Selulosa polianionik (PAC) merupakan turunan selulosa yang larut dalam air yang memiliki cakupan aplikasi yang luas di berbagai industri, khususnya di bidang fluida pengeboran pada industri minyak dan gas. Ia dikenal karena sifat reologinya yang sangat baik, stabilitas tinggi dan kompatibilitas dengan aditif lainnya. Produksi selulosa polianionik melibatkan beberapa langkah, termasuk ekstraksi selulosa, modifikasi kimia, dan pemurnian.
1. Ekstraksi selulosa:
Bahan awal selulosa polianionik adalah selulosa, polimer alami yang terdapat pada dinding sel tumbuhan. Selulosa dapat berasal dari bahan tanaman yang berbeda, seperti pulp kayu, serat kapas, atau tanaman berserat lainnya. Proses ekstraksi meliputi langkah-langkah berikut:
A. Persiapan bahan baku:
Bahan tanaman terpilih diolah terlebih dahulu untuk menghilangkan pengotor seperti lignin, hemiselulosa, dan pektin. Hal ini biasanya dicapai melalui kombinasi perawatan mekanis dan kimia.
B. pembuatan pulp:
Bahan yang telah diolah sebelumnya kemudian dijadikan pulp, suatu proses yang memecah serat selulosa. Metode pembuatan pulp yang umum mencakup pembuatan pulp kraft dan pembuatan pulp sulfit, masing-masing memiliki kelebihan dan kekurangannya sendiri.
C.Pemisahan selulosa:
Bahan pulp diproses untuk memisahkan serat selulosa. Hal ini biasanya melibatkan proses pencucian dan pemutihan untuk mendapatkan bahan selulosa murni.
2. Modifikasi kimia:
Setelah selulosa diperoleh, selulosa tersebut dimodifikasi secara kimia untuk memasukkan gugus anionik, mengubahnya menjadi selulosa polianionik. Metode yang umum digunakan untuk tujuan ini adalah eterifikasi.
A. Eterifikasi:
Eterifikasi melibatkan reaksi selulosa dengan zat eterifikasi untuk menghasilkan ikatan eter. Dalam kasus selulosa polianionik, gugus karboksimetil biasanya dimasukkan. Hal ini dicapai melalui reaksi dengan natrium monokloroasetat dengan adanya katalis basa.
B. Reaksi karboksimetilasi:
Reaksi karboksimetilasi melibatkan penggantian atom hidrogen pada gugus hidroksil selulosa dengan gugus karboksimetil. Reaksi ini sangat penting untuk pengenalan muatan anionik pada tulang punggung selulosa.
C. menetralisir:
Setelah karboksimetilasi, produk dinetralkan untuk mengubah gugus karboksimetil menjadi ion karboksilat. Langkah ini penting untuk membuat selulosa polianionik larut dalam air.
3. Pemurnian:
Selulosa yang dimodifikasi kemudian dimurnikan untuk menghilangkan produk sampingan, bahan kimia yang tidak bereaksi, dan segala kotoran yang mungkin mempengaruhi kinerjanya dalam aplikasi tertentu.
A.mencuci:
Produk dibersihkan secara menyeluruh untuk menghilangkan kelebihan reaktan, garam, dan kotoran lainnya. Air sering digunakan untuk tujuan ini.
B. Pengeringan:
Selulosa polianionik yang dimurnikan kemudian dikeringkan untuk mendapatkan produk akhir dalam bentuk bubuk atau butiran.
4. Kontrol kualitas:
Langkah-langkah pengendalian kualitas diterapkan selama proses produksi untuk memastikan bahwa selulosa polianionik yang dihasilkan memenuhi spesifikasi yang disyaratkan. Ini melibatkan pengujian berat molekul, derajat substitusi dan parameter relevan lainnya.
5. Aplikasi:
Selulosa polianionik memiliki aplikasi di berbagai industri, terutama pada sistem fluida pengeboran di sektor minyak dan gas. Ini bertindak sebagai tackifier, agen pengontrol kehilangan cairan dan penghambat serpih, meningkatkan kinerja keseluruhan cairan pengeboran. Aplikasi lain termasuk industri makanan dan farmasi dimana kelarutan dalam air dan sifat reologinya menawarkan keuntungan.
Selulosa polianionik adalah turunan selulosa serbaguna dan berharga yang produksinya memerlukan serangkaian langkah yang jelas. Ekstraksi selulosa dari bahan tanaman, modifikasi kimia melalui eterifikasi, pemurnian dan pengendalian kualitas merupakan bagian integral dari proses manufaktur. Selulosa polianionik yang dihasilkan merupakan bahan utama dalam berbagai aplikasi industri, membantu meningkatkan kinerja dan fungsionalitas berbagai formulasi. Seiring dengan berkembangnya industri, permintaan akan turunan selulosa khusus seperti selulosa polianionik diperkirakan akan meningkat, sehingga mendorong penelitian dan pengembangan berkelanjutan dalam teknologi dan aplikasi modifikasi selulosa.
Waktu posting: 26 Des-2023