Ինչպե՞ս է պատրաստվում պոլիանիոնային ցելյուլոզը:

Պոլիանիոնային ցելյուլոզը (PAC) ջրում լուծվող բջջանյութի ածանցյալ է, որն ունի լայն կիրառություն տարբեր արդյունաբերություններում, հատկապես նավթի և գազի արդյունաբերության հորատման հեղուկների ոլորտում: Այն հայտնի է իր հիանալի ռեոլոգիական հատկություններով, բարձր կայունությամբ և այլ հավելումների հետ համատեղելիությամբ: Պոլիանիոնային ցելյուլոզայի արտադրությունը ներառում է մի քանի փուլ, ներառյալ ցելյուլոզայի արդյունահանումը, քիմիական ձևափոխումը և մաքրումը:

1. Ցելյուլոզայի արդյունահանում.

Պոլիանիոնային ցելյուլոզայի սկզբնական նյութը ցելյուլոզն է՝ բնական պոլիմեր, որը հայտնաբերված է բույսերի բջիջների պատերում: Ցելյուլոզը կարող է ստացվել տարբեր բույսերի նյութերից, ինչպիսիք են փայտի միջուկը, բամբակի ցողունը կամ այլ մանրաթելային բույսեր: Արդյունահանման գործընթացը ներառում է հետևյալ քայլերը.

Ա. Հումքի պատրաստում.

Ընտրված բուսական նյութերը նախապես մշակվում են կեղտերը հեռացնելու համար, ինչպիսիք են լիգնինը, հեմիկելյուլոզը և պեկտինը: Սա սովորաբար իրականացվում է մեխանիկական և քիմիական մշակումների համակցությամբ:

բ. Pulping:

Նախապես մշակված նյութն այնուհետև pulpացվում է, մի գործընթաց, որը քայքայում է ցելյուլոզային մանրաթելերը: Ընդհանուր pulping մեթոդները ներառում են kraft pulping և sulfite pulping, որոնցից յուրաքանչյուրն ունի իր առավելություններն ու թերությունները:

C. Բջջանյութի տարանջատում.

Ցելյուլոզային նյութը մշակվում է ցելյուլոզային մանրաթելերի առանձնացման համար: Սա սովորաբար ներառում է լվացման և սպիտակեցման գործընթաց՝ մաքուր ցելյուլոզային նյութ ստանալու համար:

2. Քիմիական փոփոխություն.

Ցելյուլոզ ստանալուց հետո այն քիմիապես ձևափոխվում է՝ ներմուծելով անիոնային խմբեր՝ այն վերածելով պոլիանիոնային ցելյուլոզայի։ Այս նպատակով սովորաբար օգտագործվող մեթոդը եթերիֆիկացումն է:

A. Եթերացում:

Եթերիֆիկացումը ներառում է ցելյուլոզայի ռեակցիան եթերացնող նյութի հետ՝ եթերային կապեր մտցնելու համար: Պոլիանիոնային ցելյուլոզայի դեպքում սովորաբար ներմուծվում են կարբոքսիմեթիլ խմբեր։ Սա ձեռք է բերվում նատրիումի մոնոքլորացետատի հետ ռեակցիայի միջոցով՝ հիմնական կատալիզատորի առկայության դեպքում:

բ. Կարբոքսիմեթիլացման ռեակցիա.

Կարբոքսիմեթիլացման ռեակցիան ներառում է ցելյուլոզայի հիդրօքսիլ խմբերի ջրածնի ատոմների փոխարինումը կարբոքսիմեթիլ խմբերով։ Այս ռեակցիան կարևոր է ցելյուլոզային ողնաշարի վրա անիոնային լիցքերի ներդրման համար:

C. չեզոքացնել:

Կարբոքսիմեթիլացումից հետո արտադրանքը չեզոքացվում է՝ կարբոքսիմեթիլ խումբը կարբոքսիլատ իոնների փոխակերպելու համար։ Այս քայլը կարևոր է պոլիանիոնային ցելյուլոզը ջրում լուծելի դարձնելու համար:

3. Մաքրում:

Փոփոխված ցելյուլոզն այնուհետև մաքրվում է, որպեսզի հեռացնեն կողմնակի արտադրանքները, չհակազդող քիմիկատները և ցանկացած կեղտեր, որոնք կարող են ազդել դրա աշխատանքի վրա կոնկրետ կիրառման մեջ:

Ա. լվացում:

Ապրանքները մանրակրկիտ մաքրվում են, որպեսզի հեռացնեն ավելորդ ռեակտիվները, աղերը և այլ կեղտերը: Այդ նպատակով ջուրը հաճախ օգտագործվում է:

բ. Չորացում:

Մաքրված պոլիանիոնային բջջանյութն այնուհետև չորացնում են՝ վերջնական արտադրանքը փոշու կամ հատիկավոր ձևով ստանալու համար:

4. Որակի վերահսկողություն.

Որակի վերահսկման միջոցառումներ են իրականացվում արտադրության ողջ ընթացքում՝ ապահովելու, որ ստացված պոլիանիոնային ցելյուլոզը համապատասխանում է պահանջվող բնութագրերին: Սա ներառում է մոլեկուլային քաշի, փոխարինման աստիճանի և այլ համապատասխան պարամետրերի փորձարկում:

5. Կիրառում:

Պոլիանիոնային ցելյուլոզը կիրառություն ունի տարբեր արդյունաբերություններում, հիմնականում նավթի և գազի հատվածի հորատման հեղուկ համակարգերում: Այն գործում է որպես կպչող, հեղուկի կորստի վերահսկման միջոց և թերթաքարային արգելակող միջոց՝ բարելավելով հորատման հեղուկի ընդհանուր կատարումը: Այլ կիրառությունները ներառում են սննդի և դեղագործության արդյունաբերությունը, որտեղ դրա ջրի լուծելիությունը և ռեոլոգիական հատկությունները առավելություններ են տալիս:

Պոլիանիոնային ցելյուլոզը ցելյուլոզայի բազմակողմանի և արժեքավոր ածանցյալ է, որի արտադրությունը պահանջում է հստակ սահմանված քայլերի շարք: Բուսական նյութերից ցելյուլոզայի արդյունահանումը, էթերիֆիկացման, մաքրման և որակի վերահսկման միջոցով քիմիական ձևափոխումը արտադրական գործընթացի անբաժանելի մասն են: Ստացված պոլիանիոնային ցելյուլոզը մի շարք արդյունաբերական կիրառությունների հիմնական բաղադրիչն է, որն օգնում է բարելավել տարբեր ձևակերպումների արդյունավետությունն ու ֆունկցիոնալությունը: Քանի որ արդյունաբերությունը շարունակում է զարգանալ, ակնկալվում է, որ ցելյուլոզային մասնագիտացված ածանցյալների պահանջարկը, ինչպիսին է պոլիանիոնային ցելյուլոզը, կաճի՝ խթանելով ցելյուլոզայի փոփոխման տեխնոլոգիաների և հավելվածների շարունակական հետազոտություններն ու զարգացումները: