បច្ចេកវិទ្យា Hydroxypropyl Methyl Cellulose Ether

Hydroxypropyl methyl cellulose ether គឺជាប្រភេទមួយនៃ cellulose ether nonpolar រលាយក្នុងទឹកត្រជាក់ដែលទទួលបានពី cellulose ធម្មជាតិតាមរយៈការ alkalization និងការកែប្រែ etherification ។

ពាក្យគន្លឹះ៖hydroxypropyl methylcellulose អេធើរ; ប្រតិកម្មអាល់កាឡាំង; ប្រតិកម្ម etherification

1. បច្ចេកវិទ្យា

សែលុយឡូសធម្មជាតិគឺមិនរលាយក្នុងទឹក និងសារធាតុរំលាយសរីរាង្គ មានស្ថេរភាពដល់ពន្លឺ កំដៅ អាស៊ីត អំបិល និងប្រព័ន្ធផ្សព្វផ្សាយគីមីផ្សេងទៀត ហើយអាចត្រូវបានផ្តល់សំណើមនៅក្នុងដំណោះស្រាយអាល់កាឡាំងដើម្បីផ្លាស់ប្តូរផ្ទៃនៃសែលុយឡូស។

Hydroxypropyl methyl cellulose ether គឺជាប្រភេទនៃ cellulose ether ដែលមិនរលាយក្នុងទឹកត្រជាក់ ដែលទទួលបានពី cellulose ធម្មជាតិ តាមរយៈ alkalization និងការកែប្រែ etherification ។

2. រូបមន្តប្រតិកម្មគីមីសំខាន់

2.1 ប្រតិកម្មអាល់កាឡាំង

មានលទ្ធភាពពីរសម្រាប់ប្រតិកម្មនៃសែលុយឡូស និងសូដ្យូមអ៊ីដ្រូសែន ពោលគឺយោងទៅតាមលក្ខខណ្ឌផ្សេងៗដើម្បីបង្កើតសមាសធាតុម៉ូលេគុល R – OH – NaOH; ឬដើម្បីបង្កើតសមាសធាតុអាល់កុលដែក R - ONa ។

អ្នកប្រាជ្ញភាគច្រើនជឿថាសែលុយឡូសមានប្រតិកម្មជាមួយអាល់កាឡាំងប្រមូលផ្តុំដើម្បីបង្កើតជាសារធាតុថេរ ហើយគិតថាក្រុមគ្លុយកូសនីមួយៗ ឬពីរត្រូវបានផ្សំជាមួយម៉ូលេគុល NaOH មួយ (ក្រុមគ្លុយកូសមួយត្រូវបានផ្សំជាមួយម៉ូលេគុល NaOH បីនៅពេលដែលប្រតិកម្មពេញលេញ)។

C6H10O5 + NaOH→C6H10O5 NaOH ឬ C6H10O5 + NaOH→C6H10O4 ONa + H2O

C6H10O5 + NaOH→(C6H10O5 ) 2 NaOH ឬ C6H10O5 + NaOH→C6H10O5 C6H10O4 ONa + H2O

ថ្មីៗនេះ អ្នកប្រាជ្ញមួយចំនួនជឿថា អន្តរកម្មរវាងសែលុយឡូស និងអាល់កាឡាំងប្រមូលផ្តុំនឹងមានឥទ្ធិពលពីរក្នុងពេលតែមួយ។

ដោយមិនគិតពីរចនាសម្ព័ន្ធសកម្មភាពគីមីនៃសែលុយឡូសអាចត្រូវបានផ្លាស់ប្តូរបន្ទាប់ពីសកម្មភាពនៃសែលុយឡូសនិងអាល់កាឡាំងហើយវាអាចប្រតិកម្មជាមួយប្រព័ន្ធផ្សព្វផ្សាយគីមីផ្សេងៗដើម្បីទទួលបានប្រភេទសត្វដែលមានអត្ថន័យ។

2.2 ប្រតិកម្ម Etherification

បន្ទាប់ពីអាល់កាឡាំង កោសិកាអាល់កាឡាំងសកម្មមានប្រតិកម្មជាមួយនឹងភ្នាក់ងារ etherification ដើម្បីបង្កើតជា cellulose ether ។ ភ្នាក់ងារ etherifying ដែលត្រូវបានប្រើគឺ methyl chloride និង propylene oxide ។

