Ինչպե՞ս է պատրաստվում հիդրօքսիէթիլ ցելյուլոզը:

Հիդրօքսիէթիլ Ցելյուլոզը (HEC) սովորական ջրում լուծվող պոլիմեր է, որը լայնորեն օգտագործվում է ամենօրյա քիմիական նյութերի, շինարարության, ծածկույթների, բժշկության, սննդի և այլ ոլորտներում: Այն ոչ իոնային ցելյուլոզային եթեր է, որը ստացվում է բնական ցելյուլոզայի քիմիական ձևափոխմամբ: Հիդրօքսիէթիլ ցելյուլոզայի արտադրական գործընթացը ներառում է բարդ քիմիական ռեակցիաներ, ներառյալ ցելյուլոզայի արդյունահանումը, ալկալիզացման մշակումը, եթերիֆիկացման ռեակցիան և այլն: Ստորև ներկայացված է դրա արտադրության գործընթացի մանրամասն ներածություն:

1. Հումքի ընտրություն և ցելյուլոզայի արդյունահանում
Հիդրօքսիէթիլ ցելյուլոզայի հիմնական հումքը բնական ցելյուլոզն է, որը հիմնականում ստացվում է փայտից, բամբակից կամ այլ բուսական մանրաթելից։ Բույսերի բջիջների պատերում ցելյուլոզայի պարունակությունը բարձր է, և այդ բնական նյութերից մաքուր ցելյուլոզը կարող է արդյունահանվել մեխանիկական կամ քիմիական միջոցներով: Արդյունահանման գործընթացը ներառում է մանրացում, կեղտերի հեռացում (օրինակ՝ լիգնին, հեմիցելյուլոզ), սպիտակեցում և այլ քայլեր:

Բջջանյութի արդյունահանում. բնական ցելյուլոզը սովորաբար մեխանիկական կամ քիմիապես մշակվում է ոչ ցելյուլոզային նյութերը հեռացնելու համար՝ բարձր մաքրության ցելյուլոզա ստանալու համար: Բամբակյա մանրաթելերը, փայտի միջուկը և այլն կարող են լինել հումքի ընդհանուր աղբյուրներ: Բուժման գործընթացում ալկալիները (օրինակ՝ նատրիումի հիդրօքսիդը) օգտագործվում են ոչ ցելյուլոզային բաղադրիչների լուծարման համար, իսկ մնացածը հիմնականում ցելյուլոզ է։
2. Ալկալիզացման բուժում
Մաքրված ցելյուլոզը նախ պետք է ալկալիացվի: Այս քայլը բջջանյութի մոլեկուլային շղթայի հիդրօքսիլային խմբերն ավելի ակտիվ դարձնելն է, որպեսզի նրանք կարողանան ավելի հեշտ արձագանքել եթերիֆիկացնող նյութի հետ: Ալկալիզացման բուժման հիմնական քայլերը հետևյալն են.

Ցելյուլոզայի ռեակցիան ալկալիների հետ. ցելյուլոզը խառնվում է ուժեղ ալկալիի (սովորաբար նատրիումի հիդրօքսիդի) հետ՝ առաջացնելով ալկալային ցելյուլոզա (ալկալի ցելյուլոզա): Այս գործընթացը սովորաբար իրականացվում է ջրային միջավայրում: Ալկալային ցելյուլոզը բջջանյութի և նատրիումի հիդրօքսիդի ռեակցիայի արդյունքն է: Այս նյութն ունի ավելի թուլացած կառուցվածք և ավելի բարձր ռեակտիվություն, ինչը նպաստում է հետագա եթերիֆիկացման ռեակցիային:
Ալկալիզացման գործընթացը հիմնականում տեղի է ունենում համապատասխան ջերմաստիճանի և խոնավության պայմաններում, սովորաբար 20℃~30℃ միջակայքում մի քանի ժամվա ընթացքում՝ ապահովելու, որ ցելյուլոզայի մոլեկուլներում հիդրոքսիլ խմբերը լիովին ակտիվացված են:

3. Եթերացման ռեակցիա
Եթերացումը հիդրօքսիէթիլ ցելյուլոզայի արտադրության առանցքային քայլն է: Հիդրօքսիէթիլ ցելյուլոզը արտադրվում է ալկալային ցելյուլոզը էթիլեն օքսիդի հետ փոխազդելով՝ հիդրօքսիէթիլ խմբերի ներմուծման միջոցով: Հատուկ քայլերը հետևյալն են.

