హైడ్రాక్సీఇథైల్ సెల్యులోజ్‌ను ఎలా తయారు చేస్తారు?

హైడ్రాక్సీఇథైల్ సెల్యులోజ్హైడ్రాక్సీఇథైల్ సెల్యులోజ్ ఒక ముఖ్యమైన సెల్యులోజ్ ఉత్పన్నం. సమృద్ధిగా లభించే ముడి పదార్థ వనరులు, పునరుత్పాదకత, జీవవిచ్ఛిన్నం, విషరహితం, మంచి జీవ అనుకూలత మరియు అధిక దిగుబడి వంటి ప్రయోజనాల కారణంగా, దీని పరిశోధన మరియు అనువర్తనాలు ఎంతో దృష్టిని ఆకర్షించాయి. స్నిగ్ధత విలువ అనేది హైడ్రాక్సీఇథైల్ సెల్యులోజ్ యొక్క చాలా ముఖ్యమైన పనితీరు సూచిక. ఈ పత్రంలో, 5×10⁴mPa·s కంటే ఎక్కువ స్నిగ్ధత విలువ మరియు 0.3% కంటే తక్కువ బూడిద విలువ కలిగిన హైడ్రాక్సీఇథైల్ సెల్యులోజ్‌ను, క్షారీకరణ మరియు ఈథరీకరణ అనే రెండు-దశల ప్రక్రియ ద్వారా ద్రవ-దశ సంశ్లేషణ పద్ధతిలో తయారుచేయబడింది.

క్షారీకరణ ప్రక్రియ అనేది క్షార సెల్యులోజ్ తయారీ ప్రక్రియ. ఈ పత్రంలో, రెండు క్షారీకరణ పద్ధతులు ఉపయోగించబడ్డాయి. మొదటి పద్ధతిలో, అసిటోన్‌ను విలీనకారిగా ఉపయోగిస్తారు. సెల్యులోజ్ ముడి పదార్థాన్ని ఒక నిర్దిష్ట గాఢత గల సోడియం హైడ్రాక్సైడ్ జల ద్రావణంలో నేరుగా క్షారయుక్తం చేస్తారు. క్షారయుక్తం చేసే చర్య జరిపిన తర్వాత, ఈథరీకరణ చర్యను నేరుగా జరపడానికి ఒక ఈథరీకరణ కారకాన్ని కలుపుతారు. రెండవ పద్ధతిలో, సెల్యులోజ్ ముడి పదార్థాన్ని సోడియం హైడ్రాక్సైడ్ మరియు యూరియా యొక్క జల ద్రావణంలో క్షారయుక్తం చేస్తారు, మరియు ఈ పద్ధతి ద్వారా తయారు చేయబడిన క్షార సెల్యులోజ్‌ను ఈథరీకరణ చర్యకు ముందు అదనపు క్షారాన్ని తొలగించడానికి పిండాలి. వివిధ పద్ధతుల ద్వారా తయారు చేయబడిన క్షార సెల్యులోజ్‌ను పరారుణ వర్ణపట విశ్లేషణ మరియు ఎక్స్-రే వివర్తనం ద్వారా విశ్లేషించారు. ఈథరీకరణ చర్య ద్వారా తయారు చేయబడిన ఉత్పత్తుల లక్షణాల ప్రకారం, ఎంపిక పద్ధతిని నిర్ణయించారు.

ఉత్తమ ఈథరీకరణ సంశ్లేషణ ప్రక్రియను నిర్ధారించడానికి, మొదట ఈథరీకరణ చర్యలో యాంటీఆక్సిడెంట్, క్షారం మరియు గ్లేసియల్ ఎసిటిక్ ఆమ్లం యొక్క చర్యా విధానాన్ని విశ్లేషించారు. ఆ తర్వాత ఏక కారక చర్య యొక్క ప్రయోగాత్మక కార్యక్రమాన్ని రూపొందించి, తయారుచేసిన హైడ్రాక్సీఇథైల్ సెల్యులోజ్ పనితీరుపై ఎక్కువ ప్రభావం చూపే కారకాలను నిర్ధారించి, ఉత్పత్తి యొక్క 2% జల ద్రావణం యొక్క స్నిగ్ధతను ఒక సూచన సూచికగా ఉపయోగించారు. ఎంచుకున్న విలీనకారి పరిమాణం, కలిపిన ఇథిలీన్ ఆక్సైడ్ పరిమాణం, క్షారీకరణ సమయం, మొదటి చర్య యొక్క ఉష్ణోగ్రత మరియు సమయం, రెండవ చర్య యొక్క ఉష్ణోగ్రత మరియు సమయం వంటి కారకాలన్నీ ఉత్పత్తి పనితీరుపై గొప్ప ప్రభావాన్ని చూపుతాయని ప్రయోగాత్మక ఫలితాలు వెల్లడించాయి. ఏడు కారకాలు మరియు మూడు స్థాయిలతో కూడిన ఒక ఆర్థోగోనల్ ప్రయోగ పథకాన్ని రూపొందించారు, మరియు ప్రయోగాత్మక ఫలితాల నుండి గీసిన ప్రభావ వక్రరేఖ ద్వారా ప్రాథమిక మరియు ద్వితీయ కారకాలను మరియు ప్రతి కారకం యొక్క ప్రభావ ధోరణిని దృశ్యమానంగా విశ్లేషించవచ్చు. అధిక స్నిగ్ధత విలువలు గల ఉత్పత్తులను తయారు చేయడానికి, ఒక ఆప్టిమైజ్డ్ ప్రయోగాత్మక పథకాన్ని రూపొందించి, చివరకు ప్రయోగాత్మక ఫలితాల ద్వారా హైడ్రాక్సీఇథైల్ సెల్యులోజ్‌ను తయారు చేయడానికి ఉత్తమమైన పథకాన్ని నిర్ధారించారు.

