Pólýanónísk sellulósa (PAC) er vatnsleysanleg sellulósaafleiða sem hefur margs konar notkun í ýmsum atvinnugreinum, sérstaklega á sviði borvökva í olíu- og gasiðnaði. Það er þekkt fyrir framúrskarandi rheological eiginleika, mikla stöðugleika og samhæfni við önnur aukefni. Framleiðsla á pólýanónískum sellulósa felur í sér nokkur skref, þar á meðal sellulósaútdrátt, efnafræðilega breytingu og hreinsun.
1. Sellulósaútdráttur:
Upphafsefnið fyrir pólýanónískan sellulósa er sellulósa, náttúruleg fjölliða sem finnst í plöntufrumuveggjum. Sellulósa getur verið unnin úr mismunandi plöntuefnum, svo sem viðarkvoða, bómullarlinters eða öðrum trefjaríkum plöntum. Útdráttarferlið inniheldur eftirfarandi skref:
A. Undirbúningur hráefnis:
Valin plöntuefni eru formeðhöndluð til að fjarlægja óhreinindi eins og lignín, hemicellulose og pektín. Þetta er venjulega náð með blöndu af vélrænni og efnafræðilegri meðferð.
b. Pulping:
Formeðhöndlaða efnið er síðan maukað, ferli sem brýtur niður sellulósatrefjar. Algengar kvoðaaðferðir eru kraftkvoða og súlfítkvoða, hver með sína kosti og galla.
C. Aðskilnaður sellulósa:
Kvoðaefnið er unnið til að aðskilja sellulósatrefjar. Þetta felur venjulega í sér þvotta- og bleikingarferli til að fá hreint sellulósaefni.
2. Efnafræðileg breyting:
Þegar sellulósa hefur verið náð er hann efnafræðilega breyttur til að setja inn anjóníska hópa og breyta því í fjölanjónískan sellulósa. Algeng aðferð í þessu skyni er eterun.
A. Etergun:
Eterun felur í sér hvarf sellulósa við eterunarefni til að koma á etertengingum. Þegar um er að ræða pólýanjónísk sellulósa eru karboxýmetýlhópar venjulega kynntir. Þetta er náð með hvarf við natríummónóklórasetati í viðurvist basísks hvata.
b. Karboxýmetýlerunarviðbrögð:
Karboxýmetýlerunarviðbrögðin fela í sér að vetnisatómum á hýdroxýlhópum sellulósa er skipt út fyrir karboxýmetýlhópa. Þetta hvarf er mikilvægt fyrir kynningu á anjónískum hleðslum á sellulósa burðarásina.
C. hlutleysa:
Eftir karboxýmetýleringu er afurðin hlutlaus til að breyta karboxýmetýlhópnum í karboxýlatjónir. Þetta skref er mikilvægt til að gera pólýanónískan sellulósa vatnsleysanlegan.
3. Hreinsun:
Hinn breytti sellulósa er síðan hreinsaður til að fjarlægja aukaafurðir, óhvarfað efni og öll óhreinindi sem gætu haft áhrif á frammistöðu hans í tiltekinni notkun.
A. þvottur:
Vörur eru vandlega hreinsaðar til að fjarlægja umfram hvarfefni, sölt og önnur óhreinindi. Vatn er oft notað í þessu skyni.
b. Þurrkun:
Hreinsaður pólýanónísk sellulósa er síðan þurrkaður til að fá lokaafurðina í duft- eða kornformi.
4. Gæðaeftirlit:
Gæðaeftirlitsráðstafanir eru framkvæmdar í öllu framleiðsluferlinu til að tryggja að pólýanónísk sellulósa sem myndast uppfylli nauðsynlegar forskriftir. Þetta felur í sér að prófa mólþunga, skiptingarstig og aðrar viðeigandi breytur.
5. Umsókn:
Pólýanónísk sellulósa hefur notkun í ýmsum atvinnugreinum, fyrst og fremst í borvökvakerfi í olíu- og gasgeiranum. Það virkar sem klístur, vökvatapsstýriefni og leirsteinshemill, sem bætir heildarafköst borvökvans. Önnur forrit eru ma matvæla- og lyfjaiðnaðurinn þar sem vatnsleysni þess og gigtarfræðilegir eiginleikar bjóða upp á kosti.
Pólýanónísk sellulósa er fjölhæf og verðmæt sellulósaafleiða þar sem framleiðsla krefst vel skilgreindrar röð þrepa. Útdráttur sellulósa úr plöntuefni, efnabreyting með eteringu, hreinsun og gæðaeftirlit eru óaðskiljanlegur hluti af framleiðsluferlinu. Pólýanónísk sellulósa sem myndast er lykilefni í margs konar iðnaðarnotkun, sem hjálpar til við að bæta frammistöðu og virkni mismunandi lyfjaforma. Þegar iðnaðurinn heldur áfram að þróast er búist við að eftirspurn eftir sérhæfðum sellulósaafleiðum eins og pólýanónískum sellulósa muni vaxa, sem knýr áframhaldandi rannsóknir og þróun í tækni til að breyta sellulósa og forritum.
Birtingartími: 26. desember 2023