हाइड्रॉक्सीएथिल सेलुलोज कैसे तैयार किया जाता है?

हाइड्रॉक्सीएथिल सेलुलोजहाइड्रॉक्सीएथिल सेलुलोज एक महत्वपूर्ण सेलुलोज व्युत्पन्न है। प्रचुर मात्रा में कच्चे माल के संसाधन, नवीकरणीयता, जैव अपघटनीयता, गैर-विषाक्तता, अच्छी जैव अनुकूलता और उच्च उपज जैसे लाभों के कारण, इसके अनुसंधान और अनुप्रयोग ने बहुत ध्यान आकर्षित किया है। श्यानता मान हाइड्रॉक्सीएथिल सेलुलोज का एक बहुत महत्वपूर्ण प्रदर्शन सूचकांक है। इस शोधपत्र में, क्षारीकरण और ईथरीकरण की दो-चरणीय प्रक्रिया के माध्यम से तरल-चरण संश्लेषण विधि द्वारा 5 × 10⁴ mPa·s से अधिक श्यानता मान और 0.3% से कम राख मान वाले हाइड्रॉक्सीएथिल सेलुलोज को तैयार किया गया।

क्षारीकरण प्रक्रिया क्षार सेलुलोज के निर्माण की प्रक्रिया है। इस शोधपत्र में, क्षारीकरण की दो विधियों का उपयोग किया गया है। पहली विधि में एसीटोन को तनुकारक के रूप में उपयोग किया जाता है। सेलुलोज कच्चे माल को सोडियम हाइड्रॉक्साइड के एक निश्चित सांद्रता वाले जलीय विलयन में सीधे क्षारीय बनाया जाता है। क्षारीयकरण अभिक्रिया पूरी होने के बाद, ईथरीकरण अभिक्रिया को सीधे संपन्न करने के लिए एक ईथरकारी कारक मिलाया जाता है। दूसरी विधि में, सेलुलोज कच्चे माल को सोडियम हाइड्रॉक्साइड और यूरिया के जलीय विलयन में क्षारीय बनाया जाता है, और इस विधि से तैयार क्षार सेलुलोज को ईथरीकरण अभिक्रिया से पहले अतिरिक्त क्षार को निकालने के लिए निचोड़ा जाना आवश्यक है। विभिन्न विधियों से तैयार क्षार सेलुलोज का विश्लेषण अवरक्त स्पेक्ट्रोस्कोपी और एक्स-रे विवर्तन द्वारा किया गया। ईथरीकरण अभिक्रिया द्वारा तैयार उत्पादों के गुणों के आधार पर, विधि का चयन किया गया।

सर्वोत्तम ईथरीकरण संश्लेषण प्रक्रिया निर्धारित करने के लिए, ईथरीकरण अभिक्रिया में एंटीऑक्सीडेंट, क्षार और हिमनदीय एसिटिक अम्ल की अभिक्रिया क्रियाविधि का सर्वप्रथम विश्लेषण किया गया। इसके बाद एकल कारक अभिक्रिया का प्रायोगिक कार्यक्रम तैयार किया गया, तैयार किए गए हाइड्रॉक्सीएथिल सेलुलोज के प्रदर्शन पर सबसे अधिक प्रभाव डालने वाले कारकों का निर्धारण किया गया और उत्पाद के 2% जलीय विलयन की श्यानता को संदर्भ सूचकांक के रूप में उपयोग किया गया। प्रायोगिक परिणामों से पता चलता है कि चयनित तनुकारक की मात्रा, मिलाए गए एथिलीन ऑक्साइड की मात्रा, क्षारीकरण का समय, प्रथम अभिक्रिया का तापमान और समय, और द्वितीय अभिक्रिया का तापमान और समय जैसे कारक उत्पाद के प्रदर्शन पर अत्यधिक प्रभाव डालते हैं। सात कारकों और तीन स्तरों वाली एक ऑर्थोगोनल प्रयोग योजना तैयार की गई, और प्रायोगिक परिणामों से प्राप्त प्रभाव वक्र के माध्यम से प्राथमिक और द्वितीयक कारकों तथा प्रत्येक कारक के प्रभाव की प्रवृत्ति का दृश्य विश्लेषण किया गया। उच्च श्यानता मान वाले उत्पाद तैयार करने के लिए, एक अनुकूलित प्रायोगिक योजना तैयार की गई, और अंततः प्रायोगिक परिणामों के आधार पर हाइड्रॉक्सीएथिल सेलुलोज तैयार करने की सर्वोत्तम योजना निर्धारित की गई।

