മീഥൈൽ ഹൈഡ്രോക്സിതൈൽ സെല്ലുലോസ് എങ്ങനെയാണ് തയ്യാറാക്കുന്നത്?

പശ്ചാത്തലവും അവലോകനവും

പ്രകൃതിദത്ത പോളിമർ സെല്ലുലോസിൽ നിന്ന് രാസ സംസ്കരണത്തിലൂടെ നിർമ്മിച്ച വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്ന പോളിമർ ഫൈൻ കെമിക്കൽ മെറ്റീരിയലാണ് സെല്ലുലോസ് ഈതർ. പത്തൊൻപതാം നൂറ്റാണ്ടിൽ സെല്ലുലോസ് നൈട്രേറ്റും സെല്ലുലോസ് അസറ്റേറ്റും നിർമ്മിച്ചതിനുശേഷം, രസതന്ത്രജ്ഞർ നിരവധി സെല്ലുലോസ് ഈഥറുകളുടെ സെല്ലുലോസ് ഡെറിവേറ്റീവുകളുടെ ഒരു പരമ്പര വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു, കൂടാതെ നിരവധി വ്യാവസായിക മേഖലകൾ ഉൾപ്പെടുന്ന പുതിയ പ്രയോഗ മേഖലകൾ തുടർച്ചയായി കണ്ടെത്തിയിട്ടുണ്ട്. സോഡിയം പോലുള്ള സെല്ലുലോസ് ഈതർ ഉൽപ്പന്നങ്ങൾകാർബോക്സിമീതൈൽ സെല്ലുലോസ് (CMC), എഥൈൽ സെല്ലുലോസ് (EC), ഹൈഡ്രോക്സിതൈൽ സെല്ലുലോസ് (HEC), ഹൈഡ്രോക്സിപ്രോപൈൽ സെല്ലുലോസ് (HPC), മീഥൈൽ ഹൈഡ്രോക്സിതൈൽ സെല്ലുലോസ് (MHEC)ഒപ്പംമീഥൈൽ ഹൈഡ്രോക്സിപ്രോപൈൽ സെല്ലുലോസ് (MHPC)മറ്റ് സെല്ലുലോസ് ഈഥറുകൾ "വ്യാവസായിക മോണോസോഡിയം ഗ്ലൂട്ടാമേറ്റ്" എന്നറിയപ്പെടുന്നു, കൂടാതെ എണ്ണ കുഴിക്കൽ, നിർമ്മാണം, കോട്ടിംഗുകൾ, ഭക്ഷണം, മരുന്ന്, ദൈനംദിന രാസവസ്തുക്കൾ എന്നിവയിൽ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്നു.

ഹൈഡ്രോക്സിതൈൽ മീഥൈൽ സെല്ലുലോസ് (MHPC) ദുർഗന്ധമില്ലാത്തതും രുചിയില്ലാത്തതും വിഷരഹിതവുമായ ഒരു വെളുത്ത പൊടിയാണ്, ഇത് തണുത്ത വെള്ളത്തിൽ ലയിപ്പിച്ച് സുതാര്യമായ ഒരു വിസ്കോസ് ലായനി ഉണ്ടാക്കാം. ഇതിന് കട്ടിയാക്കൽ, ബൈൻഡിംഗ്, ഡിസ്പേഴ്സിംഗ്, എമൽസിഫൈയിംഗ്, ഫിലിം-ഫോമിംഗ്, സസ്പെൻഡിംഗ്, അഡ്സോർബിംഗ്, ജെല്ലിംഗ്, സർഫസ് ആക്റ്റീവ്, ഈർപ്പം നിലനിർത്തൽ, കൊളോയിഡ് സംരക്ഷിക്കൽ എന്നീ സവിശേഷതകൾ ഉണ്ട്. ജലീയ ലായനിയുടെ ഉപരിതല സജീവ പ്രവർത്തനം കാരണം, ഇത് ഒരു കൊളോയ്ഡൽ പ്രൊട്ടക്റ്റീവ് ഏജന്റ്, എമൽസിഫയർ, ഡിസ്പേഴ്സന്റ് എന്നിവയായി ഉപയോഗിക്കാം. ഹൈഡ്രോക്സിതൈൽ മീഥൈൽ സെല്ലുലോസ് ജലീയ ലായനിക്ക് നല്ല ഹൈഡ്രോഫിലിസിറ്റി ഉണ്ട്, കൂടാതെ കാര്യക്ഷമമായ ഒരു ജല നിലനിർത്തൽ ഏജന്റുമാണ്. ഹൈഡ്രോക്സിതൈൽ മീഥൈൽ സെല്ലുലോസിൽ ഹൈഡ്രോക്സിതൈൽ ഗ്രൂപ്പുകൾ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നതിനാൽ, ദീർഘകാല സംഭരണ ​​സമയത്ത് ഇതിന് നല്ല പൂപ്പൽ വിരുദ്ധ കഴിവ്, നല്ല വിസ്കോസിറ്റി സ്ഥിരത, പൂപ്പൽ പ്രതിരോധം എന്നിവയുണ്ട്.

മെഥൈൽസെല്ലുലോസിൽ (MC) എഥിലീൻ ഓക്സൈഡ് പകരക്കാർ (MS 0.3~0.4) അവതരിപ്പിച്ചാണ് ഹൈഡ്രോക്സിതൈൽ മെഥൈൽസെല്ലുലോസ് (HEMC) തയ്യാറാക്കുന്നത്, കൂടാതെ അതിന്റെ ഉപ്പ് പ്രതിരോധം പരിഷ്കരിക്കാത്ത പോളിമറുകളേക്കാൾ മികച്ചതാണ്. മെഥൈൽസെല്ലുലോസിന്റെ ജെലേഷൻ താപനിലയും MC യേക്കാൾ കൂടുതലാണ്.

ഘടന

സവിശേഷത

ഹൈഡ്രോക്സിതൈൽ മീഥൈൽസെല്ലുലോസിന്റെ (HEMC) പ്രധാന സവിശേഷതകൾ ഇവയാണ്:

1. ലയിക്കാനുള്ള കഴിവ്: വെള്ളത്തിലും ചില ജൈവ ലായകങ്ങളിലും ലയിക്കുന്നതാണ്. HEMC തണുത്ത വെള്ളത്തിൽ ലയിപ്പിക്കാൻ കഴിയും. അതിന്റെ ഏറ്റവും ഉയർന്ന സാന്ദ്രത നിർണ്ണയിക്കുന്നത് വിസ്കോസിറ്റി അനുസരിച്ചാണ്. ലയിക്കാനുള്ള കഴിവ് വിസ്കോസിറ്റി അനുസരിച്ച് വ്യത്യാസപ്പെടുന്നു. വിസ്കോസിറ്റി കുറയുന്തോറും ലയിക്കാനുള്ള കഴിവ് വർദ്ധിക്കും.

2. ഉപ്പ് പ്രതിരോധം: HEMC ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ അയോണിക് അല്ലാത്ത സെല്ലുലോസ് ഈതറുകളാണ്, പോളിഇലക്ട്രോലൈറ്റുകളല്ല. അതിനാൽ ലോഹ ലവണങ്ങളോ ജൈവ ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകളോ ഉള്ളപ്പോൾ ജലീയ ലായനികളിൽ അവ താരതമ്യേന സ്ഥിരതയുള്ളവയാണ്. എന്നാൽ ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകളുടെ അമിതമായ കൂട്ടിച്ചേർക്കൽ ജെലേഷനും അവക്ഷിപ്തത്തിനും കാരണമാകും.

3. ഉപരിതല പ്രവർത്തനം: ജലീയ ലായനിയുടെ ഉപരിതല സജീവ പ്രവർത്തനം കാരണം, ഇത് ഒരു കൊളോയ്ഡൽ പ്രൊട്ടക്റ്റീവ് ഏജന്റ്, എമൽസിഫയർ, ഡിസ്പേഴ്സന്റ് എന്നിവയായി ഉപയോഗിക്കാം.

4. തെർമൽ ജെൽ: HEMC ഉൽപ്പന്നങ്ങളുടെ ജലീയ ലായനി ഒരു നിശ്ചിത താപനിലയിലേക്ക് ചൂടാക്കുമ്പോൾ, അത് അതാര്യമാവുകയും, ജെൽ ആകുകയും, അവക്ഷിപ്തമാവുകയും ചെയ്യുന്നു. എന്നാൽ തുടർച്ചയായി തണുപ്പിക്കുമ്പോൾ, അത് യഥാർത്ഥ ലായനി അവസ്ഥയിലേക്ക് മടങ്ങുന്നു. ഈ ജെല്ലും അവക്ഷിപ്തവും സംഭവിക്കുന്ന താപനില പ്രധാനമായും അവയെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു. ലൂബ്രിക്കന്റുകൾ, സസ്പെൻഡിംഗ് എയ്ഡുകൾ, പ്രൊട്ടക്റ്റീവ് കൊളോയിഡുകൾ, എമൽസിഫയറുകൾ മുതലായവ.

5. ഉപാപചയ നിഷ്ക്രിയത്വവും കുറഞ്ഞ ദുർഗന്ധവും സുഗന്ധവും: HEMC ഭക്ഷണത്തിലും ഔഷധങ്ങളിലും വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്നു, കാരണം ഇത് ഉപാപചയമാകില്ല, കൂടാതെ കുറഞ്ഞ ദുർഗന്ധവും സുഗന്ധവും ഉള്ളതുമാണ്.

6. പൂപ്പൽ പ്രതിരോധം: ദീർഘകാല സംഭരണത്തിൽ HEMC ക്ക് താരതമ്യേന നല്ല പൂപ്പൽ പ്രതിരോധവും നല്ല വിസ്കോസിറ്റി സ്ഥിരതയുമുണ്ട്.

7. PH സ്ഥിരത: HEMC ഉൽപ്പന്നങ്ങളുടെ ജലീയ ലായനിയുടെ വിസ്കോസിറ്റിയെ ആസിഡോ ആൽക്കലിയോ കാര്യമായി ബാധിക്കുന്നില്ല, കൂടാതെ pH മൂല്യം 3.0 മുതൽ 11.0 വരെയുള്ള പരിധിയിൽ താരതമ്യേന സ്ഥിരതയുള്ളതുമാണ്.

അപേക്ഷ

ജലീയ ലായനിയിലെ ഉപരിതല-സജീവ പ്രവർത്തനം കാരണം ഹൈഡ്രോക്സിതൈൽ മീഥൈൽസെല്ലുലോസ് ഒരു കൊളോയ്ഡൽ പ്രൊട്ടക്റ്റീവ് ഏജന്റ്, എമൽസിഫയർ, ഡിസ്പേഴ്സന്റ് എന്നിവയായി ഉപയോഗിക്കാം. ഇതിന്റെ പ്രയോഗ ഉദാഹരണങ്ങൾ ഇപ്രകാരമാണ്:

1. സിമന്റിന്റെ പ്രകടനത്തിൽ ഹൈഡ്രോക്സിതൈൽ മീഥൈൽസെല്ലുലോസിന്റെ പ്രഭാവം. ഹൈഡ്രോക്സിതൈൽ മീഥൈൽസെല്ലുലോസ് ഒരു ദുർഗന്ധമില്ലാത്ത, രുചിയില്ലാത്ത, വിഷരഹിതമായ വെളുത്ത പൊടിയാണ്, ഇത് തണുത്ത വെള്ളത്തിൽ ലയിപ്പിച്ച് സുതാര്യമായ ഒരു വിസ്കോസ് ലായനി ഉണ്ടാക്കാം. കട്ടിയാക്കൽ, ബൈൻഡിംഗ്, ഡിസ്പേഴ്സിംഗ്, എമൽസിഫൈയിംഗ്, ഫിലിം-ഫോമിംഗ്, സസ്പെൻഡിംഗ്, അഡ്സോർബിംഗ്, ജെല്ലിംഗ്, സർഫസ് ആക്റ്റീവ്, ഈർപ്പം നിലനിർത്തൽ, കൊളോയിഡ് സംരക്ഷിക്കൽ എന്നീ സവിശേഷതകൾ ഇതിനുണ്ട്. ജലീയ ലായനിക്ക് ഒരു സർഫസ് ആക്റ്റീവ് ഫംഗ്ഷൻ ഉള്ളതിനാൽ, ഇത് ഒരു കൊളോയ്ഡൽ പ്രൊട്ടക്റ്റീവ് ഏജന്റ്, എമൽസിഫയർ, ഡിസ്പേഴ്സന്റ് എന്നിവയായി ഉപയോഗിക്കാം. ഹൈഡ്രോക്സിതൈൽ മീഥൈൽസെല്ലുലോസ് ജലീയ ലായനിക്ക് നല്ല ഹൈഡ്രോഫിലിസിറ്റി ഉണ്ട്, കൂടാതെ കാര്യക്ഷമമായ ഒരു ജല നിലനിർത്തൽ ഏജന്റുമാണ്.

2. ഭാരം അനുസരിച്ച് ഭാഗങ്ങളായി അസംസ്കൃത വസ്തുക്കളിൽ നിന്ന് നിർമ്മിച്ച ഉയർന്ന വഴക്കമുള്ള ഒരു റിലീഫ് പെയിന്റ് തയ്യാറാക്കുന്നു: 150-200 ഗ്രാം ഡീയോണൈസ്ഡ് വെള്ളം; 60-70 ഗ്രാം ശുദ്ധമായ അക്രിലിക് എമൽഷൻ; 550-650 ഗ്രാം ഹെവി കാൽസ്യം; 70-90 ഗ്രാം ടാൽക്കം പൗഡർ; ബേസ് സെല്ലുലോസ് ജലീയ ലായനി 30-40 ഗ്രാം; ലിഗ്നോസെല്ലുലോസ് ജലീയ ലായനി 10-20 ഗ്രാം; ഫിലിം-ഫോർമിംഗ് എയ്ഡ് 4-6 ഗ്രാം; ആന്റിസെപ്റ്റിക്, കുമിൾനാശിനി 1.5-2.5 ഗ്രാം; ഡിസ്പേഴ്സന്റ് 1.8-2.2 ഗ്രാം; വെറ്റിംഗ് ഏജന്റ് 1.8-2.2 ഗ്രാം; 3.5-4.5 ഗ്രാം; എത്തലീൻ ഗ്ലൈക്കോൾ 9-11 ഗ്രാം; 2-4% ഹൈഡ്രോക്സിതൈൽ മെഥൈൽസെല്ലുലോസ് വെള്ളത്തിൽ ലയിപ്പിച്ചാണ് ഹൈഡ്രോക്സിതൈൽ മെഥൈൽസെല്ലുലോസ് ജലീയ ലായനി നിർമ്മിക്കുന്നത്; ലിഗ്നോസെല്ലുലോസ് ജലീയ ലായനി 1-3% ലിഗ്നോസെല്ലുലോസ് കൊണ്ടാണ് നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്.

തയ്യാറാക്കൽ

ഹൈഡ്രോക്സിതൈൽ മീഥൈൽ സെല്ലുലോസിന്റെ ഒരു തയ്യാറാക്കൽ രീതി, ശുദ്ധീകരിച്ച കോട്ടൺ അസംസ്കൃത വസ്തുവായി ഉപയോഗിക്കുന്നു, എഥിലീൻ ഓക്സൈഡ് ഹൈഡ്രോക്സിതൈൽ മീഥൈൽ സെല്ലുലോസ് തയ്യാറാക്കാൻ ഒരു എഥറിഫിക്കേഷൻ ഏജന്റായി ഉപയോഗിക്കുന്നു എന്നതാണ് രീതി. ഹൈഡ്രോക്സിതൈൽ മീഥൈൽ സെല്ലുലോസ് തയ്യാറാക്കുന്നതിനുള്ള അസംസ്കൃത വസ്തുക്കളുടെ ഭാരം ഇനിപ്പറയുന്നവയാണ്: ടോലുയിൻ, ഐസോപ്രോപനോൾ മിശ്രിതം ലായകമായി 700-800 ഭാഗങ്ങൾ, വെള്ളത്തിന്റെ 30-40 ഭാഗങ്ങൾ, സോഡിയം ഹൈഡ്രോക്സൈഡിന്റെ 70-80 ഭാഗങ്ങൾ, ശുദ്ധീകരിച്ച കോട്ടണിന്റെ 80-85 ഭാഗങ്ങൾ, ഓക്സി ഈഥെയ്ന്റെ 20-28 ഭാഗങ്ങൾ, മീഥൈൽ ക്ലോറൈഡിന്റെ 80-90 ഭാഗങ്ങൾ, ഗ്ലേഷ്യൽ അസറ്റിക് ആസിഡിന്റെ 16-19 ഭാഗങ്ങൾ; നിർദ്ദിഷ്ട ഘട്ടങ്ങൾ ഇവയാണ്:

ആദ്യ ഘട്ടത്തിൽ, പ്രതികരണ കെറ്റിൽ, ടോലുയിൻ, ഐസോപ്രോപനോൾ മിശ്രിതം, വെള്ളം, സോഡിയം ഹൈഡ്രോക്സൈഡ് എന്നിവ ചേർത്ത് 60-80 ° C വരെ ചൂടാക്കുക, 20-40 മിനിറ്റ് ചൂടാക്കി വയ്ക്കുക;

രണ്ടാമത്തെ ഘട്ടം, ആൽക്കലൈസേഷൻ: മുകളിൽ പറഞ്ഞ വസ്തുക്കൾ 30-50°C വരെ തണുപ്പിക്കുക, ശുദ്ധീകരിച്ച കോട്ടൺ ചേർക്കുക, ടോലുയിൻ, ഐസോപ്രോപനോൾ മിശ്രിതം ലായകങ്ങൾ തളിക്കുക, 0.006Mpa വരെ വാക്വമൈസ് ചെയ്യുക, 3 മാറ്റിസ്ഥാപിക്കലുകൾക്കായി നൈട്രജൻ നിറയ്ക്കുക, മാറ്റിസ്ഥാപിച്ചതിന് ശേഷം ആൽക്കലൈസേഷൻ നടത്തുക, ആൽക്കലൈസേഷൻ അവസ്ഥകൾ ഇവയാണ്: ആൽക്കലൈസേഷൻ സമയം 2 മണിക്കൂറാണ്, ആൽക്കലൈസേഷൻ താപനില 30°C മുതൽ 50°C വരെയാണ്;

മൂന്നാമത്തെ ഘട്ടം, ഈഥറിഫിക്കേഷൻ: ആൽക്കലൈസേഷൻ പൂർത്തിയായ ശേഷം, റിയാക്ടർ 0.05-0.07MPa ലേക്ക് മാറ്റുകയും, എഥിലീൻ ഓക്സൈഡും മീഥൈൽ ക്ലോറൈഡും 30-50 മിനിറ്റ് നേരത്തേക്ക് ചേർക്കുകയും ചെയ്യുന്നു; ഈഥറിഫിക്കേഷന്റെ ആദ്യ ഘട്ടം: 40-60°C, 1.0-2.0 മണിക്കൂർ, മർദ്ദം 0.15 നും 0.3Mpa നും ഇടയിൽ നിയന്ത്രിക്കപ്പെടുന്നു; ഈഥറിഫിക്കേഷന്റെ രണ്ടാം ഘട്ടം: 60～90℃, 2.0～2.5 മണിക്കൂർ, മർദ്ദം 0.4 നും 0.8Mpa നും ഇടയിൽ നിയന്ത്രിക്കപ്പെടുന്നു;

