จะเตรียมเซลลูโลสอีเทอร์บริสุทธิ์ได้อย่างไร?

การผลิตเซลลูโลสอีเทอร์บริสุทธิ์เกี่ยวข้องกับหลายขั้นตอน เริ่มตั้งแต่การสกัดเซลลูโลสจากวัสดุจากพืชไปจนถึงกระบวนการดัดแปลงทางเคมี

การจัดหาเซลลูโลส: เซลลูโลสซึ่งเป็นโพลีแซ็กคาไรด์ที่พบในผนังเซลล์ของพืช ทำหน้าที่เป็นวัตถุดิบสำหรับเซลลูโลสอีเทอร์ แหล่งที่มาทั่วไป ได้แก่ เยื่อไม้ ฝ้าย และพืชเส้นใยอื่นๆ เช่น ปอกระเจาหรือปอ

การทำเยื่อกระดาษ: การทำเยื่อกระดาษเป็นกระบวนการแยกเส้นใยเซลลูโลสออกจากวัสดุพืช โดยทั่วไปจะทำได้ด้วยวิธีทางกลหรือทางเคมี การทำเยื่อเชิงกลเกี่ยวข้องกับการบดหรือการกลั่นวัสดุเพื่อแยกเส้นใย ในขณะที่การผลิตเยื่อกระดาษด้วยสารเคมี เช่น กระบวนการคราฟท์ จะใช้สารเคมี เช่น โซเดียมไฮดรอกไซด์และโซเดียมซัลไฟด์ในการละลายลิกนินและเฮมิเซลลูโลส โดยทิ้งเซลลูโลสไว้เบื้องหลัง

การฟอกสี (ทางเลือก): หากต้องการความบริสุทธิ์สูง เยื่อเซลลูโลสอาจผ่านกระบวนการฟอกขาวเพื่อกำจัดลิกนิน เฮมิเซลลูโลส และสิ่งสกปรกอื่นๆ ที่เหลืออยู่ คลอรีนไดออกไซด์ ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ หรือออกซิเจนเป็นสารฟอกขาวทั่วไปที่ใช้ในขั้นตอนนี้

การเปิดใช้งาน: โดยทั่วไปเซลลูโลสอีเทอร์จะถูกเตรียมโดยการทำปฏิกิริยาเซลลูโลสกับไฮดรอกไซด์ของโลหะอัลคาไลเพื่อสร้างเซลลูโลสอัลคาไลระดับกลาง ขั้นตอนนี้เกี่ยวข้องกับการทำให้เส้นใยเซลลูโลสบวมในสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์หรือโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ที่อุณหภูมิสูงขึ้น ขั้นตอนการเปิดใช้งานนี้ทำให้เซลลูโลสมีปฏิกิริยาต่อเอเทอร์ริฟิเคชั่นมากขึ้น

etherification: Etherification เป็นขั้นตอนสำคัญในการผลิตเซลลูโลสอีเทอร์ มันเกี่ยวข้องกับการแนะนำกลุ่มอีเทอร์ (เช่นกลุ่มเมทิล เอทิล ไฮดรอกซีเอทิล หรือไฮดรอกซีโพรพิล) ลงบนแกนหลักของเซลลูโลส โดยทั่วไปปฏิกิริยานี้จะดำเนินการโดยการบำบัดเซลลูโลสอัลคาไลด้วยสารอีเทอร์ริฟายเออร์ เช่น อัลคิลเฮไลด์ (เช่น เมทิลคลอไรด์สำหรับเมทิลเซลลูโลส) อัลคิลีนออกไซด์ (เช่น เอทิลีนออกไซด์สำหรับไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลส) หรืออัลคิลฮาโลไฮดริน (เช่น โพรพิลีนออกไซด์สำหรับไฮดรอกซีโพรพิลเซลลูโลส ) ภายใต้สภาวะที่มีการควบคุมอุณหภูมิ ความดัน และ pH

การทำให้เป็นกลางและการล้าง: หลังจากอีเทอร์ริฟิเคชัน ส่วนผสมของปฏิกิริยาจะถูกทำให้เป็นกลางเพื่อกำจัดด่างส่วนเกิน โดยปกติจะทำได้โดยการเติมกรด เช่น กรดไฮโดรคลอริกหรือกรดซัลฟิวริก เพื่อทำให้ด่างเป็นกลางและทำให้เซลลูโลสอีเทอร์ตกตะกอน จากนั้นผลิตภัณฑ์ที่ได้จะถูกล้างด้วยน้ำเพื่อกำจัดสารเคมีและผลพลอยได้ที่เหลืออยู่

การอบแห้ง: โดยทั่วไปผลิตภัณฑ์เซลลูโลสอีเทอร์ที่ล้างแล้วจะถูกทำให้แห้งเพื่อขจัดความชื้นส่วนเกินและได้รูปแบบผงหรือเม็ดสุดท้าย ซึ่งสามารถทำได้โดยใช้เทคนิคต่างๆ เช่น การอบแห้งด้วยอากาศ การทำแห้งแบบสุญญากาศ หรือการทำแห้งแบบพ่นฝอย

การควบคุมคุณภาพ: มาตรการควบคุมคุณภาพถือเป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้มั่นใจในความบริสุทธิ์ ความสม่ำเสมอ และคุณสมบัติที่ต้องการของเซลลูโลสอีเทอร์ ซึ่งเกี่ยวข้องกับการทดสอบผลิตภัณฑ์เพื่อหาพารามิเตอร์ต่างๆ เช่น ระดับการทดแทน ความหนืด การกระจายขนาดอนุภาค ปริมาณความชื้น และความบริสุทธิ์ โดยใช้เทคนิคการวิเคราะห์ เช่น การไทเทรต ความหนืด และสเปกโทรสโกปี

บรรจุภัณฑ์และการเก็บรักษา: เมื่อเซลลูโลสอีเทอร์แห้งและผ่านการทดสอบคุณภาพแล้ว จะถูกบรรจุในภาชนะที่เหมาะสมและเก็บไว้ภายใต้สภาวะที่ได้รับการควบคุมเพื่อป้องกันการดูดซึมและการย่อยสลายความชื้น การติดฉลากและการบันทึกรายละเอียดแบทช์อย่างเหมาะสมยังมีความสำคัญต่อการตรวจสอบย้อนกลับและการปฏิบัติตามกฎระเบียบอีกด้วย

เมื่อทำตามขั้นตอนเหล่านี้ จะเป็นไปได้ที่จะผลิตเซลลูโลสอีเทอร์บริสุทธิ์ที่มีคุณสมบัติที่ต้องการสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมต่างๆ รวมถึงยา อาหาร เครื่องสำอาง สิ่งทอ และวัสดุก่อสร้าง