ஹைட்ராக்சிதைல் செல்லுலோஸ் எவ்வாறு தயாரிக்கப்படுகிறது?

Hydroxyethyl Cellulose (HEC) என்பது தினசரி இரசாயனங்கள், கட்டுமானம், பூச்சுகள், மருந்து, உணவு மற்றும் பிற தொழில்களில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் ஒரு பொதுவான நீரில் கரையக்கூடிய பாலிமர் ஆகும். இது இயற்கையான செல்லுலோஸை வேதியியல் முறையில் மாற்றியமைப்பதன் மூலம் உருவாக்கப்பட்ட அயனி அல்லாத செல்லுலோஸ் ஈதர் ஆகும். ஹைட்ராக்சிதைல் செல்லுலோஸின் உற்பத்தி செயல்முறையானது செல்லுலோஸ் பிரித்தெடுத்தல், காரமயமாக்கல் சிகிச்சை, ஈத்தரிஃபிகேஷன் எதிர்வினை போன்ற சிக்கலான இரசாயன எதிர்வினைகளை உள்ளடக்கியது. பின்வருபவை அதன் உற்பத்தி செயல்முறையின் விரிவான அறிமுகமாகும்.

1. மூலப்பொருட்களின் தேர்வு மற்றும் செல்லுலோஸ் பிரித்தெடுத்தல்
ஹைட்ராக்ஸிதைல் செல்லுலோஸின் அடிப்படை மூலப்பொருள் இயற்கை செல்லுலோஸ் ஆகும், இது முக்கியமாக மரம், பருத்தி அல்லது பிற தாவர இழைகளிலிருந்து வருகிறது. தாவர செல் சுவர்களில் செல்லுலோஸ் உள்ளடக்கம் அதிகமாக உள்ளது, மேலும் தூய செல்லுலோஸை இயந்திர அல்லது இரசாயன வழிமுறைகள் மூலம் இந்த இயற்கை பொருட்களிலிருந்து பிரித்தெடுக்க முடியும். பிரித்தெடுத்தல் செயல்முறை நசுக்குதல், அசுத்தங்களை அகற்றுதல் (லிக்னின், ஹெமிசெல்லுலோஸ் போன்றவை), ப்ளீச்சிங் மற்றும் பிற படிகளை உள்ளடக்கியது.

செல்லுலோஸ் பிரித்தெடுத்தல்: உயர் தூய்மை செல்லுலோஸைப் பெறுவதற்கு செல்லுலோஸ் அல்லாத பொருட்களை அகற்றுவதற்கு இயற்கையான செல்லுலோஸ் பொதுவாக இயந்திரத்தனமாக அல்லது வேதியியல் ரீதியாக சிகிச்சையளிக்கப்படுகிறது. பருத்தி நார், மரக்கூழ் போன்றவை மூலப்பொருட்களின் பொதுவான ஆதாரங்களாக இருக்கலாம். சிகிச்சையின் போது, ​​காரமானது (சோடியம் ஹைட்ராக்சைடு போன்றவை) செல்லுலோஸ் அல்லாத கூறுகளைக் கரைக்க உதவுகிறது, மீதமுள்ளவை முக்கியமாக செல்லுலோஸ் ஆகும்.
2. அல்கலைசேஷன் சிகிச்சை
சுத்திகரிக்கப்பட்ட செல்லுலோஸ் முதலில் காரமாக்கப்பட வேண்டும். செல்லுலோஸ் மூலக்கூறு சங்கிலியில் உள்ள ஹைட்ராக்சைல் குழுக்களை மிகவும் சுறுசுறுப்பாகச் செய்வதே இந்தப் படியாகும், இதனால் அவை ஈத்தரிஃபைங் ஏஜெண்டுடன் மிகவும் எளிதாக செயல்பட முடியும். அல்கலைசேஷன் சிகிச்சையின் முக்கிய படிகள் பின்வருமாறு:

