মিথাইল হাইড্রোক্সিইথাইল সেলুলোজ কিভাবে প্রস্তুত করা হয়?

পটভূমি এবং সংক্ষিপ্ত বিবরণ

সেলুলোজ ইথার হল একটি বহুল ব্যবহৃত পলিমার সূক্ষ্ম রাসায়নিক উপাদান যা রাসায়নিক প্রক্রিয়াকরণের মাধ্যমে প্রাকৃতিক পলিমার সেলুলোজ থেকে তৈরি করা হয়। ঊনবিংশ শতাব্দীতে সেলুলোজ নাইট্রেট এবং সেলুলোজ অ্যাসিটেট তৈরির পর, রসায়নবিদরা অনেক সেলুলোজ ইথারের সেলুলোজ ডেরিভেটিভের একটি সিরিজ তৈরি করেছেন এবং অনেক শিল্প খাতকে জড়িত করে ক্রমাগত নতুন প্রয়োগ ক্ষেত্র আবিষ্কৃত হয়েছে। সেলুলোজ ইথার পণ্য যেমন সোডিয়ামকার্বক্সিমিথাইল সেলুলোজ (CMC), ইথাইল সেলুলোজ (EC), হাইড্রোক্সিইথাইল সেলুলোজ (HEC), হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল সেলুলোজ (HPC), মিথাইল হাইড্রোক্সিইথাইল সেলুলোজ (MHEC)এবংমিথাইল হাইড্রোক্সিপ্রোপাইল সেলুলোজ (MHPC)এবং অন্যান্য সেলুলোজ ইথারগুলি "শিল্প মনোসোডিয়াম গ্লুটামেট" নামে পরিচিত এবং তেল খনন, নির্মাণ, আবরণ, খাদ্য, ওষুধ এবং দৈনন্দিন রাসায়নিকগুলিতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়েছে।

হাইড্রোক্সিইথাইল মিথাইল সেলুলোজ (MHPC) হল একটি গন্ধহীন, স্বাদহীন, অ-বিষাক্ত সাদা পাউডার যা ঠান্ডা জলে দ্রবীভূত করে স্বচ্ছ সান্দ্র দ্রবণ তৈরি করা যায়। এর ঘনত্ব, বাঁধাই, বিচ্ছুরণ, ইমালসিফাইং, ফিল্ম-গঠন, স্থগিতকরণ, শোষণ, জেলিং, পৃষ্ঠ সক্রিয়করণ, আর্দ্রতা বজায় রাখা এবং কলয়েড রক্ষা করার বৈশিষ্ট্য রয়েছে। জলীয় দ্রবণের পৃষ্ঠতল সক্রিয় কার্যকারিতার কারণে, এটি একটি কলয়েডাল প্রতিরক্ষামূলক এজেন্ট, ইমালসিফায়ার এবং বিচ্ছুরণকারী হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে। হাইড্রোক্সিইথাইল মিথাইল সেলুলোজ জলীয় দ্রবণে ভাল হাইড্রোফিলিসিটি রয়েছে এবং এটি একটি কার্যকর জল ধরে রাখার এজেন্ট। হাইড্রোক্সিইথাইল মিথাইল সেলুলোজে হাইড্রোক্সিইথাইল গ্রুপ থাকায়, এর ভাল অ্যান্টি-মিল্ডিউ ক্ষমতা, ভাল সান্দ্রতা স্থিতিশীলতা এবং দীর্ঘমেয়াদী সংরক্ষণের সময় মিলডিউ প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে।

হাইড্রোক্সিইথাইল মিথাইলসেলুলোজ (HEMC) মিথাইলসেলুলোজ (MC) তে ইথিলিন অক্সাইড বিকল্প (MS 0.3~0.4) প্রবর্তন করে প্রস্তুত করা হয় এবং এর লবণ প্রতিরোধ ক্ষমতা অপরিবর্তিত পলিমারের তুলনায় ভালো। মিথাইলসেলুলোজের জেলেশন তাপমাত্রাও MC এর চেয়ে বেশি।

গঠন

বৈশিষ্ট্য

হাইড্রোক্সিইথাইল মিথাইলসেলুলোজ (HEMC) এর প্রধান বৈশিষ্ট্যগুলি হল:

১. দ্রাব্যতা: পানিতে এবং কিছু জৈব দ্রাবকে দ্রবণীয়। HEMC ঠান্ডা পানিতে দ্রবীভূত হতে পারে। এর সর্বোচ্চ ঘনত্ব শুধুমাত্র সান্দ্রতা দ্বারা নির্ধারিত হয়। সান্দ্রতার সাথে দ্রাব্যতা পরিবর্তিত হয়। সান্দ্রতা যত কম হবে, দ্রাব্যতা তত বেশি হবে।

2. লবণ প্রতিরোধ ক্ষমতা: HEMC পণ্যগুলি অ-আয়নিক সেলুলোজ ইথার এবং পলিইলেক্ট্রোলাইট নয়, তাই ধাতব লবণ বা জৈব ইলেক্ট্রোলাইট থাকাকালীন জলীয় দ্রবণে এগুলি তুলনামূলকভাবে স্থিতিশীল থাকে, তবে ইলেক্ট্রোলাইটের অত্যধিক সংযোজন জেলেশন এবং বৃষ্টিপাতের কারণ হতে পারে।

৩. পৃষ্ঠের কার্যকলাপ: জলীয় দ্রবণের পৃষ্ঠের সক্রিয় কার্যকারিতার কারণে, এটি একটি কলয়েডাল প্রতিরক্ষামূলক এজেন্ট, ইমালসিফায়ার এবং বিচ্ছুরণকারী হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে।

৪. তাপীয় জেল: যখন HEMC পণ্যের জলীয় দ্রবণকে একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় উত্তপ্ত করা হয়, তখন এটি অস্বচ্ছ হয়ে যায়, জেল হয়ে যায় এবং অবক্ষেপিত হয়, কিন্তু যখন এটি ক্রমাগত ঠান্ডা করা হয়, তখন এটি মূল দ্রবণ অবস্থায় ফিরে আসে এবং যে তাপমাত্রায় এই জেল এবং অবক্ষেপণ ঘটে তা মূলত লুব্রিকেন্ট, সাসপেন্ডিং এইডস, প্রতিরক্ষামূলক কলয়েড, ইমালসিফায়ার ইত্যাদির উপর নির্ভর করে।

৫. বিপাকীয় জড়তা এবং কম গন্ধ এবং সুগন্ধি: HEMC খাদ্য ও ওষুধে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয় কারণ এটি বিপাকীয় হবে না এবং এর গন্ধ এবং সুগন্ধি কম।

৬. মিলডিউ প্রতিরোধ ক্ষমতা: দীর্ঘমেয়াদী সংরক্ষণের সময় HEMC-এর মিলডিউ প্রতিরোধ ক্ষমতা তুলনামূলকভাবে ভালো এবং সান্দ্রতা স্থিতিশীলতা ভালো।

৭. PH স্থিতিশীলতা: HEMC পণ্যের জলীয় দ্রবণের সান্দ্রতা অ্যাসিড বা ক্ষার দ্বারা খুব কমই প্রভাবিত হয় এবং pH মান 3.0 থেকে 11.0 এর মধ্যে তুলনামূলকভাবে স্থিতিশীল থাকে।

আবেদন

জলীয় দ্রবণে পৃষ্ঠ-সক্রিয় কার্যকারিতার কারণে হাইড্রোক্সিইথাইল মিথাইলসেলুলোজ একটি কলয়েডাল প্রতিরক্ষামূলক এজেন্ট, ইমালসিফায়ার এবং বিচ্ছুরণকারী হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে। এর প্রয়োগের উদাহরণ নিম্নরূপ:

১. সিমেন্টের কার্যকারিতার উপর হাইড্রোক্সিইথাইল মিথাইলসেলুলোজের প্রভাব। হাইড্রোক্সিইথাইল মিথাইলসেলুলোজ হল একটি গন্ধহীন, স্বাদহীন, অ-বিষাক্ত সাদা পাউডার যা ঠান্ডা জলে দ্রবীভূত করে একটি স্বচ্ছ সান্দ্র দ্রবণ তৈরি করা যায়। এর ঘন করা, বাঁধাই করা, ছড়িয়ে দেওয়া, ইমালসিফাই করা, ফিল্ম-গঠন করা, ঝুলানো, শোষণ করা, জেল করা, পৃষ্ঠ সক্রিয় করা, আর্দ্রতা বজায় রাখা এবং কলয়েড রক্ষা করার বৈশিষ্ট্য রয়েছে। যেহেতু জলীয় দ্রবণের পৃষ্ঠ সক্রিয় ফাংশন রয়েছে, তাই এটি একটি কলয়েডাল প্রতিরক্ষামূলক এজেন্ট, ইমালসিফায়ার এবং বিচ্ছুরণকারী হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে। হাইড্রোক্সিইথাইল মিথাইলসেলুলোজ জলীয় দ্রবণে ভাল হাইড্রোফিলিসিটি থাকে এবং এটি একটি কার্যকর জল ধরে রাখার এজেন্ট।

২. একটি অত্যন্ত নমনীয় রিলিফ পেইন্ট প্রস্তুত করা হয়, যা ওজন অনুসারে অংশে নিম্নলিখিত কাঁচামাল দিয়ে তৈরি করা হয়: ১৫০-২০০ গ্রাম ডিআয়োনাইজড জল; ৬০-৭০ গ্রাম বিশুদ্ধ অ্যাক্রিলিক ইমালসন; ৫৫০-৬৫০ গ্রাম ভারী ক্যালসিয়াম; ৭০-৯০ গ্রাম ট্যালকম পাউডার; বেস সেলুলোজ জলীয় দ্রবণ ৩০-৪০ গ্রাম; লিগনোসেলুলোজ জলীয় দ্রবণ ১০-২০ গ্রাম; ফিল্ম-ফর্মিং এইড ৪-৬ গ্রাম; অ্যান্টিসেপটিক এবং ছত্রাকনাশক ১.৫-২.৫ গ্রাম; ডিসপারসেন্ট ১.৮-২.২ গ্রাম; ভেটিং এজেন্ট ১.৮-২.২ গ্রাম; ৩.৫-৪.৫ গ্রাম; ইথিলিন গ্লাইকল ৯-১১ গ্রাম; হাইড্রোক্সিইথাইল মিথাইলসেলুলোজ জলীয় দ্রবণ ২-৪% হাইড্রোক্সিইথাইল মিথাইলসেলুলোজ জলীয় দ্রবণ পানিতে দ্রবীভূত করে তৈরি করা হয়; লিগনোসেলুলোজ জলীয় দ্রবণ ১-৩% লিগনোসেলুলোজ জলীয় দ্রবণ পানিতে দ্রবীভূত করে তৈরি করা হয়।

প্রস্তুতি

হাইড্রোক্সিইথাইল মিথাইল সেলুলোজ তৈরির একটি পদ্ধতি, পদ্ধতিটি হল পরিশোধিত তুলা কাঁচামাল হিসেবে ব্যবহার করা হয় এবং ইথিলিন অক্সাইড ইথারিফিকেশন এজেন্ট হিসেবে হাইড্রোক্সিইথাইল মিথাইল সেলুলোজ তৈরির জন্য ব্যবহৃত হয়। হাইড্রোক্সিইথাইল মিথাইল সেলুলোজ তৈরির জন্য কাঁচামালের ওজনের অংশগুলি নিম্নরূপ: দ্রাবক হিসেবে টলুইন এবং আইসোপ্রোপানল মিশ্রণের ৭০০-৮০০ অংশ, জলের ৩০-৪০ অংশ, সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইডের ৭০-৮০ অংশ, পরিশোধিত তুলার ৮০-৮৫ অংশ, অক্সিইথেনের ২০-২৮ অংশ, মিথাইল ক্লোরাইডের ৮০-৯০ অংশ, হিমবাহের অ্যাসিটিক অ্যাসিডের ১৬-১৯ অংশ; নির্দিষ্ট ধাপগুলি হল:

প্রথম ধাপে, বিক্রিয়া কেটলিতে, টলুইন এবং আইসোপ্রোপানল মিশ্রণ, জল এবং সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইড যোগ করুন, 60-80 ডিগ্রি সেলসিয়াস পর্যন্ত গরম করুন, 20-40 মিনিটের জন্য উষ্ণ রাখুন;

