मिथाइल हायड्रॉक्सीइथाइल सेल्युलोज कसे तयार केले जाते?

पार्श्वभूमी आणि आढावा

सेल्युलोज इथर हे एक मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाणारे पॉलिमर सूक्ष्म रासायनिक पदार्थ आहे, जे नैसर्गिक पॉलिमर सेल्युलोजपासून रासायनिक प्रक्रियेद्वारे बनवले जाते. १९व्या शतकात सेल्युलोज नायट्रेट आणि सेल्युलोज ॲसिटेटच्या निर्मितीनंतर, रसायनशास्त्रज्ञांनी अनेक सेल्युलोज इथरचे सेल्युलोज डेरिव्हेटिव्ह्जची एक मालिका विकसित केली आहे आणि अनेक औद्योगिक क्षेत्रांचा समावेश असलेली नवीन उपयोगाची क्षेत्रे सतत शोधली गेली आहेत. सोडियम सेल्युलोज इथर उत्पादने, जसे की सोडियम सेल्युलोज इथर, हे एक उत्तम पर्याय आहे.कार्बोक्सीमेथिल सेल्युलोज (सीएमसी), इथिल सेल्युलोज (EC), हायड्रॉक्सीइथिल सेल्युलोज (HEC), हायड्रॉक्सीप्रोपिल सेल्युलोज (HPC), मिथाइल हायड्रॉक्सीइथाइल सेल्युलोज (MHEC)आणिमिथाइल हायड्रॉक्सीप्रोपाइल सेल्युलोज (MHPC)आणि इतर सेल्युलोज इथर्स "औद्योगिक मोनोसोडियम ग्लूटामेट" म्हणून ओळखले जातात आणि तेल उत्खनन, बांधकाम, कोटिंग्ज, अन्न, औषध आणि दैनंदिन रसायनांमध्ये त्यांचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो.

हायड्रॉक्सीइथिल मिथिल सेल्युलोज (MHPC) ही एक गंधहीन, चवहीन, बिनविषारी पांढरी पावडर आहे, जी थंड पाण्यात विरघळून एक पारदर्शक, दाट द्रावण तयार करते. यामध्ये घट्ट करणे, बांधणे, विखुरणे, पायसीकरण करणे, फिल्म तयार करणे, निलंबित करणे, शोषण करणे, जेल बनवणे, पृष्ठभागावर सक्रिय राहणे, ओलावा टिकवून ठेवणे आणि कलिलांचे संरक्षण करणे हे गुणधर्म आहेत. जलीय द्रावणाच्या पृष्ठभागावरील सक्रिय कार्यामुळे, त्याचा उपयोग कलिल संरक्षक घटक, पायसीकरणकर्ता आणि विखुरणारा घटक म्हणून केला जाऊ शकतो. हायड्रॉक्सीइथिल मिथिलसेल्युलोजच्या जलीय द्रावणात चांगली जलस्नेहता असते आणि ते एक प्रभावी पाणी टिकवून ठेवणारे घटक आहे. हायड्रॉक्सीइथिल मिथिलसेल्युलोजमध्ये हायड्रॉक्सीइथिल गट असल्यामुळे, त्यात बुरशीरोधक क्षमता, चांगली दाटपणाची स्थिरता आणि दीर्घकाळ साठवणुकीदरम्यान बुरशीला प्रतिकार करण्याची क्षमता असते.

मेथिलसेल्युलोज (MC) मध्ये एथिलीन ऑक्साइड प्रतिस्थापक (MS 0.3~0.4) समाविष्ट करून हायड्रॉक्सीएथिल मेथिलसेल्युलोज (HEMC) तयार केले जाते आणि त्याची क्षार प्रतिरोधकता मूळ पॉलिमरपेक्षा चांगली असते. मेथिलसेल्युलोजचे जेलेशन तापमान देखील MC पेक्षा जास्त असते.

रचना

वैशिष्ट्य

हायड्रॉक्सीइथिल मेथिलसेल्युलोज (HEMC) ची मुख्य वैशिष्ट्ये खालीलप्रमाणे आहेत:

१. विद्राव्यता: पाण्यात आणि काही सेंद्रिय द्रावकांमध्ये विरघळते. HEMC थंड पाण्यात विरघळू शकते. त्याची सर्वाधिक संहती केवळ स्निग्धतेवर अवलंबून असते. विद्राव्यता स्निग्धतेनुसार बदलते. स्निग्धता जितकी कमी, तितकी विद्राव्यता जास्त.

२. क्षार प्रतिरोध: HEMC उत्पादने नॉन-आयनिक सेल्युलोज इथर आहेत आणि पॉलिइलेक्ट्रोलाइट्स नाहीत, त्यामुळे धातूंचे क्षार किंवा सेंद्रिय इलेक्ट्रोलाइट्स असताना ती जलीय द्रावणांमध्ये तुलनेने स्थिर असतात, परंतु इलेक्ट्रोलाइट्सचा अतिरिक्त वापर केल्यास जेलेशन आणि अवक्षेपण होऊ शकते.

