ہائیڈروکسیتھیل سیلولوز کیسے بنایا جاتا ہے؟

Hydroxyethyl Cellulose (HEC) ایک عام پانی میں گھلنشیل پولیمر ہے جو بڑے پیمانے پر روزانہ کیمیکلز، تعمیرات، کوٹنگز، ادویات، خوراک اور دیگر صنعتوں میں استعمال ہوتا ہے۔ یہ ایک غیر آئنک سیلولوز ایتھر ہے جو قدرتی سیلولوز کو کیمیائی طور پر تبدیل کرکے بنایا گیا ہے۔ ہائیڈروکسیتھائل سیلولوز کی تیاری کے عمل میں پیچیدہ کیمیائی رد عمل شامل ہیں، جن میں سیلولوز کا اخراج، الکلائزیشن ٹریٹمنٹ، ایتھریفیکیشن ری ایکشن وغیرہ شامل ہیں۔ ذیل میں اس کی تیاری کے عمل کا تفصیلی تعارف ہے۔

1. خام مال کا انتخاب اور سیلولوز نکالنا
ہائیڈروکسیتھائل سیلولوز کا بنیادی خام مال قدرتی سیلولوز ہے، جو بنیادی طور پر لکڑی، کپاس یا پودوں کے دیگر ریشوں سے آتا ہے۔ پودوں کے خلیوں کی دیواروں میں سیلولوز کا مواد زیادہ ہوتا ہے، اور خالص سیلولوز کو میکانی یا کیمیائی طریقوں سے ان قدرتی مواد سے نکالا جا سکتا ہے۔ نکالنے کے عمل میں کچلنا، نجاست کو ہٹانا (جیسے کہ لگنن، ہیمسیلولوز)، بلیچنگ اور دیگر اقدامات شامل ہیں۔

سیلولوز نکالنا: قدرتی سیلولوز کا عام طور پر میکانکی یا کیمیائی طریقے سے علاج کیا جاتا ہے تاکہ غیر سیلولوز مادوں کو ہٹایا جا سکے تاکہ اعلیٰ طہارت سیلولوز حاصل کیا جا سکے۔ کپاس کا ریشہ، لکڑی کا گودا، وغیرہ سب خام مال کے عام ذرائع ہو سکتے ہیں۔ علاج کے عمل کے دوران، الکلی (جیسے سوڈیم ہائیڈرو آکسائیڈ) غیر سیلولوز اجزاء کو تحلیل کرنے میں مدد کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، اور بقیہ بنیادی طور پر سیلولوز ہے۔
2. الکلائزیشن کا علاج
صاف شدہ سیلولوز کو پہلے الکلائز کیا جانا چاہئے۔ یہ قدم سیلولوز مالیکیولر چین پر موجود ہائیڈروکسیل گروپس کو زیادہ فعال بنانا ہے تاکہ وہ ایتھرائفنگ ایجنٹ کے ساتھ زیادہ آسانی سے رد عمل ظاہر کر سکیں۔ الکلائزیشن کے علاج کے اہم اقدامات مندرجہ ذیل ہیں:

الکلی کے ساتھ سیلولوز کا رد عمل: سیلولوز کو ایک مضبوط الکلی (عام طور پر سوڈیم ہائیڈرو آکسائیڈ) کے ساتھ ملا کر الکلی سیلولوز (الکلی سیلولوز) تیار کیا جاتا ہے۔ یہ عمل عام طور پر ایک آبی میڈیم میں کیا جاتا ہے۔ الکلی سیلولوز سیلولوز اور سوڈیم ہائیڈرو آکسائیڈ کی رد عمل کی پیداوار ہے۔ اس مادے کی ساخت ڈھیلی اور زیادہ رد عمل ہے، جو کہ بعد میں ہونے والے ایتھریفیکیشن ری ایکشن کے لیے سازگار ہے۔
الکلائزیشن کا عمل بنیادی طور پر مناسب درجہ حرارت اور نمی پر ہوتا ہے، عام طور پر 20 ℃ ~ 30 ℃ کی حد میں کئی گھنٹوں تک اس بات کو یقینی بنانے کے لیے کہ سیلولوز کے مالیکیولز میں موجود ہائیڈروکسیل گروپس پوری طرح سے فعال ہیں۔

3. ایتھریفیکیشن ری ایکشن
ہائیڈروکسیتھائل سیلولوز کی تیاری میں ایتھریفیکیشن ایک اہم قدم ہے۔ ہائیڈروکسی ایتھائل سیلولوز الکلی سیلولوز کو ایتھیلین آکسائیڈ کے ساتھ ری ایکٹ کرکے ہائیڈروکسیتھائل گروپس کو متعارف کرانے کے لیے تیار کیا جاتا ہے۔ مخصوص اقدامات مندرجہ ذیل ہیں:

ایتھیلین آکسائیڈ کے ساتھ رد عمل: الکلی سیلولوز مخصوص درجہ حرارت اور دباؤ کے حالات میں ایتھیلین آکسائیڈ کی ایک خاص مقدار کے ساتھ رد عمل ظاہر کرتا ہے۔ ایتھیلین آکسائیڈ میں انگوٹھی کا ڈھانچہ ایتھر بانڈ بنانے کے لیے کھلتا ہے، سیلولوز مالیکیولز میں موجود ہائیڈروکسیل گروپس کے ساتھ رد عمل ظاہر کرتا ہے، اور ہائیڈروکسی ایتھائل گروپس (–CH2CH2OH) متعارف کراتا ہے۔ یہ عمل رد عمل کے حالات (جیسے درجہ حرارت، دباؤ اور وقت) کو کنٹرول کر کے ایتھریفیکیشن کی ڈگری کو ایڈجسٹ کر سکتا ہے۔
رد عمل عام طور پر الکلین ماحول میں کیا جاتا ہے تاکہ ایتھریفیکیشن کی کارکردگی کو یقینی بنایا جاسکے۔ ردعمل کا درجہ حرارت عام طور پر 50 ℃ ~ 100 ℃ ہے، اور ردعمل کا وقت کئی گھنٹے ہے. ایتھیلین آکسائیڈ کی مقدار کو ایڈجسٹ کرکے، حتمی مصنوع کے متبادل کی ڈگری کو کنٹرول کیا جا سکتا ہے، یعنی سیلولوز کے مالیکیولز میں کتنے ہائیڈروکسیل گروپس کی جگہ ہائیڈروکسیتھائل گروپس لے لیتے ہیں۔

4. غیر جانبداری اور دھلائی
ایتھریفیکیشن ری ایکشن مکمل ہونے کے بعد، ری ایکشن سسٹم میں موجود الکلائن مادوں کو بے اثر کرنے کی ضرورت ہے۔ عام طور پر استعمال ہونے والے نیوٹرلائزر تیزابی مادے ہوتے ہیں، جیسے ایسٹک ایسڈ یا ہائیڈروکلورک ایسڈ۔ نیوٹرلائزیشن کا عمل اضافی الکلی کو نمکیات میں تبدیل کر دے گا، جس سے پروڈکٹ کی کارکردگی متاثر نہیں ہوگی۔

نیوٹرلائزیشن ری ایکشن: پراڈکٹ کو ری ایکٹر سے باہر نکالیں اور غیر جانبداری کے لیے تیزاب کی مناسب مقدار اس وقت تک شامل کریں جب تک کہ سسٹم میں پی ایچ ویلیو نیوٹرل نہ ہوجائے۔ یہ عمل نہ صرف بقایا الکلی کو ہٹاتا ہے، بلکہ ہائیڈروکسیتھائل سیلولوز کی کارکردگی پر رد عمل کے ضمنی اثرات کو بھی کم کرتا ہے۔

دھلائی اور پانی کی کمی: غیر جانبدار مصنوعات کو کئی بار دھونے کی ضرورت ہوتی ہے، عام طور پر پانی یا ایتھنول اور دیگر سالوینٹس کے ساتھ بقایا نجاست اور ضمنی مصنوعات کو دھونے کے لیے۔ دھوئے ہوئے پروڈکٹ کو سینٹرفیوگریشن، فلٹر دبانے اور نمی کو کم کرنے کے دیگر طریقوں سے پانی کی کمی ہوتی ہے۔

5. خشک کرنا اور کچلنا
دھونے اور پانی کی کمی کے بعد، ہائیڈروکسیتھائل سیلولوز میں اب بھی ایک خاص مقدار میں نمی موجود ہے اور اسے مزید خشک کرنے کی ضرورت ہے۔ خشک کرنے کا عمل ہوا خشک کرنے یا ویکیوم خشک کرنے کے ذریعے کیا جا سکتا ہے تاکہ یہ یقینی بنایا جا سکے کہ پروڈکٹ کو اسٹوریج اور استعمال کے دوران اچھی استحکام حاصل ہے۔