দ্বিতীয় ধাপ, ক্ষারীকরণ: উপরের উপকরণগুলিকে 30-50°C তাপমাত্রায় ঠান্ডা করুন, পরিশোধিত তুলা যোগ করুন, টলুইন এবং আইসোপ্রোপানল মিশ্রণের দ্রাবক স্প্রে করুন, 0.006Mpa তে ভ্যাকুয়ামাইজ করুন, 3টি প্রতিস্থাপনের জন্য নাইট্রোজেন পূরণ করুন এবং প্রতিস্থাপনের পরে ক্ষারীকরণ সম্পাদন করুন, ক্ষারীকরণের শর্তগুলি হল: ক্ষারীকরণের সময় 2 ঘন্টা, এবং ক্ষারীকরণের তাপমাত্রা 30°C থেকে 50°C;

তৃতীয় ধাপ, ইথারিফিকেশন: ক্ষারীকরণ সম্পন্ন হওয়ার পর, চুল্লিটি 0.05-0.07MPa-তে খালি করা হয় এবং 30-50 মিনিটের জন্য ইথিলিন অক্সাইড এবং মিথাইল ক্লোরাইড যোগ করা হয়; ইথারিফিকেশনের প্রথম পর্যায়: 40-60°C, 1.0-2.0 ঘন্টা, চাপ 0.15 এবং 0.3Mpa এর মধ্যে নিয়ন্ত্রিত হয়; ইথারিফিকেশনের দ্বিতীয় পর্যায়: 60～90℃, 2.0～2.5 ঘন্টা, চাপ 0.4 এবং 0.8Mpa এর মধ্যে নিয়ন্ত্রিত হয়;

চতুর্থ ধাপ, নিরপেক্ষকরণ: পরিমাপ করা হিমবাহ অ্যাসিটিক অ্যাসিড আগে থেকে বৃষ্টিপাতের কেটলিতে যোগ করুন, নিরপেক্ষকরণের জন্য ইথারিফাইড উপাদানে চাপ দিন, বৃষ্টিপাতের জন্য তাপমাত্রা 75-80°C এ বাড়ান, তাপমাত্রা 102°C এ বেড়ে যায় এবং pH মান 6 হিসাবে সনাক্ত করা হয়। 8 টায়, দ্রবীভূতকরণ সম্পন্ন হয়; দ্রবীভূতকরণ ট্যাঙ্কটি 90°C থেকে 100°C তাপমাত্রায় একটি বিপরীত অসমোসিস ডিভাইস দ্বারা চিকিত্সা করা ট্যাপের জল দিয়ে পূর্ণ হয়;

পঞ্চম ধাপ, কেন্দ্রাতিগ ধোয়া: চতুর্থ ধাপে উপাদানটিকে একটি অনুভূমিক স্ক্রু সেন্ট্রিফিউজের মাধ্যমে কেন্দ্রীভূত করা হয়, এবং পৃথক করা উপাদানটি ধোয়ার জন্য আগে থেকে গরম জলে ভরা একটি ওয়াশিং ট্যাঙ্কে স্থানান্তরিত করা হয়;

ষষ্ঠ ধাপ, কেন্দ্রাতিগ শুকানো: ধোয়া উপাদানটি একটি অনুভূমিক স্ক্রু সেন্ট্রিফিউজের মাধ্যমে ড্রায়ারে পৌঁছে দেওয়া হয় এবং উপাদানটি 150-170 ডিগ্রি সেলসিয়াসে শুকানো হয় এবং শুকনো উপাদানটি চূর্ণবিচূর্ণ করে প্যাকেজ করা হয়।

বিদ্যমান সেলুলোজ ইথার উৎপাদন প্রযুক্তির তুলনায়, বর্তমান আবিষ্কারটি হাইড্রোক্সিইথাইল মিথাইল সেলুলোজ তৈরির জন্য ইথিলিন অক্সাইডকে ইথারিফিকেশন এজেন্ট হিসেবে ব্যবহার করে, যার হাইড্রোক্সিইথাইল গ্রুপ থাকার কারণে এর মিলডিউ প্রতিরোধ ক্ষমতা ভালো। দীর্ঘমেয়াদী সংরক্ষণের সময় এর সান্দ্রতা স্থিতিশীলতা এবং মিলডিউ প্রতিরোধ ক্ষমতা ভালো। এটি অন্যান্য সেলুলোজ ইথারের পরিবর্তে ব্যবহার করা যেতে পারে।