Polyanionic cellulose (PAC) ialah derivatif selulosa larut air yang mempunyai pelbagai aplikasi dalam pelbagai industri, terutamanya dalam bidang cecair penggerudian dalam industri minyak dan gas. Ia terkenal dengan sifat reologi yang sangat baik, kestabilan yang tinggi dan keserasian dengan bahan tambahan lain. Penghasilan selulosa polianionik melibatkan beberapa langkah, termasuk pengekstrakan selulosa, pengubahsuaian kimia, dan penulenan.
1. Pengekstrakan selulosa:
Bahan permulaan untuk selulosa polianionik ialah selulosa, polimer semula jadi yang terdapat dalam dinding sel tumbuhan. Selulosa boleh diperoleh daripada bahan tumbuhan yang berbeza, seperti pulpa kayu, serpihan kapas, atau tumbuhan gentian lain. Proses pengekstrakan termasuk langkah-langkah berikut:
A. Penyediaan bahan mentah:
Bahan tumbuhan terpilih dirawat terlebih dahulu untuk menghilangkan kekotoran seperti lignin, hemiselulosa dan pektin. Ini biasanya dicapai melalui gabungan rawatan mekanikal dan kimia.
b. Pulping:
Bahan yang telah dirawat kemudiannya dipulangkan, satu proses yang memecahkan gentian selulosa. Kaedah pulping biasa termasuk pulping kraft dan pulping sulfit, masing-masing mempunyai kelebihan dan keburukan tersendiri.
C. Pengasingan selulosa:
Bahan pulpa diproses untuk memisahkan gentian selulosa. Ini biasanya melibatkan proses pencucian dan pelunturan untuk mendapatkan bahan selulosa tulen.
2. Pengubahsuaian kimia:
Sebaik sahaja selulosa diperoleh, ia diubah suai secara kimia untuk memperkenalkan kumpulan anionik, menukarkannya kepada selulosa polianionik. Kaedah yang biasa digunakan untuk tujuan ini ialah eterifikasi.
A. Eterifikasi:
Eterifikasi melibatkan tindak balas selulosa dengan agen pengeteran untuk memperkenalkan hubungan eter. Dalam kes selulosa polianionik, kumpulan karboksimetil biasanya diperkenalkan. Ini dicapai melalui tindak balas dengan natrium monokloroasetat dengan kehadiran mangkin asas.
b. Tindak balas karboksimetilasi:
Tindak balas karboksimetilasi melibatkan penggantian atom hidrogen pada kumpulan hidroksil selulosa dengan kumpulan karboksimetil. Tindak balas ini penting untuk pengenalan cas anionik pada tulang belakang selulosa.
C. meneutralkan:
Selepas karboksimetilasi, produk dinetralkan untuk menukar kumpulan karboksimetil kepada ion karboksilat. Langkah ini penting untuk menjadikan selulosa polianionik larut dalam air.
3. Pemurnian:
Selulosa yang diubah suai kemudiannya ditulenkan untuk membuang produk sampingan, bahan kimia yang tidak bertindak balas, dan sebarang kekotoran yang mungkin menjejaskan prestasinya dalam aplikasi tertentu.
A. mencuci:
Produk dibersihkan dengan teliti untuk membuang bahan tindak balas yang berlebihan, garam dan kekotoran lain. Air sering digunakan untuk tujuan ini.
b. Pengeringan:
Selulosa polianionik yang telah dimurnikan kemudiannya dikeringkan untuk mendapatkan produk akhir dalam bentuk serbuk atau berbutir.
4. Kawalan kualiti:
Langkah kawalan kualiti dilaksanakan sepanjang proses pembuatan untuk memastikan selulosa polianionik yang terhasil memenuhi spesifikasi yang diperlukan. Ini melibatkan ujian berat molekul, tahap penggantian dan parameter lain yang berkaitan.
5. Permohonan:
Selulosa polianionik mempunyai aplikasi dalam pelbagai industri, terutamanya dalam sistem bendalir penggerudian dalam sektor minyak dan gas. Ia bertindak sebagai tackifier, agen kawalan kehilangan bendalir dan perencat syal, meningkatkan prestasi keseluruhan bendalir penggerudian. Aplikasi lain termasuk industri makanan dan farmaseutikal di mana keterlarutan air dan sifat reologinya menawarkan kelebihan.
Selulosa polianionik ialah derivatif selulosa yang serba boleh dan berharga yang pengeluarannya memerlukan satu siri langkah yang jelas. Pengekstrakan selulosa daripada bahan tumbuhan, pengubahsuaian kimia melalui pengeteran, penulenan dan kawalan kualiti adalah bahagian penting dalam proses pembuatan. Selulosa polianionik yang terhasil ialah bahan utama dalam pelbagai aplikasi perindustrian, membantu meningkatkan prestasi dan kefungsian formulasi yang berbeza. Memandangkan industri terus berkembang, permintaan untuk derivatif selulosa khusus seperti selulosa polianionik dijangka berkembang, memacu penyelidikan dan pembangunan berterusan dalam teknologi dan aplikasi pengubahsuaian selulosa.
Masa siaran: Dis-26-2023