خشک کرنا: مصنوعات کو ایک خاص درجہ حرارت (عام طور پر 60 ° C سے کم) پر خشک کریں تاکہ باقی نمی کو دور کیا جا سکے۔ خشک کرنے والا درجہ حرارت بہت زیادہ نہیں ہونا چاہئے، ورنہ یہ مصنوعات کی تنزلی کا سبب بن سکتا ہے اور اس کی کارکردگی کو متاثر کرسکتا ہے۔

کرشنگ اور اسکریننگ: خشک ہائیڈروکسیتھائل سیلولوز عام طور پر بلاکس یا گانٹھوں میں موجود ہوتا ہے، اور باریک پاؤڈر حاصل کرنے کے لیے اسے کچلنا ضروری ہے۔ پسے ہوئے پروڈکٹ کو ذرہ سائز کی تقسیم حاصل کرنے کے لیے اسکریننگ کرنے کی بھی ضرورت ہے جو عملی ایپلی کیشنز میں اس کی حل پذیری اور پھیلاؤ کو یقینی بنانے کے لیے ضروریات کو پورا کرتی ہے۔

6. حتمی مصنوعات کی جانچ اور پیکیجنگ
مینوفیکچرنگ کے بعد، ہائیڈروکسیتھائل سیلولوز کو معیار کے لیے جانچنے کی ضرورت ہے تاکہ اس بات کو یقینی بنایا جا سکے کہ اس کے کارکردگی کے اشارے معیاری ضروریات کو پورا کرتے ہیں۔ جانچ کی اشیاء میں عام طور پر شامل ہیں:

واسکاسیٹی پیمائش: پانی میں تحلیل ہونے کے بعد ہائیڈروکسیتھائل سیلولوز کی چپکنے والی ایک اہم کوالٹی انڈیکیٹر ہے، جو کوٹنگز، تعمیرات، روزانہ کیمیکلز اور دیگر شعبوں میں اس کے استعمال کو متاثر کرتی ہے۔
نمی کا مواد: پروڈکٹ کی نمی کی جانچ کریں تاکہ اس کے اسٹوریج کے استحکام کو یقینی بنایا جاسکے۔
متبادل کی ڈگری (DS) اور داڑھ کے متبادل (MS): کیمیائی تجزیہ کے ذریعے مصنوعات میں متبادل اور داڑھ کے متبادل کی ڈگری کا تعین کریں تاکہ ایتھریفیکیشن ری ایکشن کے اثر کو یقینی بنایا جا سکے۔
ٹیسٹ پاس کرنے کے بعد، ہائیڈروکسیتھائل سیلولوز کو پاؤڈر یا دانے دار مصنوعات میں پیک کیا جائے گا، عام طور پر نمی پروف پلاسٹک کے تھیلوں یا کاغذ کے تھیلوں میں تاکہ اسے گیلے یا آلودہ ہونے سے بچایا جا سکے۔

ہائیڈروکسیتھیل سیلولوز کی تیاری کے عمل میں بنیادی طور پر سیلولوز نکالنے، الکلائزیشن ٹریٹمنٹ، ایتھریفیکیشن ری ایکشن، نیوٹرلائزیشن اور واشنگ، خشک کرنے اور کچلنے کے مراحل شامل ہیں۔ سارا عمل کیمیائی رد عمل میں الکلائزیشن اور ایتھریفیکیشن پر منحصر ہے، اور سیلولوز کو ہائیڈروکسیتھائل گروپوں کو متعارف کروا کر پانی میں حل پذیری اور گاڑھا ہونے کی خصوصیات دی جاتی ہیں۔ ہائیڈروکسیتھائل سیلولوز بہت سی صنعتوں میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتا ہے، جیسے کوٹنگز کے لیے گاڑھا کرنے والا، تعمیراتی مواد کے لیے پانی کو برقرار رکھنے والا ایجنٹ، روزمرہ کی کیمیائی مصنوعات میں اسٹیبلائزر وغیرہ۔ پیداواری عمل میں ہر لنک کو سختی سے کنٹرول کرنے کی ضرورت ہے تاکہ اعلیٰ معیار اور مستحکم کارکردگی کو یقینی بنایا جا سکے۔ مصنوعات کی.