हायड्रॉक्सीथिल सेल्युलोज कसे तयार केले जाते?

Hydroxyethyl Cellulose (HEC) हा एक सामान्य पाण्यात विरघळणारा पॉलिमर आहे जो दैनंदिन रसायने, बांधकाम, कोटिंग्ज, औषध, अन्न आणि इतर उद्योगांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरला जातो. हे नैसर्गिक सेल्युलोजमध्ये रासायनिक बदल करून बनवलेले नॉन-आयनिक सेल्युलोज इथर आहे. हायड्रॉक्सीथिल सेल्युलोजच्या उत्पादन प्रक्रियेत जटिल रासायनिक अभिक्रियांचा समावेश होतो, ज्यामध्ये सेल्युलोज काढणे, अल्कलायझेशन उपचार, इथरिफिकेशन प्रतिक्रिया इत्यादींचा समावेश होतो. पुढील त्याच्या उत्पादन प्रक्रियेचा तपशीलवार परिचय आहे.

1. कच्च्या मालाची निवड आणि सेल्युलोज काढणे
हायड्रॉक्सीथिल सेल्युलोजचा मूळ कच्चा माल नैसर्गिक सेल्युलोज आहे, जो मुख्यतः लाकूड, कापूस किंवा इतर वनस्पती तंतूंपासून येतो. वनस्पतींच्या पेशींच्या भिंतींमध्ये सेल्युलोजचे प्रमाण जास्त असते आणि या नैसर्गिक पदार्थांमधून यांत्रिक किंवा रासायनिक पद्धतीने शुद्ध सेल्युलोज काढता येतो. काढण्याच्या प्रक्रियेमध्ये क्रशिंग, अशुद्धता काढून टाकणे (जसे की लिग्निन, हेमिसेल्युलोज), ब्लीचिंग आणि इतर चरणांचा समावेश होतो.

सेल्युलोज काढणे: उच्च-शुद्धता सेल्युलोज मिळविण्यासाठी नॉन-सेल्युलोज पदार्थ काढून टाकण्यासाठी नैसर्गिक सेल्युलोजवर सामान्यतः यांत्रिक किंवा रासायनिक प्रक्रिया केली जाते. कापूस फायबर, लाकूड लगदा, इत्यादी सर्व कच्च्या मालाचे सामान्य स्रोत असू शकतात. उपचार प्रक्रियेदरम्यान, अल्कली (जसे की सोडियम हायड्रॉक्साईड) गैर-सेल्युलोज घटक विरघळण्यास मदत करण्यासाठी वापरली जाते आणि उर्वरित मुख्यतः सेल्युलोज असते.
2. अल्कलीकरण उपचार
शुद्ध सेल्युलोज प्रथम क्षारीय असणे आवश्यक आहे. सेल्युलोज आण्विक साखळीवरील हायड्रॉक्सिल गटांना अधिक सक्रिय करण्यासाठी ही पायरी आहे जेणेकरुन ते इथरिफायिंग एजंटसह अधिक सहजपणे प्रतिक्रिया देऊ शकतील. अल्कलायझेशन उपचाराचे मुख्य टप्पे खालीलप्रमाणे आहेत:

अल्कलीसह सेल्युलोजची प्रतिक्रिया: सेल्युलोज मजबूत अल्कली (सामान्यत: सोडियम हायड्रॉक्साइड) मध्ये मिसळून अल्कली सेल्युलोज (अल्कली सेल्युलोज) तयार करते. ही प्रक्रिया सहसा जलीय माध्यमात केली जाते. अल्कली सेल्युलोज हे सेल्युलोज आणि सोडियम हायड्रॉक्साईडचे अभिक्रिया उत्पादन आहे. या पदार्थाची ढिले रचना आणि उच्च प्रतिक्रियाशीलता आहे, जी त्यानंतरच्या इथरिफिकेशन प्रतिक्रियेसाठी अनुकूल आहे.
सेल्युलोज रेणूंमधील हायड्रॉक्सिल गट पूर्णपणे सक्रिय झाले आहेत याची खात्री करण्यासाठी क्षारीकरण प्रक्रिया प्रामुख्याने योग्य तापमान आणि आर्द्रतेवर होते, सामान्यत: 20℃~30℃ च्या श्रेणीमध्ये.

3. इथरिफिकेशन प्रतिक्रिया
हायड्रॉक्सीथिल सेल्युलोजच्या निर्मितीमध्ये इथरिफिकेशन ही एक महत्त्वाची पायरी आहे. हायड्रॉक्सीथिल सेल्युलोजची निर्मिती अल्कली सेल्युलोजला इथिलीन ऑक्साईडसह हायड्रॉक्सीथिल गटांची ओळख करून देऊन केली जाते. विशिष्ट पायऱ्या खालीलप्रमाणे आहेत:

इथिलीन ऑक्साईडसह प्रतिक्रिया: अल्कली सेल्युलोज विशिष्ट तापमान आणि दबाव परिस्थितीत विशिष्ट प्रमाणात इथिलीन ऑक्साईडसह प्रतिक्रिया देते. इथिलीन ऑक्साईडमधील रिंगची रचना इथर बॉण्ड तयार करण्यासाठी उघडते, सेल्युलोज रेणूंमधील हायड्रॉक्सिल गटांशी प्रतिक्रिया देते आणि हायड्रॉक्सीथिल गट (–CH2CH2OH) सादर करते. ही प्रक्रिया प्रतिक्रिया परिस्थिती (जसे की तापमान, दाब आणि वेळ) नियंत्रित करून इथरिफिकेशनची डिग्री समायोजित करू शकते.
इथरिफिकेशनची कार्यक्षमता सुनिश्चित करण्यासाठी प्रतिक्रिया सामान्यतः अल्कधर्मी वातावरणात केली जाते. प्रतिक्रिया तापमान सामान्यतः 50 ℃ ~ 100 ℃ असते आणि प्रतिक्रिया वेळ अनेक तास असतो. इथिलीन ऑक्साईडचे प्रमाण समायोजित करून, अंतिम उत्पादनाच्या प्रतिस्थापनाची डिग्री नियंत्रित केली जाऊ शकते, म्हणजेच सेल्युलोज रेणूंमधील हायड्रॉक्सिल गट हायड्रॉक्सीथिल गटांद्वारे बदलले जातात.

4. तटस्थीकरण आणि धुणे
इथरिफिकेशन प्रतिक्रिया पूर्ण झाल्यानंतर, प्रतिक्रिया प्रणालीतील अल्कधर्मी पदार्थांचे तटस्थीकरण करणे आवश्यक आहे. सामान्यतः वापरले जाणारे न्यूट्रलायझर्स हे ऍसिडिक पदार्थ असतात, जसे की ऍसिटिक ऍसिड किंवा हायड्रोक्लोरिक ऍसिड. तटस्थीकरण प्रक्रिया अतिरिक्त अल्कली क्षारांमध्ये तटस्थ करेल, ज्यामुळे उत्पादनाच्या कार्यक्षमतेवर परिणाम होणार नाही.

तटस्थीकरण प्रतिक्रिया: उत्पादनास अणुभट्टीतून बाहेर काढा आणि सिस्टममधील pH मूल्य तटस्थ होईपर्यंत तटस्थ करण्यासाठी योग्य प्रमाणात ऍसिड घाला. ही प्रक्रिया केवळ अवशिष्ट अल्कली काढून टाकते असे नाही तर हायड्रॉक्सीथिल सेल्युलोजच्या कार्यक्षमतेवर प्रतिक्रिया उप-उत्पादनांचा प्रभाव देखील कमी करते.

वॉशिंग आणि डिहायड्रेशन: उरलेली अशुद्धता आणि उप-उत्पादने धुण्यासाठी तटस्थ उत्पादनास अनेक वेळा धुवावे लागते, सामान्यत: पाणी किंवा इथेनॉल आणि इतर सॉल्व्हेंट्सने. धुतलेले उत्पादन सेंट्रीफ्यूगेशन, फिल्टर दाबणे आणि ओलावा कमी करण्यासाठी इतर पद्धतींनी निर्जलीकरण केले जाते.

5. वाळवणे आणि क्रशिंग
वॉशिंग आणि डिहायड्रेशननंतर, हायड्रॉक्सीथिल सेल्युलोजमध्ये अजूनही विशिष्ट प्रमाणात आर्द्रता असते आणि ते आणखी वाळवणे आवश्यक आहे. स्टोरेज आणि वापरादरम्यान उत्पादनाची स्थिरता चांगली आहे याची खात्री करण्यासाठी कोरडे करण्याची प्रक्रिया एअर ड्रायिंग किंवा व्हॅक्यूम ड्रायिंगद्वारे केली जाऊ शकते.

वाळवणे: अवशिष्ट ओलावा काढून टाकण्यासाठी विशिष्ट तापमानात (सामान्यत: 60°C पेक्षा कमी) उत्पादन सुकवा. कोरडे तापमान खूप जास्त नसावे, अन्यथा ते उत्पादन खराब होऊ शकते आणि त्याच्या कार्यक्षमतेवर परिणाम करू शकते.

क्रशिंग आणि स्क्रीनिंग: वाळलेले हायड्रॉक्सीथिल सेल्युलोज सामान्यत: ब्लॉक्स् किंवा गुठळ्यांमध्ये असते आणि बारीक पावडर मिळविण्यासाठी ते ठेचले पाहिजे. कण आकाराचे वितरण प्राप्त करण्यासाठी क्रश केलेल्या उत्पादनाची देखील तपासणी करणे आवश्यक आहे जे व्यावहारिक अनुप्रयोगांमध्ये त्याची विद्रव्यता आणि विखुरता सुनिश्चित करण्यासाठी आवश्यकता पूर्ण करते.

6. अंतिम उत्पादनांची चाचणी आणि पॅकेजिंग
उत्पादनानंतर, हायड्रॉक्सीथिल सेल्युलोजची गुणवत्तेसाठी चाचणी करणे आवश्यक आहे याची खात्री करण्यासाठी त्याचे कार्यप्रदर्शन निर्देशक मानक आवश्यकता पूर्ण करतात. चाचणी आयटममध्ये सहसा हे समाविष्ट असते:

स्निग्धता मापन: पाण्यात विरघळल्यानंतर हायड्रॉक्सीथिल सेल्युलोजची स्निग्धता हा एक महत्त्वाचा गुणवत्तेचा सूचक आहे, जो कोटिंग्ज, बांधकाम, दैनंदिन रसायने आणि इतर क्षेत्रात त्याचा वापर प्रभावित करतो.
ओलावा सामग्री: उत्पादनाची साठवण स्थिरता सुनिश्चित करण्यासाठी त्यातील आर्द्रता तपासा.
प्रतिस्थापन पदवी (DS) आणि मोलर प्रतिस्थापन (MS): इथरिफिकेशन प्रतिक्रियेचा प्रभाव सुनिश्चित करण्यासाठी रासायनिक विश्लेषणाद्वारे उत्पादनातील प्रतिस्थापन आणि मोलर प्रतिस्थापनाची डिग्री निश्चित करा.
चाचणी उत्तीर्ण झाल्यानंतर, हायड्रॉक्सीथिल सेल्युलोज पावडर किंवा दाणेदार उत्पादनांमध्ये पॅक केले जाईल, सामान्यत: ओलसर किंवा दूषित होण्यापासून रोखण्यासाठी ओलावा-प्रूफ प्लास्टिक पिशव्या किंवा कागदाच्या पिशव्यामध्ये.

हायड्रॉक्सीथिल सेल्युलोजच्या उत्पादन प्रक्रियेमध्ये प्रामुख्याने सेल्युलोज काढणे, क्षारीकरण उपचार, इथरिफिकेशन प्रतिक्रिया, तटस्थीकरण आणि धुणे, कोरडे करणे आणि क्रशिंग या चरणांचा समावेश होतो. संपूर्ण प्रक्रिया रासायनिक अभिक्रियेतील अल्कलायझेशन आणि इथरिफिकेशनवर अवलंबून असते आणि सेल्युलोजला हायड्रॉक्सीथिल गटांचा परिचय करून चांगल्या पाण्यात विद्राव्यता आणि घट्ट होण्याचे गुणधर्म दिले जातात. हायड्रोक्सीथिल सेल्युलोजचा वापर अनेक उद्योगांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर केला जातो, जसे की कोटिंग्जसाठी जाडसर, बांधकाम साहित्यासाठी पाणी टिकवून ठेवणारे एजंट, दैनंदिन रासायनिक उत्पादनांमध्ये स्टॅबिलायझर इ. उच्च दर्जाची आणि स्थिर कामगिरी सुनिश्चित करण्यासाठी उत्पादन प्रक्रियेतील प्रत्येक दुव्यावर काटेकोरपणे नियंत्रण करणे आवश्यक आहे. उत्पादनाचे.