សូដ្យូមអ៊ីដ្រូស៊ីតដើរតួជាកាតាលីករ។

n និង m តំណាងឱ្យកម្រិតនៃការជំនួស hydroxypropyl និង methyl នៅលើឯកតាសែលុយឡូសរៀងគ្នា។ ផលបូកអតិបរមានៃ m + n គឺ 3 ។

បន្ថែមពីលើប្រតិកម្មចម្បងដែលបានរៀបរាប់ខាងលើក៏មានប្រតិកម្មចំហៀងផងដែរ:

CH2CH2OCH3 + H2O→HOCH2CH2OHCH3

CH3Cl + NaOH→CH3OH + NaCl

3. ការពិពណ៌នាដំណើរការនៃ hydroxypropyl methylcellulose ether

ដំណើរការនៃ hydroxypropyl methyl cellulose ether ("cellulose ether" សម្រាប់រយៈពេលខ្លី) មានប្រហែល 6 ដំណើរការគឺ: ការកំទេចវត្ថុធាតុដើម (alkalinization) etherification ការដកយកសារធាតុរំលាយ ការច្រោះ និងការស្ងួត ការកំទេច និងការលាយ និងការវេចខ្ចប់ផលិតផលសម្រេច។

3.1 ការរៀបចំវត្ថុធាតុដើម

សែលុយឡូសខ្លីធម្មជាតិដែលបានទិញនៅលើទីផ្សារត្រូវបានកំទេចទៅជាម្សៅដោយម៉ាស៊ីនកិនសាច់ដើម្បីជួយសម្រួលដល់ដំណើរការជាបន្តបន្ទាប់។ អាល់កាឡាំងរឹង (ឬអាល់កាឡាំងរាវ) ត្រូវបានរលាយនិងរៀបចំហើយកំដៅប្រហែល 90°C ដើម្បីធ្វើដំណោះស្រាយសូដា 50% សម្រាប់ប្រើប្រាស់។ រៀបចំប្រតិកម្ម methyl chloride, propylene oxide etherification agent, isopropanol និង toluene reaction solvent ក្នុងពេលតែមួយ។

លើសពីនេះទៀតដំណើរការប្រតិកម្មតម្រូវឱ្យមានសម្ភារៈជំនួយដូចជាទឹកក្តៅនិងទឹកសុទ្ធ; ចំហាយទឹក ទឹកត្រជាក់ដែលមានសីតុណ្ហភាពទាប និងទឹកត្រជាក់ដែលចរាចរត្រូវបានទាមទារដើម្បីជួយថាមពល។

ធុងសំរាមខ្លី មេទីលក្លរីត និងសារធាតុ propylene អុកស៊ីដ etherification គឺជាវត្ថុធាតុសំខាន់សម្រាប់ផលិតសែលុយឡូសដែលបន្សល់ទុក ហើយស្រទាប់ខ្លីៗត្រូវបានប្រើប្រាស់ក្នុងបរិមាណដ៏ច្រើន។ Methyl chloride និង propylene oxide ចូលរួមក្នុងប្រតិកម្មជាភ្នាក់ងារ etherification ដើម្បីកែប្រែ cellulose ធម្មជាតិ បរិមាណនៃការប្រើប្រាស់មិនច្រើនទេ។

សារធាតុរំលាយ (ឬសារធាតុរំលាយ) ភាគច្រើនរួមមាន toluene និង isopropanol ដែលជាមូលដ្ឋានមិនត្រូវបានគេប្រើប្រាស់ ប៉ុន្តែដោយសារការខាតបង់ដែលបានបញ្ចូល និងការប្រែប្រួល មានការខាតបង់តិចតួចក្នុងផលិតកម្ម ហើយបរិមាណប្រើប្រាស់គឺតូចណាស់។

ដំណើរការរៀបចំវត្ថុធាតុដើមមានផ្ទៃធុងវត្ថុធាតុដើម និងឃ្លាំងផ្ទុកវត្ថុធាតុដើមដែលភ្ជាប់មកជាមួយ។ ភ្នាក់ងារ Etherifying និងសារធាតុរំលាយដូចជា toluene, isopropanol, និងអាស៊ីត acetic (ប្រើដើម្បីលៃតម្រូវតម្លៃ pH នៃ reactants) ត្រូវបានរក្សាទុកនៅក្នុងតំបន់ធុងវត្ថុធាតុដើម។ ការផ្គត់ផ្គង់ស្រទាប់ខ្លីគឺគ្រប់គ្រាន់ អាចត្រូវបានផ្តល់ដោយទីផ្សារនៅពេលណាក៏បាន។