३. पृष्ठीय क्रियाशीलता: जलीय द्रावणाच्या पृष्ठीय सक्रिय कार्यामुळे, त्याचा उपयोग कलिल संरक्षक कारक, पायसीकारक आणि विखुरक म्हणून केला जाऊ शकतो.

४. थर्मल जेल: जेव्हा HEMC उत्पादनांचे जलीय द्रावण एका विशिष्ट तापमानापर्यंत गरम केले जाते, तेव्हा ते अपारदर्शक होते, जेल बनते आणि अवक्षेप तयार होतो, परंतु जेव्हा ते सतत थंड केले जाते, तेव्हा ते मूळ द्रावण स्थितीत परत येते आणि ज्या तापमानावर हे जेल आणि अवक्षेपण होते ते मुख्यत्वे स्नेहक, निलंबन सहाय्यक, संरक्षक कलिल, पायसीकारक इत्यादींवर अवलंबून असते.

५. चयापचयात्मक निष्क्रियता आणि कमी गंध व सुगंध: एचईएमसीचा वापर अन्न आणि औषध क्षेत्रात मोठ्या प्रमाणावर केला जातो कारण त्याचे चयापचय होत नाही आणि त्याला कमी गंध व सुगंध असतो.

६. बुरशी प्रतिरोध: HEMC मध्ये तुलनेने चांगला बुरशी प्रतिरोध आणि दीर्घकालीन साठवणुकीदरम्यान चांगली स्निग्धता स्थिरता असते.

७. पीएच स्थिरता: एचईएमसी उत्पादनांच्या जलीय द्रावणाच्या चिकटपणावर आम्ल किंवा अल्कलीचा क्वचितच परिणाम होतो आणि पीएच मूल्य ३.० ते ११.० च्या मर्यादेत तुलनेने स्थिर असते.

अर्ज

जलीय द्रावणातील त्याच्या पृष्ठीय सक्रिय कार्यामुळे, हायड्रॉक्सीइथिल मेथिलसेल्युलोजचा उपयोग कलिल संरक्षक कारक, पायसीकारक आणि विखुरक म्हणून केला जाऊ शकतो. त्याच्या उपयोगाची उदाहरणे खालीलप्रमाणे आहेत:

१. सिमेंटच्या कार्यक्षमतेवर हायड्रॉक्सीइथिल मेथिलसेल्युलोजचा परिणाम. हायड्रॉक्सीइथिल मेथिलसेल्युलोज ही एक गंधहीन, चवहीन, बिनविषारी पांढरी पावडर आहे, जी थंड पाण्यात विरघळून एक पारदर्शक, चिकट द्रावण तयार करते. यामध्ये घट्ट करणे, बांधणे, विखुरणे, पायसीकरण करणे, फिल्म तयार करणे, निलंबित करणे, शोषण करणे, जेल बनवणे, पृष्ठ सक्रियता, ओलावा टिकवून ठेवणे आणि कलिलांचे संरक्षण करणे हे गुणधर्म आहेत. जलीय द्रावणामध्ये पृष्ठ सक्रियता कार्य असल्यामुळे, त्याचा उपयोग कलिल संरक्षक घटक, पायसीकरणकर्ता आणि विखुरणारा घटक म्हणून केला जाऊ शकतो. हायड्रॉक्सीइथिल मेथिलसेल्युलोजच्या जलीय द्रावणात चांगली जलस्नेहता असते आणि ते एक कार्यक्षम पाणी टिकवून ठेवणारे घटक आहे.

२. एक अत्यंत लवचिक रिलीफ पेंट तयार केला जातो, जो वजनानुसार खालील कच्च्या मालापासून बनवला जातो: १५०-२०० ग्रॅम निर्आयनित पाणी; ६०-७० ग्रॅम शुद्ध ॲक्रेलिक इमल्शन; ५५०-६५० ग्रॅम जड कॅल्शियम; ७०-९० ग्रॅम टॅल्कम पावडर; बेस सेल्युलोजचे जलीय द्रावण ३०-४० ग्रॅम; लिग्नोसेल्युलोजचे जलीय द्रावण १०-२० ग्रॅम; फिल्म-फॉर्मिंग एड ४-६ ग्रॅम; जंतुनाशक आणि बुरशीनाशक १.५-२.५ ग्रॅम; डिस्पर्संट १.८-२.२ ग्रॅम; वेटिंग एजंट १.८-२.२ ग्रॅम; ३.५-४.५ ग्रॅम; इथिलीन ग्लायकोल ९-११ ग्रॅम; हायड्रॉक्सीइथिल मेथिलसेल्युलोज पाण्यात २-४% विरघळवून हायड्रॉक्सीइथिल मेथिलसेल्युलोजचे जलीय द्रावण बनवले जाते; लिग्नोसेल्युलोज पाण्यात १-३% विरघळवून लिग्नोसेल्युलोजचे जलीय द्रावण बनवले जाते.

