हाइड्रोक्सीप्रोपाइल मिथाइल सेलुलोज के गुणवत्ता नियंत्रण पर अध्ययन

मेरे देश में एचपीएमसी उत्पादन की वर्तमान स्थिति के अनुसार, हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज की गुणवत्ता को प्रभावित करने वाले कारकों का विश्लेषण किया जाता है, और इस आधार पर, हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज के गुणवत्ता स्तर में सुधार कैसे किया जाए, इस पर चर्चा और अध्ययन किया जाता है, ताकि उत्पादन किया जा सके।

मुख्य शब्द:हायड्रोक्सीप्रोपायल मिथायलसेलुलॉज; गुणवत्ता; नियंत्रण; अनुसंधान

हाइड्रोक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज (एचपीएमसी) एक गैर-आयनिक पानी में घुलनशील सेलूलोज़ मिश्रित ईथर है जो कपास, लकड़ी से बना होता है, और क्षार सूजन के बाद प्रोपलीन ऑक्साइड और मिथाइल क्लोराइड के साथ ईथरीकृत होता है। सेल्युलोज मिश्रित ईथर एकल प्रतिस्थापी ईथर का संशोधित व्युत्पन्न है, इसमें मूल मोनोईथर की तुलना में बेहतर अद्वितीय गुण हैं, और यह सेल्युलोज ईथर के प्रदर्शन को अधिक व्यापक और पूरी तरह से निभा सकता है। कई मिश्रित ईथरों में से, हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज सबसे महत्वपूर्ण है। तैयारी विधि क्षारीय सेलूलोज़ में प्रोपलीन ऑक्साइड जोड़ना है। औद्योगिक एचपीएमसी को एक सार्वभौमिक उत्पाद के रूप में वर्णित किया जा सकता है। मिथाइल समूह के प्रतिस्थापन की डिग्री (डीएस मान) 1.3 से 2.2 है, और हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल की दाढ़ प्रतिस्थापन की डिग्री 0.1 से 0.8 है। उपरोक्त आंकड़ों से यह देखा जा सकता है कि एचपीएमसी में मिथाइल और हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल की सामग्री और गुण अलग-अलग हैं, जिसके परिणामस्वरूप अंतिम उत्पाद चिपचिपाहट और एकरूपता में अंतर विभिन्न उत्पादन उद्यमों के तैयार उत्पादों की गुणवत्ता में उतार-चढ़ाव का कारण बनता है।

हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज रासायनिक प्रतिक्रियाओं के माध्यम से ईथर डेरिवेटिव का उत्पादन करता है, जिसकी संरचना, संरचना और गुणों में गहरा परिवर्तन होता है, विशेष रूप से सेलूलोज़ की घुलनशीलता, जो पेश किए गए एल्काइल समूहों के प्रकार और मात्रा के अनुसार भिन्न हो सकती है। पानी में घुलनशील ईथर डेरिवेटिव, पतला क्षार समाधान, ध्रुवीय सॉल्वैंट्स (जैसे इथेनॉल, प्रोपेनॉल) और गैर-ध्रुवीय कार्बनिक सॉल्वैंट्स (जैसे बेंजीन, ईथर) प्राप्त करें, जो सेलूलोज़ डेरिवेटिव की किस्मों और अनुप्रयोग क्षेत्रों का विस्तार करता है।

1. गुणवत्ता पर हाइड्रोक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज क्षारीकरण प्रक्रिया का प्रभाव

क्षारीकरण प्रक्रिया एचपीएमसी उत्पादन के प्रतिक्रिया चरण में पहला कदम है, और यह सबसे महत्वपूर्ण चरणों में से एक भी है। एचपीएमसी उत्पादों की अंतर्निहित गुणवत्ता काफी हद तक क्षारीकरण प्रक्रिया द्वारा निर्धारित होती है, न कि ईथरीकरण प्रक्रिया द्वारा, क्योंकि क्षारीकरण प्रभाव सीधे ईथरीकरण के प्रभाव को प्रभावित करता है।

हाइड्रोक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज क्षारीय घोल के साथ क्रिया करके क्षार सेल्युलोज बनाता है, जो अत्यधिक प्रतिक्रियाशील होता है। ईथरीकरण प्रतिक्रिया में, ईथरीकरण एजेंट की मुख्य प्रतिक्रिया सेल्युलोज की सूजन, प्रवेश और ईथरीकरण और साइड प्रतिक्रियाओं की दर, प्रतिक्रिया की एकरूपता और अंतिम उत्पाद के गुण सभी के गठन और संरचना से संबंधित हैं। क्षार सेल्युलोज, इसलिए क्षार सेल्युलोज की संरचना और रासायनिक गुण सेल्युलोज ईथर के उत्पादन में महत्वपूर्ण अनुसंधान वस्तुएं हैं।

2. हाइड्रोक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज की गुणवत्ता पर तापमान का प्रभाव

KOH जलीय घोल की एक निश्चित सांद्रता में, प्रतिक्रिया तापमान में कमी के साथ क्षार में हाइड्रोक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज की सोखने की मात्रा और सूजन की डिग्री बढ़ जाती है। उदाहरण के लिए, क्षार सेलूलोज़ का उत्पादन KOH की सांद्रता के साथ बदलता रहता है: 15%, 10 पर 8%°सी, और 4.2% 5 पर°C. इस प्रवृत्ति का तंत्र यह है कि क्षार सेलूलोज़ का निर्माण एक ऊष्माक्षेपी प्रतिक्रिया प्रक्रिया है। जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, क्षार पर हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज का सोखना कम हो जाता है, लेकिन क्षार सेल्युलोज की हाइड्रोलिसिस प्रतिक्रिया बहुत बढ़ जाती है, जो क्षार सेल्युलोज के निर्माण के लिए अनुकूल नहीं है। ऊपर से यह देखा जा सकता है कि क्षारीकरण तापमान को कम करना क्षार सेलूलोज़ के उत्पादन के लिए अनुकूल है और हाइड्रोलिसिस प्रतिक्रिया को रोकता है।

