హైడ్రాక్సీథైల్ సెల్యులోజ్ ఈథర్ యొక్క సంశ్లేషణ మరియు రియోలాజికల్ లక్షణాలు

స్వీయ-నిర్మిత క్షార ఉత్ప్రేరకం సమక్షంలో, పారిశ్రామిక హైడ్రాక్సీథైల్ సెల్యులోజ్ పొడి పద్ధతి ద్వారా అధిక-ప్రత్యామ్నాయ క్వాటర్నరీ అమ్మోనియంను తయారు చేయడానికి N-(2,3-ఎపాక్సిప్రోపైల్) ట్రైమెథైలామోనియం క్లోరైడ్ (GTA) కేటనైజేషన్ రియాజెంట్‌తో చర్య జరిపింది.HEC) GTA నుండి హైడ్రాక్సీథైల్ సెల్యులోజ్ (HEC), NaOH నుండి HEC నిష్పత్తి, ప్రతిచర్య ఉష్ణోగ్రత మరియు ప్రతిచర్య సామర్థ్యంపై ప్రతిచర్య సమయం యొక్క ప్రభావాలు ఏకరీతి ప్రయోగాత్మక ప్రణాళికతో పరిశోధించబడ్డాయి మరియు మోంటే ద్వారా ఆప్టిమైజ్ చేయబడిన ప్రక్రియ పరిస్థితులు పొందబడ్డాయి. కార్లో అనుకరణ. మరియు ప్రయోగాత్మక ధృవీకరణ ద్వారా కాటినిక్ ఈథరిఫికేషన్ రియాజెంట్ యొక్క ప్రతిచర్య సామర్థ్యం 95%కి చేరుకుంటుంది. అదే సమయంలో, దాని భూగర్భ లక్షణాలు చర్చించబడ్డాయి. యొక్క పరిష్కారాన్ని ఫలితాలు చూపించాయిHEC నాన్-న్యూటోనియన్ ద్రవం యొక్క లక్షణాలను చూపించింది మరియు పరిష్కారం ద్రవ్యరాశి ఏకాగ్రత పెరుగుదలతో దాని స్పష్టమైన స్నిగ్ధత పెరిగింది; ఉప్పు ద్రావణం యొక్క నిర్దిష్ట సాంద్రతలో, స్పష్టమైన స్నిగ్ధతHEC జోడించిన ఉప్పు సాంద్రత పెరుగుదలతో తగ్గింది. అదే కోత రేటు కింద, స్పష్టమైన స్నిగ్ధతHEC CaCl2 పరిష్కార వ్యవస్థలో దాని కంటే ఎక్కువగా ఉంటుందిHEC NaCl పరిష్కార వ్యవస్థలో.

ముఖ్య పదాలు:హైడ్రాక్సీథైల్సెల్యులోజ్ ఈథర్; పొడి ప్రక్రియ; భూగర్భ లక్షణాలు

సెల్యులోజ్ రిచ్ సోర్సెస్, బయోడిగ్రేడబిలిటీ, బయో కాంపాబిలిటీ మరియు సులువు డెరివేటైజేషన్ లక్షణాలను కలిగి ఉంది మరియు అనేక రంగాలలో పరిశోధన హాట్‌స్పాట్. సెల్యులోజ్ డెరివేటివ్స్ యొక్క అతి ముఖ్యమైన ప్రతినిధులలో కాటినిక్ సెల్యులోజ్ ఒకటి. సువాసన పరిశ్రమ సంఘం యొక్క CTFA ద్వారా నమోదు చేయబడిన వ్యక్తిగత రక్షణ ఉత్పత్తుల కోసం కాటినిక్ పాలిమర్‌లలో, దాని వినియోగం మొదటిది. ఇది హెయిర్ కండీషనర్ కండిషనింగ్ సంకలనాలు, సాఫ్ట్‌నర్లు, డ్రిల్లింగ్ షేల్ హైడ్రేషన్ ఇన్హిబిటర్లు మరియు బ్లడ్ యాంటీ కోగ్యులేషన్ ఏజెంట్లు మరియు ఇతర రంగాలలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది.