ធ្នឹមខ្លីដែលកំទេចត្រូវបានបញ្ជូនទៅសិក្ខាសាលាដោយមានរទេះសម្រាប់ប្រើប្រាស់។

3.2 (អាល់កាឡាំង) etherification

(អាល់កាឡាំង) etherification គឺជាដំណើរការដ៏សំខាន់មួយនៅក្នុងដំណើរការនៃការ etherification នៃ cellulose ។ នៅក្នុងវិធីសាស្រ្តនៃការផលិតមុននេះប្រតិកម្មពីរជំហានត្រូវបានអនុវត្តដោយឡែកពីគ្នា។ ឥឡូវនេះដំណើរការត្រូវបានធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងហើយប្រតិកម្មពីរជំហានត្រូវបានបញ្ចូលគ្នាក្នុងដំណាក់កាលមួយហើយអនុវត្តក្នុងពេលដំណាលគ្នា។

ដំបូង បូមធូលីធុង etherification ដើម្បីដកខ្យល់ចេញ ហើយបន្ទាប់មកជំនួសវាដោយអាសូត ដើម្បីធ្វើឱ្យធុងគ្មានខ្យល់។ បន្ថែមសូលុយស្យុងសូដ្យូមអ៊ីដ្រូសែនដែលបានរៀបចំ បន្ថែមបរិមាណជាក់លាក់នៃសារធាតុ isopropanol និងសារធាតុរំលាយ toluene ចាប់ផ្តើមកូរ បន្ទាប់មកបន្ថែមសំឡីខ្លី បើកទឹកឱ្យត្រជាក់ចុះ ហើយបន្ទាប់ពីសីតុណ្ហភាពធ្លាក់ចុះដល់កម្រិតជាក់លាក់មួយ សូមបើកភ្លើងទាប។ សីតុណ្ហភាពទឹកដើម្បីបន្ថយសីតុណ្ហភាពសម្ភារៈប្រព័ន្ធធ្លាក់ចុះដល់ប្រហែល 20℃និងរក្សាប្រតិកម្មសម្រាប់រយៈពេលជាក់លាក់មួយដើម្បីបញ្ចប់ការ alkalization ។

បន្ទាប់ពីអាល់កាឡាំង បន្ថែមសារធាតុ etherifying methyl chloride និង propylene oxide ដែលវាស់ដោយធុងវាស់កម្រិតខ្ពស់ បន្តចាប់ផ្តើមកូរ ប្រើចំហាយទឹក ដើម្បីបង្កើនសីតុណ្ហភាពប្រព័ន្ធដល់ជិត 70℃~ 80℃ហើយបន្ទាប់មកប្រើទឹកក្តៅដើម្បីបន្តកំដៅ និងរក្សាសីតុណ្ហភាពប្រតិកម្មត្រូវបានគ្រប់គ្រង ហើយបន្ទាប់មកសីតុណ្ហភាពប្រតិកម្ម និងពេលវេលាប្រតិកម្មត្រូវបានគ្រប់គ្រង ហើយប្រតិបត្តិការអាចត្រូវបានបញ្ចប់ដោយការកូរ និងលាយសម្រាប់រយៈពេលជាក់លាក់ណាមួយ។

ប្រតិកម្មត្រូវបានអនុវត្តនៅប្រហែល 90°C និង 0.3 MPa ។

3.3 ការរលាយសាបសូន្យ

សមា្ភារៈដំណើរការដែលមានប្រតិកម្មដែលបានរៀបរាប់ខាងលើត្រូវបានបញ្ជូនទៅឧបករណ៍រំលាយ ហើយវត្ថុធាតុដើមត្រូវបានច្រូត និងកំដៅដោយចំហាយទឹក ហើយសារធាតុរំលាយ toluene និង isopropanol ត្រូវបានហួត និងយកមកវិញសម្រាប់ការកែច្នៃឡើងវិញ។

សារធាតុរំលាយដែលហួតបានត្រូវត្រជាក់ដំបូង ហើយខាប់ដោយផ្នែកជាមួយនឹងទឹកចរាចរ ហើយបន្ទាប់មកខាប់ដោយទឹកដែលមានសីតុណ្ហភាពទាប ហើយល្បាយ condensate ចូលទៅក្នុងស្រទាប់រាវ និងឧបករណ៍បំបែកដើម្បីបំបែកទឹក និងសារធាតុរំលាយ។ សារធាតុរំលាយចម្រុះនៃ toluene និង isopropanol នៅក្នុងស្រទាប់ខាងលើត្រូវបានកែតម្រូវតាមសមាមាត្រ។ ប្រើវាដោយផ្ទាល់ ហើយត្រឡប់ទឹក និងដំណោះស្រាយ isopropanol នៅក្នុងស្រទាប់ខាងក្រោមទៅឧបករណ៍រំលាយសម្រាប់ប្រើប្រាស់។