3. हाइड्रोक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज की गुणवत्ता पर एडिटिव्स का प्रभाव

सेलूलोज़-KOH-जल प्रणाली में, योज्य—क्षार सेलूलोज़ के निर्माण पर नमक का बहुत प्रभाव पड़ता है। जब KOH घोल की सांद्रता 13% से कम होती है, तो पोटेशियम क्लोराइड नमक मिलाने से क्षार में सेलूलोज़ का सोखना प्रभावित नहीं होता है। जब लाइ समाधान की सांद्रता 13% से अधिक होती है, तो पोटेशियम क्लोराइड जोड़ने के बाद, क्षार में सेलूलोज़ का स्पष्ट सोखना पोटेशियम क्लोराइड की सांद्रता के साथ सोखना बढ़ जाता है, लेकिन कुल सोखना क्षमता कम हो जाती है, और पानी सोखना बहुत बढ़ जाता है, इसलिए नमक मिलाना आम तौर पर सेल्युलोज के क्षारीकरण और सूजन के लिए प्रतिकूल है, लेकिन नमक हाइड्रोलिसिस को रोक सकता है और सिस्टम को नियंत्रित कर सकता है। मुक्त जल सामग्री इस प्रकार क्षारीकरण और ईथरीकरण के प्रभाव में सुधार करती है।

4. हाइड्रोक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज की गुणवत्ता पर उत्पादन प्रक्रिया का प्रभाव

वर्तमान में, मेरे देश में हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज उत्पादन उद्यम ज्यादातर विलायक विधि की उत्पादन प्रक्रिया को अपनाते हैं। क्षार सेलूलोज़ की तैयारी और ईथरीकरण प्रक्रिया सभी एक अक्रिय कार्बनिक विलायक में की जाती है, इसलिए तैयार उत्पाद की गुणवत्ता सुनिश्चित करने के लिए एक बड़ा सतह क्षेत्र और प्रतिक्रियाशीलता प्राप्त करने के लिए कच्चे माल परिष्कृत कपास को चूर्णित करने की आवश्यकता होती है।

रिएक्टर में चूर्णित सेलूलोज़, कार्बनिक विलायक और क्षार समाधान जोड़ें, और समान क्षारीकरण और कम गिरावट के साथ क्षार सेलूलोज़ प्राप्त करने के लिए एक निश्चित तापमान और समय पर शक्तिशाली यांत्रिक सरगर्मी का उपयोग करें। कार्बनिक तनुकरण सॉल्वैंट्स (आइसोप्रोपेनॉल, टोल्यूनि, आदि) में एक निश्चित जड़ता होती है, जो हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज को गठन प्रक्रिया के दौरान एक समान गर्मी उत्सर्जित करती है, जो चरणबद्ध रिलीज प्रगति दिखाती है, जबकि विपरीत दिशा में क्षार सेलूलोज़ की हाइड्रोलिसिस प्रतिक्रिया को कम करती है। उच्च प्राप्त करने के लिए गुणवत्ता क्षार सेलूलोज़, आमतौर पर इस लिंक में उपयोग की जाने वाली लाइ की सांद्रता 50% तक होती है।

सेलूलोज़ को लाइ में भिगोने के बाद, पूरी तरह से सूजा हुआ और समान रूप से क्षारीय क्षार सेलूलोज़ प्राप्त होता है। लाइ आसमाटिक रूप से सेल्युलोज को बेहतर ढंग से फुलाती है, जिससे बाद की ईथरीकरण प्रतिक्रिया के लिए एक अच्छी नींव तैयार होती है। विशिष्ट मंदक में मुख्य रूप से आइसोप्रोपेनॉल, एसीटोन, टोल्यूनि आदि शामिल हैं। लाइ की घुलनशीलता, मंदक का प्रकार और सरगर्मी की स्थिति क्षार सेलूलोज़ की संरचना को प्रभावित करने वाले मुख्य कारक हैं। मिलाने पर ऊपरी और निचली परतें बनती हैं। ऊपरी परत आइसोप्रोपेनॉल और पानी से बनी है, और निचली परत क्षार और थोड़ी मात्रा में आइसोप्रोपेनॉल से बनी है। सिस्टम में फैला हुआ सेलूलोज़ यांत्रिक सरगर्मी के तहत ऊपरी और निचली तरल परतों के साथ पूरी तरह से संपर्क में है। सिस्टम में क्षार, जल संतुलन तब तक बदलता रहता है जब तक सेल्यूलोज नहीं बन जाता।

एक विशिष्ट सेल्यूलोज गैर-आयनिक मिश्रित ईथर के रूप में, हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल मिथाइलसेलुलोज समूहों की सामग्री विभिन्न मैक्रोमोलेक्यूलर श्रृंखलाओं पर होती है, अर्थात, प्रत्येक ग्लूकोज रिंग स्थिति के सी पर मिथाइल और हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल समूहों का वितरण अनुपात अलग होता है। इसमें अधिक फैलाव और यादृच्छिकता है, जिससे उत्पाद की गुणवत्ता स्थिरता की गारंटी देना मुश्किल हो जाता है।