मिथाइल हाइड्रोक्सीएथिल सेलुलोज़ कैसे तैयार किया जाता है?

पृष्ठभूमि और अवलोकन

सेलुलोस ईथर एक व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला बहुलक महीन रासायनिक पदार्थ है जो रासायनिक उपचार के माध्यम से प्राकृतिक बहुलक सेलुलोस से बनाया जाता है। 19वीं शताब्दी में सेलुलोस नाइट्रेट और सेलुलोस एसीटेट के निर्माण के बाद, रसायनज्ञों ने कई सेलुलोस ईथर के सेलुलोस व्युत्पन्नों की एक श्रृंखला विकसित की है, और कई औद्योगिक क्षेत्रों को शामिल करते हुए लगातार नए अनुप्रयोग क्षेत्रों की खोज की गई है। सोडियम जैसे सेलुलोस ईथर उत्पादकार्बोक्सिमिथाइल सेलुलोस (सीएमसी), एथिल सेलुलोस (ईसी), हाइड्रोक्सीएथिल सेलुलोस (एचईसी), हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल सेलुलोज़ (एचपीसी), मिथाइल हाइड्रोक्सीएथिल सेलुलोस (MHEC)औरमिथाइल हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल सेलुलोज़ (एमएचपीसी)और अन्य सेल्यूलोज़ ईथर को "औद्योगिक मोनोसोडियम ग्लूटामेट" के रूप में जाना जाता है और इसका व्यापक रूप से तेल ड्रिलिंग, निर्माण, कोटिंग्स, भोजन, दवा और दैनिक रसायनों में उपयोग किया जाता है।

हाइड्रोक्सीएथिल मिथाइल सेलुलोज (MHPC) एक गंधहीन, स्वादहीन, गैर विषैला सफेद पाउडर है जिसे ठंडे पानी में घोलकर पारदर्शी चिपचिपा घोल बनाया जा सकता है। इसमें गाढ़ा करने, बांधने, फैलाने, पायसीकारी करने, फिल्म बनाने, निलंबित करने, सोखने, जेल बनाने, सतह सक्रिय करने, नमी बनाए रखने और कोलाइड की रक्षा करने की विशेषताएं हैं। जलीय घोल के सतह सक्रिय कार्य के कारण, इसका उपयोग कोलाइडल सुरक्षात्मक एजेंट, पायसीकारक और फैलाव के रूप में किया जा सकता है। हाइड्रोक्सीएथिल मिथाइलसेलुलोज जलीय घोल में अच्छी हाइड्रोफिलिसिटी होती है और यह एक कुशल जल प्रतिधारण एजेंट है। क्योंकि हाइड्रोक्सीएथिल मिथाइलसेलुलोज में हाइड्रोक्सीएथिल समूह होते हैं, इसलिए इसमें लंबे समय तक भंडारण के दौरान अच्छी एंटी-फफूंदी क्षमता, अच्छी चिपचिपाहट स्थिरता और फफूंदी प्रतिरोध होता है।

हाइड्रोक्सीएथिल मिथाइलसेलुलोज (HEMC) को मिथाइलसेलुलोज (MC) में एथिलीन ऑक्साइड प्रतिस्थापन (MS 0.3~0.4) डालकर तैयार किया जाता है, और इसका नमक प्रतिरोध असंशोधित पॉलिमर की तुलना में बेहतर होता है। मिथाइलसेलुलोज का जेलेशन तापमान भी MC की तुलना में अधिक होता है।

संरचना

विशेषता

हाइड्रोक्सीएथाइल मिथाइलसेलुलोज (HEMC) की मुख्य विशेषताएं हैं:

1. घुलनशीलता: पानी और कुछ कार्बनिक विलायकों में घुलनशील। HEMC को ठंडे पानी में घोला जा सकता है। इसकी उच्चतम सांद्रता केवल चिपचिपाहट से निर्धारित होती है। घुलनशीलता चिपचिपाहट के साथ बदलती रहती है। चिपचिपाहट जितनी कम होगी, घुलनशीलता उतनी ही अधिक होगी।

2. लवण प्रतिरोध: HEMC उत्पाद गैर-आयनिक सेल्यूलोज ईथर हैं और पॉलीइलेक्ट्रोलाइट्स नहीं हैं, इसलिए वे जलीय घोल में अपेक्षाकृत स्थिर होते हैं जब धातु लवण या कार्बनिक इलेक्ट्रोलाइट्स मौजूद होते हैं, लेकिन इलेक्ट्रोलाइट्स का अत्यधिक मिश्रण जेलेशन और अवक्षेपण का कारण बन सकता है।

3. सतह गतिविधि: जलीय घोल के सतह सक्रिय कार्य के कारण, इसका उपयोग कोलाइडल सुरक्षात्मक एजेंट, पायसीकारक और फैलाव के रूप में किया जा सकता है।

4. थर्मल जेल: जब एचईएमसी उत्पादों के जलीय घोल को एक निश्चित तापमान तक गर्म किया जाता है, तो यह अपारदर्शी, जेल और अवक्षेपित हो जाता है, लेकिन जब इसे लगातार ठंडा किया जाता है, तो यह मूल घोल अवस्था में वापस आ जाता है, और जिस तापमान पर यह जेल और अवक्षेपण होता है वह मुख्य रूप से स्नेहक, निलंबन सहायक, सुरक्षात्मक कोलाइड्स, पायसीकारी आदि पर निर्भर करता है।

5. चयापचय निष्क्रियता और कम गंध और सुगंध: HEMC का व्यापक रूप से भोजन और दवा में उपयोग किया जाता है क्योंकि इसका चयापचय नहीं होगा और इसमें कम गंध और सुगंध होगी।

6. फफूंद प्रतिरोध: एचईएमसी में दीर्घकालिक भंडारण के दौरान अपेक्षाकृत अच्छा फफूंद प्रतिरोध और अच्छी चिपचिपाहट स्थिरता होती है।

7. पीएच स्थिरता: एचईएमसी उत्पादों के जलीय घोल की चिपचिपाहट एसिड या क्षार से शायद ही प्रभावित होती है, और पीएच मान 3.0 से 11.0 की सीमा के भीतर अपेक्षाकृत स्थिर होता है।

आवेदन

हाइड्रोक्सीएथिल मिथाइलसेलुलोज को जलीय घोल में इसके सतह-सक्रिय कार्य के कारण कोलाइडल सुरक्षात्मक एजेंट, पायसीकारक और फैलाव के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है। इसके अनुप्रयोग उदाहरण इस प्रकार हैं:

1. सीमेंट के प्रदर्शन पर हाइड्रोक्सीएथिल मिथाइलसेलुलोज का प्रभाव। हाइड्रोक्सीएथिल मिथाइलसेलुलोज एक गंधहीन, स्वादहीन, गैर विषैला सफेद पाउडर है जिसे ठंडे पानी में घोलकर पारदर्शी चिपचिपा घोल बनाया जा सकता है। इसमें गाढ़ा करने, बांधने, फैलाने, पायसीकारी करने, फिल्म बनाने, निलंबित करने, सोखने, जेल बनाने, सतह पर सक्रिय करने, नमी बनाए रखने और कोलाइड की सुरक्षा करने की विशेषताएं हैं। चूंकि जलीय घोल में सतह सक्रिय कार्य होता है, इसलिए इसका उपयोग कोलाइडल सुरक्षात्मक एजेंट, पायसीकारक और फैलाव के रूप में किया जा सकता है। हाइड्रोक्सीएथिल मिथाइलसेलुलोज जलीय घोल में अच्छी हाइड्रोफिलिसिटी होती है और यह एक कुशल जल प्रतिधारण एजेंट है।

2. एक अत्यधिक लचीला रिलीफ पेंट तैयार किया जाता है, जो वजन के भागों में निम्नलिखित कच्चे माल से बना होता है: 150-200 ग्राम विआयनीकृत पानी; 60-70 ग्राम शुद्ध ऐक्रेलिक इमल्शन; 550-650 ग्राम भारी कैल्शियम; 70-90 ग्राम टैल्कम पाउडर; बेस सेल्यूलोज जलीय घोल 30-40 ग्राम; लिग्नोसेल्यूलोज जलीय घोल 10-20 ग्राम; फिल्म बनाने वाला सहायक पदार्थ 4-6 ग्राम; एंटीसेप्टिक और कवकनाशी 1.5-2.5 ग्राम; डिस्पर्सेंट 1.8-2.2 ग्राम; गीला करने वाला एजेंट 1.8-2.2 ग्राम; 3.5-4.5 ग्राम; एथिलीन ग्लाइकॉल 9-11 ग्राम; हाइड्रॉक्सीएथाइल मिथाइलसेलुलोज जलीय घोल 2-4% हाइड्रोक्सीएथाइल मिथाइलसेलुलोज को पानी में घोलकर बनाया जाता है; लिग्नोसेल्यूलोज का जलीय घोल 1-3% से बना होता है। लिग्नोसेल्यूलोज को पानी में घोलकर बनाया जाता है।