បន្ថែមអាស៊ីតអាសេទិកទៅសារធាតុប្រតិកម្មបន្ទាប់ពីការរំលាយដើម្បីបន្សាបសូដ្យូមអ៊ីដ្រូសែនលើស បន្ទាប់មកប្រើទឹកក្តៅដើម្បីលាងសម្អាតសម្ភារៈប្រើប្រាស់ពេញលេញនៃលក្ខណៈ coagulation នៃ cellulose ether ទៅក្នុងទឹកក្តៅដើម្បីលាង cellulose ether និងចម្រាញ់ reactant ។ សមា្ភារៈចម្រាញ់ត្រូវបានបញ្ជូនទៅដំណើរការបន្ទាប់សម្រាប់ការបំបែកនិងស្ងួត។

3.4 ត្រងនិងស្ងួត

សម្ភារៈចម្រាញ់ត្រូវបានបញ្ជូនទៅឧបករណ៍បំបែកវីសផ្តេកដោយស្នប់វីសសម្ពាធខ្ពស់ដើម្បីបំបែកទឹកដោយសេរី ហើយវត្ថុរឹងដែលនៅសល់ចូលក្នុងម៉ាស៊ីនសម្ងួតខ្យល់តាមរន្ធវីស ហើយស្ងួតដោយទំនាក់ទំនងជាមួយខ្យល់ក្តៅ ហើយបន្ទាប់មកឆ្លងកាត់ព្យុះស៊ីក្លូន។ ឧបករណ៍បំបែកនិងខ្យល់ ការបំបែកវត្ថុរឹងចូលទៅក្នុងការកំទេចជាបន្តបន្ទាប់។

ទឹកដែលបំបែកដោយឧបករណ៍បំបែកតំរៀបស្លឹកផ្តេកចូលទៅក្នុងធុងប្រព្រឹត្តិកម្មទឹកបន្ទាប់ពីការជ្រាបទឹកនៅក្នុងធុង sedimentation ដើម្បីបំបែកសែលុយឡូសដែលបានបញ្ចូល។

3.5 កំទេចនិងលាយ

បន្ទាប់ពីស្ងួត សែលុយឡូស etherified នឹងមានទំហំភាគល្អិតមិនស្មើគ្នា ដែលត្រូវការកំទេច និងលាយបញ្ចូលគ្នា ដើម្បីឱ្យការបែងចែកទំហំភាគល្អិត និងរូបរាងទាំងមូលនៃសម្ភារៈបំពេញតាមតម្រូវការស្តង់ដារផលិតផល។

3. 6 ការវេចខ្ចប់ផលិតផលដែលបានបញ្ចប់

សម្ភារៈដែលទទួលបានបន្ទាប់ពីប្រតិបត្តិការកំទេច និងលាយគឺជាកោសិកាដែលបានបញ្ចប់ etherified ដែលអាចវេចខ្ចប់ និងដាក់ចូលទៅក្នុងកន្លែងផ្ទុក។

4. សង្ខេប

ទឹក​សំណល់​ដែល​បាន​បំបែក​មាន​បរិមាណ​អំបិល​មួយ​ចំនួន ជា​ចម្បង​សូដ្យូម​ក្លរ។ ទឹកសំណល់ត្រូវបានហួតដើម្បីបំបែកអំបិល ហើយចំហាយទឹកបន្ទាប់បន្សំដែលហួតបានអាចត្រូវបាន condensed ដើម្បីយកទឹក condensed មកវិញ ឬបញ្ចេញដោយផ្ទាល់។ សមាសធាតុសំខាន់នៃអំបិលដែលបំបែកគឺសូដ្យូមក្លរួ ដែលផ្ទុកនូវបរិមាណជាក់លាក់នៃសូដ្យូមអាសេតាតផងដែរ ដោយសារតែការធ្វើឱ្យអព្យាក្រឹតជាមួយនឹងអាស៊ីតអាសេទិក។ អំបិលនេះមានតម្លៃប្រើប្រាស់ក្នុងឧស្សាហកម្មតែបន្ទាប់ពីការកែច្នៃឡើងវិញ ការបំបែក និងការបន្សុត។