നാലാമത്തെ ഘട്ടം, ന്യൂട്രലൈസേഷൻ: മുൻകൂട്ടി അളന്ന ഗ്ലേഷ്യൽ അസറ്റിക് ആസിഡ് അവക്ഷിപ്ത കെറ്റിലിൽ ചേർക്കുക, ന്യൂട്രലൈസേഷനായി ഈഥറൈസ് ചെയ്ത മെറ്റീരിയലിലേക്ക് അമർത്തുക, അവക്ഷിപ്തത്തിനായി താപനില 75-80°C ആയി ഉയർത്തുക, താപനില 102°C ആയി ഉയരുകയും pH മൂല്യം 6 ആണെന്ന് കണ്ടെത്തുകയും ചെയ്യുക. 8 മണിക്ക്, ഡീസോൾവെന്റൈസേഷൻ പൂർത്തിയാകുന്നു; 90°C മുതൽ 100°C വരെ താപനിലയിൽ റിവേഴ്സ് ഓസ്മോസിസ് ഉപകരണം ഉപയോഗിച്ച് സംസ്കരിച്ച ടാപ്പ് വെള്ളം കൊണ്ട് ഡീസോൾവെന്റൈസേഷൻ ടാങ്ക് നിറയ്ക്കുന്നു;

അഞ്ചാമത്തെ ഘട്ടം, സെൻട്രിഫ്യൂഗൽ വാഷിംഗ്: നാലാമത്തെ ഘട്ടത്തിലെ മെറ്റീരിയൽ ഒരു തിരശ്ചീന സ്ക്രൂ സെൻട്രിഫ്യൂജിലൂടെ സെൻട്രിഫ്യൂജ് ചെയ്യുന്നു, കൂടാതെ വേർതിരിച്ച മെറ്റീരിയൽ മുൻകൂട്ടി ചൂടുവെള്ളം നിറച്ച ഒരു വാഷിംഗ് ടാങ്കിലേക്ക് മെറ്റീരിയൽ കഴുകുന്നതിനായി മാറ്റുന്നു;

ആറാമത്തെ ഘട്ടം, സെൻട്രിഫ്യൂഗൽ ഉണക്കൽ: കഴുകിയ വസ്തുക്കൾ ഒരു തിരശ്ചീന സ്ക്രൂ സെൻട്രിഫ്യൂജ് വഴി ഡ്രയറിലേക്ക് എത്തിക്കുകയും, 150-170°C ൽ ഉണക്കുകയും, ഉണക്കിയ വസ്തുക്കൾ പൊടിച്ച് പായ്ക്ക് ചെയ്യുകയും ചെയ്യുന്നു.

നിലവിലുള്ള സെല്ലുലോസ് ഈതർ ഉൽ‌പാദന സാങ്കേതികവിദ്യയുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, ഇപ്പോഴത്തെ കണ്ടുപിടുത്തം ഹൈഡ്രോക്സിതൈൽ മീഥൈൽ സെല്ലുലോസ് തയ്യാറാക്കാൻ ഒരു ഈഥറിഫിക്കേഷൻ ഏജന്റായി എഥിലീൻ ഓക്സൈഡ് ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഹൈഡ്രോക്സിതൈൽ ഗ്രൂപ്പുകൾ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നതിനാൽ ഇതിന് നല്ല പൂപ്പൽ പ്രതിരോധമുണ്ട്. ദീർഘകാല സംഭരണ ​​സമയത്ത് ഇതിന് നല്ല വിസ്കോസിറ്റി സ്ഥിരതയും പൂപ്പൽ പ്രതിരോധവുമുണ്ട്. മറ്റ് സെല്ലുലോസ് ഈഥറുകൾക്ക് പകരം ഇത് ഉപയോഗിക്കാം.