ప్రస్తుతం, క్వాటర్నరీ అమ్మోనియం కాటినిక్ హైడ్రాక్సీథైల్ సెల్యులోజ్ ఈథర్ తయారీ పద్ధతి ఒక ద్రావణి పద్ధతి, దీనికి పెద్ద మొత్తంలో ఖరీదైన కర్బన ద్రావకాలు అవసరమవుతాయి, ఇది ఖరీదైనది, సురక్షితం కాదు మరియు పర్యావరణాన్ని కలుషితం చేస్తుంది. ద్రావణి పద్ధతితో పోలిస్తే, పొడి పద్ధతి సాధారణ ప్రక్రియ, అధిక ప్రతిచర్య సామర్థ్యం మరియు తక్కువ పర్యావరణ కాలుష్యం యొక్క అత్యుత్తమ ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంది. ఈ కాగితంలో, కాటినిక్ సెల్యులోజ్ ఈథర్ పొడి పద్ధతి ద్వారా సంశ్లేషణ చేయబడింది మరియు దాని భూగర్భ ప్రవర్తన అధ్యయనం చేయబడింది.

1. ప్రయోగాత్మక భాగం

1.1 పదార్థాలు మరియు కారకాలు

హైడ్రాక్సీథైల్ సెల్యులోజ్ (HEC పారిశ్రామిక ఉత్పత్తి, దాని పరమాణు ప్రత్యామ్నాయ డిగ్రీ DS 1.8~2.0); ఎపోక్సీ క్లోరైడ్ ప్రొపేన్ మరియు ట్రైమిథైలమైన్ నుండి తయారు చేయబడిన కేటనైజేషన్ రియాజెంట్ N-(2,3-ఎపాక్సిప్రోపైల్)ట్రిమెథైలామోనియం క్లోరైడ్ (GTA), కొన్ని పరిస్థితులలో స్వీయ-నిర్మితం; స్వీయ-నిర్మిత క్షార ఉత్ప్రేరకం; ఇథనాల్ మరియు గ్లేసియల్ ఎసిటిక్ యాసిడ్ విశ్లేషణాత్మకంగా స్వచ్ఛమైనవి; NaCl, KCl, CaCl2 మరియు AlCl3 రసాయనికంగా స్వచ్ఛమైన కారకాలు.

1.2 క్వాటర్నరీ అమ్మోనియం కాటినిక్ సెల్యులోజ్ తయారీ

స్టిరర్‌తో కూడిన స్థూపాకార ఉక్కు సిలిండర్‌లో 5గ్రా హైడ్రాక్సీథైల్ సెల్యులోజ్ మరియు తగిన మొత్తంలో ఇంట్లో తయారుచేసిన ఆల్కలీ ఉత్ప్రేరకం వేసి, గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద 20 నిమిషాలు కదిలించండి; ఆ తర్వాత కొంత మొత్తంలో GTAని జోడించి, గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద 30 నిమిషాల పాటు గందరగోళాన్ని కొనసాగించండి మరియు ఒక నిర్దిష్ట ఉష్ణోగ్రత మరియు సమయంలో ప్రతిస్పందించండి , తప్పనిసరిగా ఆధారంగా ఒక ఘన ముడి ఉత్పత్తి పొందబడింది. ముడి ఉత్పత్తిని తగిన మొత్తంలో ఎసిటిక్ యాసిడ్ కలిగిన ఇథనాల్ ద్రావణంలో నానబెట్టి, ఫిల్టర్ చేసి, కడిగి, వాక్యూమ్-డ్రైడ్ చేసి, పౌడర్డ్ క్వాటర్నరీ అమ్మోనియం కాటినిక్ సెల్యులోజ్‌ను పొందవచ్చు.

1.3 క్వాటర్నరీ అమ్మోనియం కాటినిక్ హైడ్రాక్సీథైల్ సెల్యులోజ్ యొక్క నైట్రోజన్ ద్రవ్యరాశి భిన్నం యొక్క నిర్ధారణ

నమూనాలలో నత్రజని యొక్క ద్రవ్యరాశి భిన్నం Kjeldahl పద్ధతి ద్వారా నిర్ణయించబడింది.

2. పొడి సంశ్లేషణ ప్రక్రియ యొక్క ప్రయోగాత్మక రూపకల్పన మరియు ఆప్టిమైజేషన్

ప్రయోగాన్ని రూపొందించడానికి ఏకరీతి డిజైన్ పద్ధతిని ఉపయోగించారు మరియు GTA యొక్క నిష్పత్తి హైడ్రాక్సీథైల్ సెల్యులోజ్ (HEC), NaOH మరియు HEC నిష్పత్తి, ప్రతిచర్య ఉష్ణోగ్రత మరియు ప్రతిచర్య సామర్థ్యంపై ప్రతిచర్య సమయం పరిశోధించబడ్డాయి.

3. భూగర్భ లక్షణాలపై పరిశోధన

3.1 ఏకాగ్రత మరియు భ్రమణ వేగం యొక్క ప్రభావం

యొక్క స్పష్టమైన స్నిగ్ధతపై కోత రేటు ప్రభావాన్ని తీసుకోవడంHEC వివిధ సాంద్రతలలో Ds=0.11 ఉదాహరణగా, కోత రేటు క్రమంగా 0.05 నుండి 0.5 s-1కి పెరగడంతో, స్పష్టమైన స్నిగ్ధతHEC పరిష్కారం తగ్గుతుంది, ముఖ్యంగా 0.05 ~0.5s-1 వద్ద స్పష్టమైన స్నిగ్ధత 160MPa నుండి బాగా పడిపోయింది·s నుండి 40MPa·s, కోత సన్నబడటం, అని సూచిస్తుందిHEC సజల ద్రావణం నాన్-న్యూటోనియన్ రియోలాజికల్ లక్షణాలను ప్రదర్శించింది. అన్వయించిన కోత ఒత్తిడి ప్రభావం చెదరగొట్టబడిన దశ యొక్క కణాల మధ్య పరస్పర శక్తిని తగ్గించడం. కొన్ని పరిస్థితులలో, ఎక్కువ శక్తి, ఎక్కువ స్పష్టమైన స్నిగ్ధత.

ఇది 3% మరియు 4% యొక్క స్పష్టమైన స్నిగ్ధత నుండి కూడా చూడవచ్చుHEC వివిధ కోత రేట్ల వద్ద ద్రవ్యరాశి ఏకాగ్రత వరుసగా 3% మరియు 4% ఉండే సజల ద్రావణాలు. పరిష్కారం యొక్క స్పష్టమైన స్నిగ్ధత దాని స్నిగ్ధత-పెరుగుతున్న సామర్థ్యం ఏకాగ్రతతో పెరుగుతుందని సూచిస్తుంది. కారణం ఏమిటంటే, పరిష్కార వ్యవస్థలో ఏకాగ్రత పెరిగేకొద్దీ, ప్రధాన గొలుసులోని అణువుల మధ్య పరస్పర వికర్షణHEC మరియు పరమాణు గొలుసుల మధ్య పెరుగుతుంది, మరియు స్పష్టమైన స్నిగ్ధత పెరుగుతుంది.

3.2 జోడించిన ఉప్పు యొక్క వివిధ సాంద్రతల ప్రభావం

యొక్క ఏకాగ్రతHEC 3% వద్ద పరిష్కరించబడింది మరియు ద్రావణం యొక్క స్నిగ్ధత లక్షణాలపై ఉప్పు NaCl జోడించడం వల్ల కలిగే ప్రభావం వివిధ కోత రేట్ల వద్ద పరిశోధించబడింది.

