Polianijoninė celiuliozė (PAC) yra vandenyje tirpus celiuliozės darinys, kuris plačiai naudojamas įvairiose pramonės šakose, ypač naftos ir dujų pramonės gręžimo skysčių srityje. Jis žinomas dėl puikių reologinių savybių, didelio stabilumo ir suderinamumo su kitais priedais. Polianijoninės celiuliozės gamyba apima kelis etapus, įskaitant celiuliozės ekstrahavimą, cheminį modifikavimą ir gryninimą.
1. Celiuliozės ekstrahavimas:
Pradinė polianijoninės celiuliozės medžiaga yra celiuliozė, natūralus polimeras, randamas augalų ląstelių sienelėse. Celiuliozė gali būti gaunama iš įvairių augalinių medžiagų, tokių kaip medienos plaušiena, medvilnės atraižos ar kiti pluoštiniai augalai. Ištraukimo procesas apima šiuos veiksmus:
A. Žaliavos paruošimas:
Pasirinktos augalinės medžiagos yra iš anksto apdorojamos, kad būtų pašalintos priemaišos, tokios kaip ligninas, hemiceliuliozė ir pektinas. Paprastai tai pasiekiama derinant mechaninį ir cheminį apdorojimą.
b. Plaušinimas:
Tada iš anksto apdorota medžiaga išplaunama, o tai suskaido celiuliozės pluoštus. Įprasti celiuliozės metodai apima kraftceliuliozę ir sulfito celiuliozę, kurių kiekvienas turi savo privalumų ir trūkumų.
C. Celiuliozės atskyrimas:
Plaušienos medžiaga apdorojama atskiriant celiuliozės pluoštus. Paprastai tai apima plovimo ir balinimo procesą, kad būtų gauta gryna celiuliozinė medžiaga.
2. Cheminis modifikavimas:
Kai gaunama celiuliozė, ji chemiškai modifikuojama įvedant anijonines grupes, paverčiant ją polianijonine celiulioze. Dažniausiai šiam tikslui naudojamas metodas yra eterinimas.
A. Eterifikacija:
Eterifikacija apima celiuliozės reakciją su eterinimo agentu, kad būtų sudarytos eterinės jungtys. Polianijoninės celiuliozės atveju dažniausiai įvedamos karboksimetilo grupės. Tai pasiekiama reaguojant su natrio monochloracetatu, esant baziniam katalizatoriui.
b. Karboksimetilinimo reakcija:
Karboksimetilinimo reakcija apima vandenilio atomų pakeitimą celiuliozės hidroksilo grupėse karboksimetilo grupėmis. Ši reakcija yra labai svarbi įvedant anijoninius krūvius ant celiuliozės pagrindo.
C. neutralizuoti:
Po karboksimetilinimo produktas neutralizuojamas, kad karboksimetilo grupė būtų paversta karboksilato jonais. Šis žingsnis yra labai svarbus norint, kad polianijoninė celiuliozė būtų tirpi vandenyje.
3. Valymas:
Tada modifikuota celiuliozė išvaloma, kad būtų pašalinti šalutiniai produktai, nesureagavusios cheminės medžiagos ir bet kokios priemaišos, kurios gali turėti įtakos jos veikimui konkrečiame panaudojime.
A. plovimas:
Produktai kruopščiai išvalomi, kad pašalintų reagentų, druskų ir kitų nešvarumų perteklių. Tam dažnai naudojamas vanduo.
b. Džiovinimas:
Išgryninta polianijoninė celiuliozė džiovinama, kad būtų gautas galutinis produktas miltelių arba granulių pavidalu.
4. Kokybės kontrolė:
Kokybės kontrolės priemonės įgyvendinamos viso gamybos proceso metu, siekiant užtikrinti, kad gauta polianijoninė celiuliozė atitiktų reikiamas specifikacijas. Tai apima molekulinės masės, pakeitimo laipsnio ir kitų svarbių parametrų testavimą.
5. Taikymas:
Polianijoninė celiuliozė naudojama įvairiose pramonės šakose, visų pirma naftos ir dujų sektoriaus gręžimo skysčių sistemose. Jis veikia kaip lipnumą mažinanti priemonė, skysčių praradimą stabdanti medžiaga ir skalūnų inhibitorius, pagerinanti bendrą gręžimo skysčio našumą. Kiti pritaikymai apima maisto ir farmacijos pramonę, kur jo tirpumas vandenyje ir reologinės savybės suteikia pranašumų.
Polianijoninė celiuliozė yra universalus ir vertingas celiuliozės darinys, kurio gamybai reikia tiksliai apibrėžtų etapų. Celiuliozės išgavimas iš augalinės medžiagos, cheminis modifikavimas eterinant, gryninimas ir kokybės kontrolė yra neatsiejama gamybos proceso dalis. Gauta polianijoninė celiuliozė yra pagrindinė sudedamoji dalis įvairiose pramonės srityse, padedanti pagerinti skirtingų formulių veikimą ir funkcionalumą. Pramonei toliau vystantis, tikimasi, kad specializuotų celiuliozės darinių, tokių kaip polianijoninė celiuliozė, paklausa augs, o tai paskatins tęstinius celiuliozės modifikavimo technologijų ir taikomųjų programų tyrimus ir plėtrą.
Paskelbimo laikas: 2023-12-26