காரத்துடன் செல்லுலோஸின் எதிர்வினை: செல்லுலோஸ் ஒரு வலுவான காரத்துடன் (பொதுவாக சோடியம் ஹைட்ராக்சைடு) கலந்து ஆல்காலி செல்லுலோஸை (ஆல்கலி செல்லுலோஸ்) உருவாக்குகிறது. இந்த செயல்முறை பொதுவாக ஒரு நீர்நிலை ஊடகத்தில் மேற்கொள்ளப்படுகிறது. ஆல்காலி செல்லுலோஸ் என்பது செல்லுலோஸ் மற்றும் சோடியம் ஹைட்ராக்சைட்டின் எதிர்வினை தயாரிப்பு ஆகும். இந்த பொருள் ஒரு தளர்வான அமைப்பு மற்றும் அதிக வினைத்திறனைக் கொண்டுள்ளது, இது அடுத்தடுத்த ஈத்தரிஃபிகேஷன் எதிர்வினைக்கு உகந்ததாகும்.
காரமயமாக்கல் செயல்முறை முக்கியமாக பொருத்தமான வெப்பநிலை மற்றும் ஈரப்பதத்தில் நிகழ்கிறது, பொதுவாக 20℃~30℃ வரம்பில் செல்லுலோஸ் மூலக்கூறுகளில் உள்ள ஹைட்ராக்சைல் குழுக்கள் முழுமையாக செயல்படுத்தப்படுவதை உறுதி செய்வதற்காக பல மணிநேரங்களுக்கு.

3. Etherification எதிர்வினை
ஹைட்ராக்சிதைல் செல்லுலோஸ் உற்பத்தியில் ஈத்தரிஃபிகேஷன் ஒரு முக்கிய படியாகும். ஹைட்ராக்சிதைல் செல்லுலோஸ் ஹைட்ராக்சிதைல் குழுக்களை அறிமுகப்படுத்த எத்திலீன் ஆக்சைடுடன் கார செல்லுலோஸ் வினைபுரிவதன் மூலம் தயாரிக்கப்படுகிறது. குறிப்பிட்ட படிகள் பின்வருமாறு:

எத்திலீன் ஆக்சைடுடன் எதிர்வினை: ஆல்காலி செல்லுலோஸ் குறிப்பிட்ட வெப்பநிலை மற்றும் அழுத்த நிலைகளின் கீழ் குறிப்பிட்ட அளவு எத்திலீன் ஆக்சைடுடன் வினைபுரிகிறது. எத்திலீன் ஆக்சைடில் உள்ள வளைய அமைப்பு ஒரு ஈதர் பிணைப்பை உருவாக்க திறக்கிறது, செல்லுலோஸ் மூலக்கூறுகளில் உள்ள ஹைட்ராக்சில் குழுக்களுடன் வினைபுரிகிறது மற்றும் ஹைட்ராக்ஸைத்தில் குழுக்களை (–CH2CH2OH) அறிமுகப்படுத்துகிறது. இந்த செயல்முறை எதிர்வினை நிலைமைகளை (வெப்பநிலை, அழுத்தம் மற்றும் நேரம் போன்றவை) கட்டுப்படுத்துவதன் மூலம் ஈத்தரிஃபிகேஷன் அளவை சரிசெய்ய முடியும்.
ஈத்தரிஃபிகேஷன் செயல்திறனை உறுதி செய்வதற்காக எதிர்வினை பொதுவாக ஒரு கார சூழலில் மேற்கொள்ளப்படுகிறது. எதிர்வினை வெப்பநிலை பொதுவாக 50℃~100℃, மற்றும் எதிர்வினை நேரம் பல மணிநேரம் ஆகும். எத்திலீன் ஆக்சைட்டின் அளவை சரிசெய்வதன் மூலம், இறுதி உற்பத்தியின் மாற்றீட்டின் அளவைக் கட்டுப்படுத்தலாம், அதாவது, செல்லுலோஸ் மூலக்கூறுகளில் உள்ள ஹைட்ராக்சைல் குழுக்கள் ஹைட்ராக்ஸைதில் குழுக்களால் மாற்றப்படுகின்றன.

4. நடுநிலைப்படுத்தல் மற்றும் கழுவுதல்
ஈத்தரிஃபிகேஷன் எதிர்வினை முடிந்த பிறகு, எதிர்வினை அமைப்பில் உள்ள காரப் பொருட்கள் நடுநிலையாக்கப்பட வேண்டும். பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் நியூட்ராலைசர்கள் அசிட்டிக் அமிலம் அல்லது ஹைட்ரோகுளோரிக் அமிலம் போன்ற அமிலப் பொருட்கள் ஆகும். நடுநிலைப்படுத்தல் செயல்முறை அதிகப்படியான காரத்தை உப்புகளாக நடுநிலையாக்கும், இது உற்பத்தியின் செயல்திறனை பாதிக்காது.

நடுநிலைப்படுத்தல் எதிர்வினை: உற்பத்தியை அணுஉலையிலிருந்து வெளியே எடுத்து, அமைப்பில் உள்ள pH மதிப்பு நடுநிலையை அடையும் வரை, நடுநிலைப்படுத்துவதற்கு பொருத்தமான அளவு அமிலத்தைச் சேர்க்கவும். இந்த செயல்முறையானது எஞ்சியிருக்கும் காரத்தை அகற்றுவது மட்டுமல்லாமல், ஹைட்ராக்சிதைல் செல்லுலோஸின் செயல்திறனில் எதிர்வினை துணை தயாரிப்புகளின் தாக்கத்தையும் குறைக்கிறது.

கழுவுதல் மற்றும் நீரிழப்பு: நடுநிலைப்படுத்தப்பட்ட தயாரிப்பு பல முறை கழுவப்பட வேண்டும், வழக்கமாக தண்ணீர் அல்லது எத்தனால் மற்றும் பிற கரைப்பான்கள் எஞ்சியிருக்கும் அசுத்தங்கள் மற்றும் துணை தயாரிப்புகளை கழுவ வேண்டும். கழுவப்பட்ட தயாரிப்பு மையவிலக்கு, வடிகட்டி அழுத்துதல் மற்றும் ஈரப்பதத்தை குறைக்க மற்ற முறைகள் மூலம் நீரிழப்பு செய்யப்படுகிறது.

5. உலர்த்துதல் மற்றும் நசுக்குதல்
கழுவுதல் மற்றும் நீரிழப்புக்குப் பிறகு, ஹைட்ராக்சிதைல் செல்லுலோஸ் இன்னும் ஒரு குறிப்பிட்ட அளவு ஈரப்பதத்தைக் கொண்டுள்ளது மற்றும் மேலும் உலர்த்தப்பட வேண்டும். உலர்த்தும் செயல்முறையை காற்று உலர்த்துதல் அல்லது வெற்றிட உலர்த்துதல் மூலம் மேற்கொள்ளலாம், இது சேமிப்பு மற்றும் பயன்பாட்டின் போது தயாரிப்பு நல்ல நிலைத்தன்மையைக் கொண்டுள்ளது என்பதை உறுதிப்படுத்துகிறது.

உலர்த்துதல்: எஞ்சியிருக்கும் ஈரப்பதத்தை அகற்ற, ஒரு குறிப்பிட்ட வெப்பநிலையில் (வழக்கமாக 60 ° C க்கு கீழே) தயாரிப்பை உலர்த்தவும். உலர்த்தும் வெப்பநிலை மிக அதிகமாக இருக்கக்கூடாது, இல்லையெனில் அது தயாரிப்பு சிதைவை ஏற்படுத்தும் மற்றும் அதன் செயல்திறனை பாதிக்கலாம்.

நசுக்குதல் மற்றும் ஸ்கிரீனிங்: உலர்ந்த ஹைட்ராக்சிதைல் செல்லுலோஸ் பொதுவாக தொகுதிகள் அல்லது கட்டிகளில் இருக்கும், மேலும் நன்றாக தூள் பெற நசுக்கப்பட வேண்டும். நொறுக்கப்பட்ட தயாரிப்பு அதன் கரைதிறன் மற்றும் நடைமுறை பயன்பாடுகளில் சிதறக்கூடிய தன்மையை உறுதி செய்வதற்கான தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்யும் துகள் அளவு விநியோகத்தைப் பெறவும் திரையிடப்பட வேண்டும்.

6. இறுதி தயாரிப்புகளின் சோதனை மற்றும் பேக்கேஜிங்
உற்பத்திக்குப் பிறகு, ஹைட்ராக்சிதைல் செல்லுலோஸ் அதன் செயல்திறன் குறிகாட்டிகள் நிலையான தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்வதை உறுதிசெய்ய தரத்திற்காக சோதிக்கப்பட வேண்டும். சோதனை உருப்படிகள் பொதுவாக அடங்கும்:

பாகுத்தன்மை அளவீடு: நீரில் கரைந்த பிறகு ஹைட்ராக்சிதைல் செல்லுலோஸின் பாகுத்தன்மை ஒரு முக்கியமான தரக் குறிகாட்டியாகும், இது பூச்சுகள், கட்டுமானம், தினசரி இரசாயனங்கள் மற்றும் பிற துறைகளில் அதன் பயன்பாட்டை பாதிக்கிறது.
ஈரப்பதம்: அதன் சேமிப்பக நிலைத்தன்மையை உறுதிப்படுத்த, பொருளின் ஈரப்பதத்தை சோதிக்கவும்.
மாற்று நிலை (DS) மற்றும் மோலார் மாற்றீடு (MS): ஈத்தரிஃபிகேஷன் வினையின் விளைவை உறுதி செய்வதற்காக இரசாயன பகுப்பாய்வு மூலம் தயாரிப்பில் மாற்றீடு மற்றும் மோலார் மாற்றீட்டின் அளவை தீர்மானிக்கவும்.
சோதனையில் தேர்ச்சி பெற்ற பிறகு, ஹைட்ராக்சிதைல் செல்லுலோஸ் தூள் அல்லது சிறுமணிப் பொருட்களில் தொகுக்கப்படும், பொதுவாக ஈரப்பதம் இல்லாத பிளாஸ்டிக் பைகள் அல்லது காகிதப் பைகளில் ஈரப்பதம் அல்லது மாசுபடுவதைத் தடுக்கும்.

ஹைட்ராக்சிதைல் செல்லுலோஸின் உற்பத்தி செயல்முறை முக்கியமாக செல்லுலோஸ் பிரித்தெடுத்தல், காரமயமாக்கல் சிகிச்சை, ஈத்தரிஃபிகேஷன் எதிர்வினை, நடுநிலைப்படுத்தல் மற்றும் கழுவுதல், உலர்த்துதல் மற்றும் நசுக்குதல் ஆகியவற்றின் படிகளை உள்ளடக்கியது. முழு செயல்முறையும் இரசாயன வினையில் காரமயமாக்கல் மற்றும் ஈத்தரிஃபிகேஷன் சார்ந்தது, மேலும் செல்லுலோஸ் ஹைட்ராக்சிதைல் குழுக்களை அறிமுகப்படுத்துவதன் மூலம் நல்ல நீரில் கரையும் தன்மை மற்றும் தடித்தல் பண்புகளை வழங்குகிறது. ஹைட்ராக்சிதைல் செல்லுலோஸ் பல தொழில்களில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது, அதாவது பூச்சுகளுக்கான தடிப்பாக்கி, கட்டுமானப் பொருட்களுக்கான நீர்-தட்டுப்பாட்டு முகவர், தினசரி இரசாயனப் பொருட்களில் நிலைப்படுத்தி, முதலியன. உற்பத்தி செயல்முறையின் ஒவ்வொரு இணைப்பும் உயர் தரம் மற்றும் நிலையான செயல்திறனை உறுதிப்படுத்த கண்டிப்பாகக் கட்டுப்படுத்தப்பட வேண்டும். தயாரிப்பு.