Ի՞նչ է պոլիանիոնային ցելյուլոզը:

Պոլիանիոնային ցելյուլոզը (PAC) ցելյուլոզայի փոփոխված ածանցյալ է, որը լայնորեն օգտագործվում է տարբեր արդյունաբերական ծրագրերում: Այս բազմակողմանի պոլիմերը ստացվում է ցելյուլոզից՝ բնական պոլիսախարիդից, որը հայտնաբերված է բույսերի բջիջների պատերում: Փոփոխությունը ներառում է անիոնային խմբերի ներմուծում ցելյուլոզային ողնաշարի վրա, դրանով իսկ բարձրացնելով ջրի լուծելիությունը և բարելավելով ռեոլոգիական հատկությունները: Ստացված PAC-ն ունի եզակի հատկություններ, որոնք այն արժեքավոր են դարձնում նավթի և գազի արդյունաբերության, սննդի արտադրության, դեղագործության և այլ ոլորտներում:

Ցելյուլոզը գծային պոլիմեր է, որը կազմված է կրկնվող գլյուկոզայի միավորներից՝ կապված β-1,4-գլիկոզիդային կապերով։ Բնության մեջ այն առատ է և բույսերի բջիջների պատերի կառուցվածքային բաղադրիչն է։ Այնուամենայնիվ, բնական ցելյուլոզը ջրում սահմանափակ լուծելիություն ունի՝ շնորհիվ իր ուժեղ միջմոլեկուլային ջրածնային կապերի։ Այս սահմանափակումը հաղթահարելու համար պոլիանիոնային ցելյուլոզը սինթեզվել է մի շարք քիմիական փոփոխությունների միջոցով:

PAC-ի արտադրության ընդհանուր մեթոդը ներառում է եթերիֆիկացման կամ էսթերիֆիկացման ռեակցիաներ: Այս գործընթացների ընթացքում անիոնային խմբերը, ինչպիսիք են կարբոքսիլատային կամ սուլֆոնատային խմբերը, ներմուծվում են ցելյուլոզային շղթաների մեջ։ Սա պոլիմերին տալիս է բացասական լիցք՝ դարձնելով այն ջրում լուծելի և տալով յուրահատուկ հատկություններ։ Փոխարինման աստիճանը կամ անիոնային խմբերի քանակը մեկ գլյուկոզայի միավորի համար կարող է ճշգրտվել՝ արդյունքում ստացված PAC-ի հատկությունները հարմարեցնելու համար՝ համապատասխան կիրառման հատուկ պահանջներին:

PAC-ի հիմնական կիրառություններից մեկը նավթի և գազի արդյունաբերության մեջ է, որտեղ այն օգտագործվում է որպես հորատման հեղուկների հիմնական հավելում: Հորատման հեղուկները, որոնք նաև հայտնի են որպես ցեխ, մի շարք կարևոր դերեր են խաղում նավթի և գազի հորերի հորատման գործընթացում, ներառյալ հորատման բիտը սառեցնելը, հատումները մակերես տեղափոխելը և հորատանցքի կայունությունը պահպանելը: Հորատման հեղուկներին PAC ավելացնելը վերահսկում է դրա ռեոլոգիական հատկությունները, ինչպիսիք են մածուցիկությունը և հեղուկի կորուստը: Այն հանդես է գալիս որպես կպչող նյութ՝ կանխելով պինդ նյութերի նստեցումը և ապահովելով արդյունավետ կասեցում հեղուկում:

PAC-ի ռեոլոգիական հատկությունները կարող են ճշգրտվել՝ մածուցիկության և հեղուկի կորստի վերահսկման միջև ցանկալի հավասարակշռության հասնելու համար: Սա հատկապես կարևոր է տարբեր պայմաններում հորատման աշխատանքների համար, ինչպիսիք են տարբեր ձևավորումները և ջերմաստիճանները: PAC-ի ջրի լուծելիությունը նաև հեշտացնում է այն խառնել հորատման հեղուկների հետ, և դրա կայունությունը pH-ի մի շարք պայմանների դեպքում էլ ավելի է մեծացնում դրա օգտակարությունը դաշտում:

Բացի հորատման հեղուկների մեջ իր դերից, PAC-ն օգտագործվում է մի շարք այլ ծրագրերում: Սննդի արդյունաբերության մեջ այն օգտագործվում է որպես խտացուցիչ և կայունացուցիչ այնպիսի ապրանքների մեջ, ինչպիսիք են աղցանների սոուսները, սոուսները և կաթնամթերքը: Մածուցիկությունը բարձրացնելու և հյուսվածքը կառավարելու նրա կարողությունը արժեքավոր է դարձնում այն ​​ձևակերպումներում, որտեղ այդ հատկությունները կարևոր են:

Դեղագործական արդյունաբերությունը նաև օգտագործում է PAC-ները որպես օժանդակ նյութեր դեղերի ձևակերպումների մեջ: Այն կարող է ներառվել դեղահատերի ծածկույթների և վերահսկվող թողարկման ձևակերպումների մեջ՝ թմրամիջոցների թողարկման արագությունը մոդուլավորելու համար: PAC-ի կենսահամատեղելիությունը և ցածր թունավորությունը նպաստում են դրա ընդունմանը դեղագործական կիրառություններում:

Բացի այդ, PAC-ը կիրառել է ջրի մաքրման գործընթացներում: Դրա անիոնային բնույթը թույլ է տալիս փոխազդել դրական լիցքավորված մասնիկների հետ՝ օգնելով հեռացնել կեղտերը ջրից: Այս դեպքում այն ​​հանդես է գալիս որպես ֆլոկուլանտ կամ կոագուլանտ՝ նպաստելով մասնիկների ագրեգացմանը, որպեսզի դրանք ավելի հեշտ հեռացվեն նստվածքի կամ ֆիլտրման միջոցով:

Չնայած դրա լայն կիրառմանը, պետք է հաշվի առնել PAC-ի արտադրության և հեռացման հետ կապված հնարավոր բնապահպանական և կայունության խնդիրները: Հետազոտողները և արդյունաբերությունը շարունակաբար ուսումնասիրում են կանաչ քիմիան և ցելյուլոզայի այլընտրանքային աղբյուրները՝ այս խնդիրները լուծելու համար:

Պոլիանիոնային ցելյուլոզը վառ օրինակ է այն բանի, թե ինչպես քիմիական մոդիֆիկացիան կարող է բնական պոլիմերները վերածել բազմաֆունկցիոնալ նյութերի՝ տարբեր կիրառություններով: Նրա դերը այնպիսի ոլորտներում, ինչպիսիք են նավթը և գազը, սննդամթերքը և դեղագործությունը, ընդգծում է դրա բազմակողմանիությունը և ցելյուլոզայի ածանցյալների շարունակական նշանակությունը ժամանակակից արտադրական գործընթացներում: Քանի որ տեխնոլոգիաները զարգանում են և կայուն լուծումների անհրաժեշտությունը մեծանում է, PAC-ի արտադրության էկոլոգիապես մաքուր մեթոդների և դրա կիրառման որոնումները, հավանաբար, կշարունակեն զարգանալ: