हायड्रॉक्सीथिल सेल्युलोज कसे तयार केले जाते?

हायड्रॉक्सीथिल सेल्युलोजहे एक महत्त्वाचे सेल्युलोज डेरिव्हेटिव्ह आहे. मुबलक कच्च्या मालाच्या संसाधनांमुळे, अक्षय, जैवविघटनशील, विषारी नसलेले, चांगले जैव सुसंगतता आणि मोठ्या प्रमाणात उत्पन्न मिळाल्यामुळे, त्याच्या संशोधन आणि वापराने बरेच लक्ष वेधले आहे. . हायड्रॉक्सीथिल सेल्युलोजचा व्हिस्कोसिटी मूल्य हा एक अतिशय महत्त्वाचा कामगिरी निर्देशांक आहे. या पेपरमध्ये, 5×104mPa·s पेक्षा जास्त व्हिस्कोसिटी मूल्य आणि 0.3% पेक्षा कमी राख मूल्य असलेले हायड्रॉक्सीथिल सेल्युलोज क्षारीकरण आणि इथरिफिकेशन द्वि-चरण प्रक्रियेद्वारे द्रव-चरण संश्लेषण पद्धतीने तयार केले गेले.

अल्कलीकरण प्रक्रिया ही अल्कली सेल्युलोज तयार करण्याची प्रक्रिया आहे. या पेपरमध्ये, दोन अल्कलीकरण पद्धती वापरल्या आहेत. पहिली पद्धत म्हणजे एसीटोनचा वापर सौम्य म्हणून करणे. सेल्युलोज कच्चा माल थेट सोडियम हायड्रॉक्साईड जलीय द्रावणाच्या विशिष्ट सांद्रतेमध्ये बेस केला जातो. बेसीकरण अभिक्रिया झाल्यानंतर, इथरिफिकेशन अभिक्रिया थेट पार पाडण्यासाठी एक इथरिफायिंग एजंट जोडला जातो. दुसरी पद्धत अशी आहे की सेल्युलोज कच्चा माल सोडियम हायड्रॉक्साईड आणि युरियाच्या जलीय द्रावणात अल्कलीकृत केला जातो आणि इथरिफिकेशन अभिक्रियापूर्वी अतिरिक्त लाई काढून टाकण्यासाठी या पद्धतीने तयार केलेले अल्कली सेल्युलोज पिळून काढले पाहिजे. वेगवेगळ्या पद्धतींनी तयार केलेल्या अल्कली सेल्युलोजचे विश्लेषण इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी आणि एक्स-रे विवर्तन द्वारे केले गेले. इथरिफिकेशन अभिक्रियेद्वारे तयार केलेल्या उत्पादनांच्या गुणधर्मांनुसार, निवड पद्धत निश्चित केली जाते.

सर्वोत्तम इथरिफिकेशन संश्लेषण प्रक्रिया निश्चित करण्यासाठी, इथरिफिकेशन अभिक्रियेतील अँटिऑक्सिडंट, लाई आणि हिमनदीयुक्त एसिटिक आम्लाच्या अभिक्रिया यंत्रणेचे प्रथम विश्लेषण करण्यात आले. नंतर एकल घटक अभिक्रियेचा प्रायोगिक कार्यक्रम तयार करा, तयार केलेल्या हायड्रॉक्सीथिल सेल्युलोजच्या कामगिरीवर जास्त परिणाम करणारे घटक निश्चित करा आणि उत्पादनाच्या 2% जलीय द्रावणाची चिकटपणा संदर्भ निर्देशांक म्हणून वापरा. ​​प्रायोगिक निकालांवरून असे दिसून येते की निवडलेल्या डायल्युएंटची मात्रा, जोडलेल्या इथिलीन ऑक्साईडचे प्रमाण, क्षारीकरण वेळ, पहिल्या प्रतिक्रियेचे तापमान आणि वेळ, दुसऱ्या प्रतिक्रियेचे तापमान आणि वेळ यासारख्या घटकांचा उत्पादनाच्या कामगिरीवर मोठा प्रभाव पडतो. सात घटक आणि तीन स्तरांसह एक ऑर्थोगोनल प्रयोग योजना तयार करण्यात आली आणि प्रायोगिक निकालांमधून काढलेला प्रभाव वक्र प्राथमिक आणि दुय्यम घटक आणि प्रत्येक घटकाच्या प्रभावाच्या प्रवृत्तीचे दृश्यमानपणे विश्लेषण करू शकतो. उच्च चिकटपणा मूल्यांसह उत्पादने तयार करण्यासाठी, एक ऑप्टिमाइझ्ड प्रायोगिक योजना तयार करण्यात आली आणि हायड्रॉक्सीथिल सेल्युलोज तयार करण्यासाठी इष्टतम योजना शेवटी प्रायोगिक निकालांद्वारे निश्चित करण्यात आली.