तैयारी

हाइड्रोक्सीएथिल मिथाइल सेलुलोज की तैयारी विधि, विधि यह है कि परिष्कृत कपास को कच्चे माल के रूप में उपयोग किया जाता है, और एथिलीन ऑक्साइड को हाइड्रोक्सीएथिल मिथाइल सेलुलोज तैयार करने के लिए ईथरीकरण एजेंट के रूप में उपयोग किया जाता है। हाइड्रोक्सीएथिल मिथाइलसेलुलोज तैयार करने के लिए कच्चे माल के वजन भाग इस प्रकार हैं: विलायक के रूप में टोल्यूनि और आइसोप्रोपेनॉल मिश्रण के 700-800 भाग, पानी के 30-40 भाग, सोडियम हाइड्रॉक्साइड के 70-80 भाग, परिष्कृत कपास के 80-85 भाग, ऑक्सी इथेन के 20-28 भाग, मिथाइल क्लोराइड के 80-90 भाग, ग्लेशियल एसिटिक एसिड के 16-19 भाग; विशिष्ट चरण हैं:

पहला कदम, प्रतिक्रिया केतली में, टोल्यूनि और आइसोप्रोपेनॉल मिश्रण, पानी और सोडियम हाइड्रोक्साइड डालें, 60-80 डिग्री सेल्सियस तक गर्म करें, 20-40 मिनट तक गर्म रखें;

दूसरा चरण, क्षारीकरण: उपरोक्त सामग्रियों को 30-50 डिग्री सेल्सियस तक ठंडा करें, परिष्कृत कपास जोड़ें, टोल्यूनि और आइसोप्रोपेनॉल मिश्रण विलायक स्प्रे करें, 0.006 एमपीए तक वैक्यूम करें, 3 प्रतिस्थापन के लिए नाइट्रोजन भरें, और प्रतिस्थापन के बाद क्षारीयकरण करें, क्षारीकरण की स्थिति हैं: क्षारीकरण का समय 2 घंटे है, और क्षारीकरण तापमान 30 डिग्री सेल्सियस से 50 डिग्री सेल्सियस है;

तीसरा चरण, ईथरीकरण: क्षारीकरण पूरा होने के बाद, रिएक्टर को 0.05-0.07MPa तक खाली कर दिया जाता है, और एथिलीन ऑक्साइड और मिथाइल क्लोराइड को 30-50 मिनट के लिए जोड़ा जाता है; ईथरीकरण का पहला चरण: 40-60 डिग्री सेल्सियस, 1.0-2.0 घंटे, दबाव 0.15 और 0.3Mpa के बीच नियंत्रित किया जाता है; ईथरीकरण का दूसरा चरण: 60 ～ 90 ℃, 2.0 ～ 2.5 घंटे, दबाव 0.4 और 0.8Mpa के बीच नियंत्रित किया जाता है;

चौथा चरण, उदासीनीकरण: पहले से मापा हुआ ग्लेशियल एसिटिक एसिड को अवक्षेपण केतली में डालें, उदासीनीकरण के लिए ईथरयुक्त सामग्री में दबाएं, अवक्षेपण के लिए तापमान 75-80 डिग्री सेल्सियस तक बढ़ाएं, तापमान 102 डिग्री सेल्सियस तक बढ़ जाता है, और पीएच मान 6 पाया जाता है 8 बजे, विलवणीकरण पूरा हो जाता है; विलवणीकरण टैंक को 90 डिग्री सेल्सियस से 100 डिग्री सेल्सियस पर रिवर्स ऑस्मोसिस डिवाइस द्वारा उपचारित नल के पानी से भर दिया जाता है;

पांचवां चरण, केन्द्रापसारक धुलाई: चौथे चरण में सामग्री को एक क्षैतिज पेंच अपकेंद्रित्र के माध्यम से केन्द्रापसारित किया जाता है, और अलग की गई सामग्री को सामग्री की धुलाई के लिए पहले से गर्म पानी से भरे धुलाई टैंक में स्थानांतरित किया जाता है;

छठा चरण, केन्द्रापसारक सुखाने: धुली हुई सामग्री को क्षैतिज पेंच अपकेंद्रित्र के माध्यम से ड्रायर में पहुंचाया जाता है, और सामग्री को 150-170 डिग्री सेल्सियस पर सुखाया जाता है, और सूखे पदार्थ को कुचल दिया जाता है और पैक किया जाता है।

मौजूदा सेल्यूलोज ईथर उत्पादन तकनीक की तुलना में, वर्तमान आविष्कार हाइड्रोक्सीएथिल मिथाइल सेल्यूलोज तैयार करने के लिए ईथरीकरण एजेंट के रूप में एथिलीन ऑक्साइड का उपयोग करता है, जिसमें हाइड्रोक्सीएथिल समूह होने के कारण अच्छा फफूंदी प्रतिरोध होता है। इसमें लंबे समय तक भंडारण के दौरान अच्छी चिपचिपाहट स्थिरता और फफूंदी प्रतिरोध होता है। इसका उपयोग अन्य सेल्यूलोज ईथर के स्थान पर किया जा सकता है।