Արձագանք էթիլենօքսիդի հետ. Ալկալային ցելյուլոզը որոշակի ջերմաստիճանի և ճնշման պայմաններում փոխազդում է էթիլենօքսիդի որոշակի քանակի հետ: Էթիլեն օքսիդում օղակի կառուցվածքը բացվում է՝ ձևավորելով եթերային կապ, փոխազդում է ցելյուլոզայի մոլեկուլների հիդրօքսիլ խմբերի հետ և ներմուծում հիդրօքսիէթիլ խմբեր (–CH2CH2OH)։ Այս գործընթացը կարող է հարմարեցնել եթերիֆիկացման աստիճանը՝ վերահսկելով ռեակցիայի պայմանները (օրինակ՝ ջերմաստիճանը, ճնշումը և ժամանակը):
Ռեակցիան սովորաբար իրականացվում է ալկալային միջավայրում՝ եթերիֆիկացման արդյունավետությունն ապահովելու համար։ Ռեակցիայի ջերմաստիճանը սովորաբար 50℃~100℃ է, իսկ արձագանքման ժամանակը մի քանի ժամ է: Կարգավորելով էթիլենօքսիդի քանակությունը՝ կարելի է վերահսկել վերջնական արտադրանքի փոխարինման աստիճանը, այսինքն՝ ցելյուլոզայի մոլեկուլներում քանի հիդրօքսիլ խմբեր են փոխարինվում հիդրօքսիէթիլ խմբերով։

4. Չեզոքացում և լվացում
Եթերացման ռեակցիան ավարտվելուց հետո ռեակցիայի համակարգում ալկալային նյութերը պետք է չեզոքացվեն: Սովորաբար օգտագործվող չեզոքացնողները թթվային նյութեր են, ինչպիսիք են քացախաթթուն կամ աղաթթուն: Չեզոքացման գործընթացը կչեզոքացնի ավելցուկային ալկալիները աղերի մեջ, ինչը չի ազդի արտադրանքի աշխատանքի վրա:

Չեզոքացման ռեակցիա. Արտադրանքը դուրս հանեք ռեակտորից և չեզոքացնելու համար ավելացրեք համապատասխան քանակությամբ թթու, մինչև համակարգում pH-ի արժեքը չեզոքանա: Այս գործընթացը ոչ միայն հեռացնում է մնացորդային ալկալիները, այլև նվազեցնում է ռեակցիայի կողմնակի արտադրանքների ազդեցությունը հիդրօքսիէթիլ ցելյուլոզայի աշխատանքի վրա:

Լվացում և ջրազրկում. չեզոքացված արտադրանքը պետք է լվացվի մի քանի անգամ, սովորաբար ջրով կամ էթանոլով և այլ լուծիչներով՝ մնացորդային կեղտերն ու կողմնակի արտադրանքները լվանալու համար: Լվացված արտադրանքը ջրազրկվում է ցենտրիֆուգման, ֆիլտրի սեղմման և խոնավության պարունակությունը նվազեցնելու այլ եղանակներով:

5. Չորացում եւ մանրացում
Լվացքից և ջրազրկումից հետո հիդրօքսիէթիլ ցելյուլոզը դեռ որոշակի քանակությամբ խոնավություն է պարունակում և պետք է հետագայում չորացվի: Չորացման գործընթացը կարող է իրականացվել օդի չորացման կամ վակուումային չորացման միջոցով՝ ապահովելու համար, որ ապրանքը լավ կայունություն ունենա պահպանման և օգտագործման ընթացքում:

Չորացում. չորացրեք արտադրանքը որոշակի ջերմաստիճանում (սովորաբար 60°C-ից ցածր) մնացորդային խոնավությունը հեռացնելու համար: Չորացման ջերմաստիճանը չպետք է չափազանց բարձր լինի, հակառակ դեպքում դա կարող է հանգեցնել արտադրանքի քայքայման և ազդել դրա աշխատանքի վրա:

Մանրացում և զննում. Չորացրած հիդրօքսիէթիլ ցելյուլոզը սովորաբար գոյություն ունի բլոկների կամ կտորների տեսքով և պետք է մանրացնել՝ նուրբ փոշի ստանալու համար: Մանրացված արտադրանքը նաև պետք է զննվի, որպեսզի ձեռք բերվի մասնիկների չափի բաշխում, որը կհամապատասխանի պահանջներին՝ ապահովելու դրա լուծելիությունն ու ցրվածությունը գործնական կիրառություններում:

6. Վերջնական արտադրանքի փորձարկում և փաթեթավորում
Արտադրությունից հետո հիդրօքսիէթիլ ցելյուլոզը պետք է փորձարկվի որակի համար՝ համոզվելու համար, որ դրա կատարողականի ցուցանիշները համապատասխանում են ստանդարտ պահանջներին: Փորձարկման տարրերը սովորաբար ներառում են.

Մածուցիկության չափում. Ջրի մեջ լուծարվելուց հետո հիդրօքսիէթիլ ցելյուլոզայի մածուցիկությունը կարևոր որակի ցուցանիշ է, որն ազդում է դրա օգտագործման վրա ծածկույթների, շինարարության, ամենօրյա քիմիական նյութերի և այլ ոլորտներում:
Խոնավության պարունակություն. Ստուգեք արտադրանքի խոնավության պարունակությունը՝ ապահովելու դրա պահպանման կայունությունը:
Փոխարինման աստիճանը (DS) և մոլային փոխարինումը (MS). Որոշեք արտադրանքի փոխարինման և մոլային փոխարինման աստիճանը քիմիական վերլուծության միջոցով՝ եթերացման ռեակցիայի ազդեցությունն ապահովելու համար:
Թեստն անցնելուց հետո հիդրօքսիէթիլ ցելյուլոզը կփաթեթավորվի փոշու կամ հատիկավոր արտադրանքի մեջ, սովորաբար խոնավությունից պաշտպանված պլաստիկ տոպրակների կամ թղթե տոպրակների մեջ՝ կանխելու դրա խոնավացումը կամ աղտոտումը:

Հիդրօքսիէթիլ ցելյուլոզայի արտադրության գործընթացը հիմնականում ներառում է ցելյուլոզայի արդյունահանման, ալկալիզացման, եթերիֆիկացման ռեակցիայի, չեզոքացման և լվացման, չորացման և մանրացման փուլերը: Ամբողջ գործընթացը կախված է քիմիական ռեակցիայի ալկալացումից և եթերիացումից, և ցելյուլոզին տրվում է լավ ջրի լուծելիություն և խտացնող հատկություններ՝ ներմուծելով հիդրօքսիէթիլ խմբեր: Հիդրօքսիէթիլ ցելյուլոզը լայնորեն օգտագործվում է բազմաթիվ արդյունաբերություններում, ինչպիսիք են ծածկույթների խտացուցիչը, շինանյութերի համար ջուրը պահող նյութը, ամենօրյա քիմիական արտադրանքի կայունացուցիչը և այլն: Արտադրության գործընթացի յուրաքանչյուր օղակ պետք է խստորեն վերահսկվի՝ ապահովելու բարձր որակ և կայուն կատարում: արտադրանքի.