तयारी

हायड्रॉक्सीइथिल मेथिल सेल्युलोज तयार करण्याची एक पद्धत, ज्यामध्ये कच्चा माल म्हणून शुद्ध केलेला कापूस वापरला जातो आणि इथरीफिकेशन एजंट म्हणून एथिलीन ऑक्साईडचा वापर केला जातो. हायड्रॉक्सीइथिल मेथिल सेल्युलोज तयार करण्यासाठी लागणाऱ्या कच्च्या मालाचे वजनी प्रमाण खालीलप्रमाणे आहे: द्रावक म्हणून ७००-८०० भाग टोल्युइन आणि आयसोप्रोपेनॉलचे मिश्रण, ३०-४० भाग पाणी, ७०-८० भाग सोडियम हायड्रॉक्साईड, ८०-८५ भाग शुद्ध केलेला कापूस, २०-२८ भाग ऑक्सिइथेन, ८०-९० भाग मेथिल क्लोराईड, १६-१९ भाग ग्लेशियल ऍसिटिक ऍसिड; विशिष्ट टप्पे खालीलप्रमाणे आहेत:

पहिल्या टप्प्यात, अभिक्रिया पात्रात टोल्युइन आणि आयसोप्रोपेनॉलचे मिश्रण, पाणी आणि सोडियम हायड्रॉक्साइड घाला, ६०-८०°C पर्यंत गरम करा, २०-४० मिनिटे गरम ठेवा;

दुसरी पायरी, अल्कलीकरण: वरील साहित्य ३०-५०°C पर्यंत थंड करा, शुद्ध कापूस घाला, टोल्युइन आणि आयसोप्रोपेनॉल मिश्रित द्रावकाची फवारणी करा, ०.००६Mpa पर्यंत निर्वात करा, ३ वेळा नायट्रोजन भरा आणि प्रत्येक बदलानंतर अल्कलीकरण करा, अल्कलीकरणाच्या अटी खालीलप्रमाणे आहेत: अल्कलीकरणाचा कालावधी २ तास आहे आणि अल्कलीकरणाचे तापमान ३०°C ते ५०°C आहे;

तिसरी पायरी, इथरीकरण: अल्कलीकरण पूर्ण झाल्यावर, रिॲक्टरमधील हवा 0.05-0.07MPa पर्यंत काढून टाकली जाते आणि 30-50 मिनिटांसाठी एथिलीन ऑक्साइड आणि मिथाइल क्लोराइड टाकले जातात; इथरीकरणाचा पहिला टप्पा: 40-60°C, 1.0-2.0 तास, दाब 0.15 ते 0.3Mpa दरम्यान नियंत्रित केला जातो; इथरीकरणाचा दुसरा टप्पा: 60～90℃, 2.0～2.5 तास, दाब 0.4 ते 0.8Mpa दरम्यान नियंत्रित केला जातो;

चौथी पायरी, उदासीनीकरण: मोजून घेतलेले ग्लेशियल ऍसिटिक ऍसिड अवक्षेपण किटलीमध्ये अगोदरच टाका, उदासीनीकरणासाठी इथरीकृत पदार्थात दाबा, अवक्षेपणासाठी तापमान ७५-८०°C पर्यंत वाढवा, तापमान १०२°C पर्यंत वाढते आणि pH मूल्य ६ असल्याचे तपासले जाते. ८ वाजता, विद्रावक-निराकरण पूर्ण होते; विद्रावक-निराकरण टाकी ९०°C ते १००°C तापमानावर रिव्हर्स ऑस्मोसिस उपकरणाद्वारे प्रक्रिया केलेल्या नळाच्या पाण्याने भरली जाते;

पाचवी पायरी, अपकेंद्री धुलाई: चौथ्या पायरीतील पदार्थ एका आडव्या स्क्रू अपकेंद्रीतून अपकेंद्रित केला जातो, आणि वेगळा केलेला पदार्थ धुण्यासाठी आधीच गरम पाण्याने भरलेल्या धुलाईच्या टाकीत हस्तांतरित केला जातो;

सहावी पायरी, अपकेंद्री शुष्कीकरण: धुतलेला पदार्थ एका आडव्या स्क्रू अपकेंद्री यंत्रामार्फत शुष्ककात पाठवला जातो, आणि तो पदार्थ १५०-१७०°C तापमानावर सुकवला जातो, आणि सुकवलेला पदार्थ बारीक करून पॅक केला जातो.

सध्याच्या सेल्युलोज इथर उत्पादन तंत्रज्ञानाच्या तुलनेत, प्रस्तुत शोधात हायड्रॉक्सिइथिल मिथाइल सेल्युलोज तयार करण्यासाठी इथरीफिकेशन एजंट म्हणून इथिलीन ऑक्साईडचा वापर केला जातो, ज्यामध्ये हायड्रॉक्सिइथिल गट असल्यामुळे बुरशीला चांगला प्रतिकार असतो. दीर्घकालीन साठवणुकीदरम्यान यात चांगली स्निग्धता स्थिरता आणि बुरशी-प्रतिकारशक्ती असते. याचा वापर इतर सेल्युलोज इथर्सऐवजी केला जाऊ शकतो.