तैयार उच्च-श्यानता वाले पदार्थ के गुणधर्महाइड्रॉक्सीएथिल सेलुलोजउत्पाद की संरचना, प्रतिस्थापक एकरूपता, मोलर प्रतिस्थापन डिग्री, क्रिस्टलीयता, ऊष्मीय स्थिरता आदि का विश्लेषण और लक्षण वर्णन करने के लिए अवरक्त स्पेक्ट्रोस्कोपी, परमाणु चुंबकीय अनुनाद, गैस क्रोमेटोग्राफी, एक्स-रे विवर्तन, थर्मोग्रैविमेट्रिक-विभेदक ऊष्मीय विश्लेषण और अन्य लक्षण वर्णन विधियों का उपयोग किया जाता है। इन परीक्षण विधियों में एएसटीएम मानकों का संदर्भ लिया गया है।

हाइड्रॉक्सीएथिल सेलुलोज, जो कि एक महत्वपूर्ण सेलुलोज व्युत्पन्न है, अपने प्रचुर कच्चे माल संसाधनों, नवीकरणीयता, जैव अपघटनीयता, गैर-विषाक्तता, जैव अनुकूलता और उच्च उपज के कारण ध्यान आकर्षित कर रहा है। हाइड्रॉक्सीएथिल सेलुलोज की श्यानता इसके प्रदर्शन का एक महत्वपूर्ण सूचक है। तैयार किए गए हाइड्रॉक्सीएथिल सेलुलोज की श्यानता 5 × 10⁴ mPa·s से अधिक है, और राख की मात्रा 0.3% से कम है।

इस शोधपत्र में, क्षारीकरण और ईथरीकरण के माध्यम से द्रव-चरण संश्लेषण विधि द्वारा उच्च श्यानता वाले हाइड्रॉक्सीएथिल सेलुलोज का निर्माण किया गया। क्षारीकरण प्रक्रिया क्षार सेलुलोज के निर्माण की प्रक्रिया है। क्षारीकरण की दो विधियों में से एक को चुना जा सकता है। पहली विधि में, सेलुलोज पदार्थ को सीधे सोडियम हाइड्रॉक्साइड के जलीय विलयन में एसीटोन को तनुकारक के रूप में उपयोग करके क्षारीकृत किया जाता है, और फिर एक ईथरीकरण कारक के साथ ईथरीकरण अभिक्रिया कराई जाती है। दूसरी विधि में, सेलुलोज पदार्थ को सोडियम हाइड्रॉक्साइड के जलीय विलयन और यूरिया में क्षारीकृत किया जाता है। अभिक्रिया से पहले क्षार सेलुलोज में मौजूद अतिरिक्त क्षार को हटाना आवश्यक है। इस शोधपत्र में, अवरक्त स्पेक्ट्रोस्कोपी और एक्स-रे विवर्तन द्वारा विभिन्न क्षार सेलुलोजों का अध्ययन किया गया है। अंत में, ईथरीकरण उत्पादों के गुणों के आधार पर दूसरी विधि को अपनाया गया।

ईथरीकरण की तैयारी के चरणों को निर्धारित करने के लिए, खाने की प्रक्रिया में एंटीऑक्सीडेंट, क्षार और हिमनदीय एसिटिक एसिड की प्रतिक्रिया क्रियाविधि का अध्ययन किया गया। हाइड्रोक्सीएथिल सेलुलोज की तैयारी को प्रभावित करने वाले कारकों को एकल कारक प्रयोग द्वारा निर्धारित किया गया। 2% जलीय घोल में उत्पाद के श्यानता मान के आधार पर, प्रायोगिक परिणाम दर्शाते हैं कि तनुकारक की मात्रा, एथिलीन ऑक्साइड की मात्रा, क्षारीकरण का समय, तापमान और पहले और दूसरे पुनर्जलीकरण का समय उत्पाद के प्रदर्शन पर बहुत अधिक प्रभाव डालते हैं। सर्वोत्तम तैयारी विधि निर्धारित करने के लिए सात कारकों और तीन स्तरों की विधि अपनाई गई।

हम तैयार किए गए पदार्थ के गुणों का विश्लेषण करते हैं।हाइड्रॉक्सीएथिल सेलुलोजइसमें श्यानता, राख, प्रकाश संप्रेषण, नमी आदि शामिल हैं। संरचनात्मक लक्षण वर्णन, प्रतिस्थापक समरूपता, प्रतिस्थापन मोलरता, क्रिस्टलीयता और ऊष्मीय स्थिरता पर अवरक्त, नाभिकीय चुंबकीय अनुनाद, गैस क्रोमेटोग्राफी, एक्स-रे विवर्तन, डीएससी और डीएटी द्वारा चर्चा की गई, और परीक्षण विधियों में एएसटीएम मानकों को अपनाया गया।