అదనపు ఉప్పు సాంద్రత పెరుగుదలతో స్పష్టమైన స్నిగ్ధత తగ్గుతుందని ఫలితాల నుండి చూడవచ్చు, ఇది స్పష్టమైన పాలిఎలెక్ట్రోలైట్ దృగ్విషయాన్ని చూపుతుంది. ఎందుకంటే ఉప్పు ద్రావణంలోని Na+ భాగం యొక్క అయాన్‌కు కట్టుబడి ఉంటుందిHEC పక్క గొలుసు. ఉప్పు ద్రావణం యొక్క ఏకాగ్రత ఎంత ఎక్కువగా ఉంటే, కౌంటర్ ద్వారా పాలియాన్ యొక్క న్యూట్రలైజేషన్ లేదా షీల్డింగ్ యొక్క డిగ్రీ ఎక్కువగా ఉంటుంది మరియు ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ వికర్షణ తగ్గుతుంది, ఫలితంగా పాలియాన్ యొక్క ఛార్జ్ సాంద్రత తగ్గుతుంది. , పాలిమర్ గొలుసు తగ్గిపోతుంది మరియు వంకరగా ఉంటుంది మరియు స్పష్టమైన ఏకాగ్రత తగ్గుతుంది.

3.3 వివిధ జోడించిన లవణాల ప్రభావం

ఇది రెండు వేర్వేరు జోడించిన లవణాలు, Nacl మరియు CaCl2 యొక్క స్పష్టమైన స్నిగ్ధతపై ప్రభావం నుండి చూడవచ్చు.HEC జోడించిన ఉప్పు చేరికతో స్పష్టమైన స్నిగ్ధత తగ్గుతుంది మరియు అదే కోత రేటుతో, దాని యొక్క స్పష్టమైన స్నిగ్ధతHEC CaCl2 సొల్యూషన్ సిస్టమ్‌లోని పరిష్కారం స్పష్టమైన స్నిగ్ధత దాని కంటే గణనీయంగా ఎక్కువగా ఉంటుందిHEC NaCl పరిష్కార వ్యవస్థలో పరిష్కారం. కారణం ఏమిటంటే, కాల్షియం ఉప్పు ఒక డైవాలెంట్ అయాన్, మరియు పాలిఎలెక్ట్రోలైట్ సైడ్ చైన్ యొక్క Cl-పై బంధించడం సులభం. క్వాటర్నరీ అమ్మోనియం సమూహం కలయికHEC Cl-తో తగ్గుతుంది, మరియు షీల్డింగ్ తక్కువగా ఉంటుంది మరియు పాలిమర్ గొలుసు యొక్క ఛార్జ్ సాంద్రత ఎక్కువగా ఉంటుంది, ఫలితంగా పాలిమర్ గొలుసుపై ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ వికర్షణ పెద్దదిగా ఉంటుంది మరియు పాలిమర్ చైన్ విస్తరించబడుతుంది, కాబట్టి స్పష్టమైన స్నిగ్ధత ఎక్కువగా ఉంటుంది.

4. ముగింపు

అధిక ప్రత్యామ్నాయం కలిగిన కాటినిక్ సెల్యులోజ్ యొక్క పొడి తయారీ అనేది సాధారణ ఆపరేషన్, అధిక ప్రతిచర్య సామర్థ్యం మరియు తక్కువ కాలుష్యంతో కూడిన ఒక ఆదర్శవంతమైన తయారీ పద్ధతి, మరియు అధిక శక్తి వినియోగం, పర్యావరణ కాలుష్యం మరియు ద్రావకాల వాడకం వల్ల కలిగే విషాన్ని నివారించవచ్చు.

కాటినిక్ సెల్యులోజ్ ఈథర్ యొక్క పరిష్కారం నాన్-న్యూటోనియన్ ద్రవం యొక్క లక్షణాలను అందిస్తుంది మరియు కోత సన్నబడటం యొక్క లక్షణాలను కలిగి ఉంటుంది; పరిష్కారం ద్రవ్యరాశి ఏకాగ్రత పెరిగేకొద్దీ, దాని స్పష్టమైన స్నిగ్ధత పెరుగుతుంది; ఉప్పు ద్రావణం యొక్క నిర్దిష్ట సాంద్రతలో,HEC పెరుగుదల మరియు తగ్గుదలతో స్పష్టమైన స్నిగ్ధత పెరుగుతుంది. అదే కోత రేటు కింద, స్పష్టమైన స్నిగ్ధతHEC CaCl2 పరిష్కార వ్యవస్థలో దాని కంటే ఎక్కువగా ఉంటుందిHEC NaCl పరిష్కార వ్యవస్థలో.