तयार केलेल्या उच्च-स्निग्धतेचे गुणधर्महायड्रॉक्सीथिल सेल्युलोजइन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी, न्यूक्लियर मॅग्नेटिक रेझोनान्स, गॅस क्रोमॅटोग्राफी, एक्स-रे डिफ्रॅक्शन, थर्मोग्राव्हिमेट्रिक-डिफरेंशियल थर्मल अॅनालिसिस आणि इतर वैशिष्ट्यीकरण पद्धतींद्वारे स्निग्धता, राखेचे प्रमाण, प्रकाश संप्रेषण, आर्द्रता इत्यादींचे निर्धारण यासह विश्लेषण आणि चाचणी केली गेली. उत्पादनाची रचना, पर्यायी एकरूपता, मोलर सबस्टिट्यूशन डिग्री, क्रिस्टलिनिटी, थर्मल स्थिरता इत्यादींचे विश्लेषण आणि वैशिष्ट्यीकरण करण्यासाठी चाचणी पद्धती ASTM मानकांचा संदर्भ घेतात.

हायड्रॉक्सीथिल सेल्युलोज, एक महत्त्वाचा सेल्युलोज डेरिव्हेटिव्ह, त्याच्या मुबलक कच्च्या मालाच्या संसाधनांमुळे, नूतनीकरणीय, जैवविघटनशील, विषारी नसलेल्या, जैव सुसंगत आणि उच्च उत्पादनामुळे लक्ष वेधून घेत आहे. हायड्रॉक्सीथिल सेल्युलोजची चिकटपणा त्याच्या कामगिरीचा एक अतिशय महत्त्वाचा सूचक आहे. तयार केलेल्या हायड्रॉक्सीथिल सेल्युलोजची चिकटपणा 5×104mPa·s पेक्षा जास्त आहे आणि राखेचे प्रमाण 0.3% पेक्षा कमी आहे.

या पेपरमध्ये, उच्च-स्निग्धता हायड्रॉक्सीथिल सेल्युलोज अल्कलायझेशन आणि इथरिफिकेशनद्वारे द्रव-फेज संश्लेषण पद्धतीने तयार केले गेले. अल्कलायझेशन प्रक्रिया म्हणजे अल्कली सेल्युलोज तयार करणे. दोन अल्कलायझेशन पद्धतींमधून निवडा. एक म्हणजे सेल्युलोज पदार्थाचे जलीय सोडियम हायड्रॉक्साइड द्रावणात डायल्युएंट म्हणून एसीटोनसह थेट अल्कलीकरण केले जाते आणि नंतर इथरिफायिंग एजंटसह इथरिफायिंग प्रतिक्रिया केली जाते. दुसरे म्हणजे सेल्युलोज पदार्थ जलीय सोडियम हायड्रॉक्साइड द्रावण आणि युरियामध्ये अल्कलीकरण केले जाते. अभिक्रियेपूर्वी अल्कली सेल्युलोजमधील अतिरिक्त अल्कली काढून टाकणे आवश्यक आहे. या पेपरमध्ये, इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी आणि एक्स-रे विवर्तन द्वारे विविध अल्कली सेल्युलोजचा अभ्यास केला जातो. शेवटी, इथरिफायिंग उत्पादनांच्या गुणधर्मांनुसार दुसरी पद्धत स्वीकारली जाते.

इथरिफिकेशनच्या तयारीच्या पायऱ्या निश्चित करण्यासाठी, खाण्याच्या प्रक्रियेत अँटिऑक्सिडंट, अल्कली आणि हिमनदीयुक्त एसिटिक आम्लाची प्रतिक्रिया यंत्रणा अभ्यासण्यात आली. हायड्रॉक्सीइथिल सेल्युलोज तयार करण्यावर परिणाम करणारे घटक एकल घटक प्रयोगाद्वारे निश्चित केले गेले. २% जलीय द्रावणात उत्पादनाच्या स्निग्धता मूल्यावर आधारित. प्रायोगिक निकालांवरून असे दिसून येते की डायल्युएंटचे प्रमाण, इथिलीन ऑक्साईडचे प्रमाण, अल्कलायझेशन वेळ, तापमान आणि पहिल्या आणि दुसऱ्या पुनर्जलीकरणाचा वेळ यांचा उत्पादनाच्या कामगिरीवर मोठा प्रभाव पडतो. सर्वोत्तम तयारी पद्धत निश्चित करण्यासाठी सात घटक आणि तीन स्तरांची पद्धत अवलंबण्यात आली.

आम्ही तयार केलेल्या पदार्थांच्या गुणधर्मांचे विश्लेषण करतोहायड्रॉक्सीथिल सेल्युलोज, ज्यामध्ये स्निग्धता, राख, प्रकाश प्रसारण, आर्द्रता इत्यादींचा समावेश आहे. इन्फ्रारेड, न्यूक्लियर मॅग्नेटिक रेझोनन्स, गॅस क्रोमॅटोग्राफी, एक्स-रे डिफ्रॅक्शन, डीएससी आणि डीएटी द्वारे स्ट्रक्चरल कॅरेक्टरायझेशन, सबस्टिट्यूएंट एकजिनसीपणा, सबस्टिट्यूएंट मोलारिटी, क्रिस्टलिनिटी आणि थर्मल स्थिरता यावर चर्चा करण्यात आली आणि चाचणी पद्धतींनी एएसटीएम मानकांचा अवलंब केला.