, और हाइड्रॉक्सीथाइल समूहों को पेश करके सेलूलोज़ को पानी में अच्छी घुलनशीलता और गाढ़ा करने के गुण दिए जाते हैं। हाइड्रोक्सीएथाइल सेलूलोज़ का व्यापक रूप से कई उद्योगों में उपयोग किया जाता है, जैसे कोटिंग्स के लिए गाढ़ा करने वाला पदार्थ, निर्माण सामग्री के लिए पानी बनाए रखने वाला एजेंट, दैनिक रासायनिक उत्पादों में स्टेबलाइजर आदि। उच्च गुणवत्ता और स्थिर प्रदर्शन सुनिश्चित करने के लिए उत्पादन प्रक्रिया में प्रत्येक लिंक को सख्ती से नियंत्रित करने की आवश्यकता होती है। उत्पाद का.