తయారు చేయబడిన అధిక స్నిగ్ధత యొక్క లక్షణాలుహైడ్రాక్సీఇథైల్ సెల్యులోజ్ఉత్పత్తి యొక్క నిర్మాణం, ప్రత్యామ్నాయ ఏకరూపత, మోలార్ ప్రత్యామ్నాయ డిగ్రీ, స్ఫటికాకృతి, ఉష్ణ స్థిరత్వం మొదలైనవాటిని విశ్లేషించడానికి మరియు వర్గీకరించడానికి, స్నిగ్ధత, బూడిద శాతం, కాంతి ప్రసరణ, తేమ శాతం మొదలైనవాటిని నిర్ధారించడంతో పాటు, పరారుణ స్పెక్ట్రోస్కోపీ, న్యూక్లియర్ మాగ్నెటిక్ రెసొనెన్స్, గ్యాస్ క్రోమాటోగ్రఫీ, ఎక్స్-రే వివర్తనం, థర్మోగ్రావిమెట్రిక్-డిఫరెన్షియల్ థర్మల్ అనాలిసిస్ మరియు ఇతర వర్గీకరణ పద్ధతులను ఉపయోగించి విశ్లేషించడం మరియు పరీక్షించడం జరిగింది. ఈ పరీక్షా పద్ధతులు ASTM ప్రమాణాలను అనుసరిస్తాయి.

హైడ్రాక్సీఇథైల్ సెల్యులోజ్, ఒక ముఖ్యమైన సెల్యులోజ్ ఉత్పన్నం, దాని సమృద్ధిగా లభించే ముడి పదార్థ వనరులు, పునరుత్పాదకత, జీవవిచ్ఛిన్నం, విషరహితం, జీవ అనుకూలత మరియు అధిక దిగుబడి కారణంగా దృష్టిని ఆకర్షించింది. హైడ్రాక్సీఇథైల్ సెల్యులోజ్ యొక్క స్నిగ్ధత దాని పనితీరుకు చాలా ముఖ్యమైన సూచిక. తయారు చేయబడిన హైడ్రాక్సీఇథైల్ సెల్యులోజ్ యొక్క స్నిగ్ధత 5×104mPa·s కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది మరియు బూడిద శాతం 0.3% కంటే తక్కువగా ఉంటుంది.

ఈ పత్రంలో, అధిక స్నిగ్ధత గల హైడ్రాక్సీఇథైల్ సెల్యులోజ్‌ను ద్రవ-దశ సంశ్లేషణ పద్ధతి ద్వారా క్షారీకరణ మరియు ఈథరీకరణ ద్వారా తయారుచేయబడింది. క్షారీకరణ ప్రక్రియ అంటే క్షార సెల్యులోజ్‌ను తయారుచేయడం. రెండు క్షారీకరణ పద్ధతుల నుండి ఒకదాన్ని ఎంచుకోవాలి. ఒకటి, సెల్యులోజ్ పదార్థాన్ని జల సోడియం హైడ్రాక్సైడ్ ద్రావణంలో ఎసిటోన్‌ను విలీనకారిగా ఉపయోగించి నేరుగా క్షారీకరించి, ఆపై ఈథరీకరణ కారకంతో ఈథరీకరణ చర్యకు గురిచేయడం. మరొకటి, సెల్యులోజ్ పదార్థాన్ని జల సోడియం హైడ్రాక్సైడ్ ద్రావణం మరియు యూరియాలో క్షారీకరించడం. చర్యకు ముందు క్షార సెల్యులోజ్‌లోని అదనపు క్షారాన్ని తప్పనిసరిగా తొలగించాలి. ఈ పత్రంలో, వివిధ క్షార సెల్యులోజ్‌లను పరారుణ వర్ణపటశాస్త్రం మరియు ఎక్స్-రే వివర్తనం ద్వారా అధ్యయనం చేయబడింది. చివరగా, ఈథరీకరణ ఉత్పత్తుల లక్షణాలను బట్టి రెండవ పద్ధతిని స్వీకరించబడింది.

ఈథరీకరణ తయారీ దశలను నిర్ధారించడానికి, తినే ప్రక్రియలో యాంటీఆక్సిడెంట్, క్షారం మరియు గ్లేసియల్ ఎసిటిక్ ఆమ్లం యొక్క ప్రతిచర్య యంత్రాంగాన్ని అధ్యయనం చేశారు. హైడ్రాక్సీఇథైల్ సెల్యులోజ్ తయారీని ప్రభావితం చేసే కారకాలను ఏక కారక ప్రయోగం ద్వారా నిర్ధారించారు. 2% జల ద్రావణంలో ఉత్పత్తి యొక్క స్నిగ్ధత విలువ ఆధారంగా ఈ నిర్ధారణ జరిగింది. ద్రావకం పరిమాణం, ఇథిలీన్ ఆక్సైడ్ పరిమాణం, క్షారీకరణ సమయం, ఉష్ణోగ్రత మరియు మొదటి, రెండవ పునర్జలీకరణ సమయం ఉత్పత్తి పనితీరుపై గొప్ప ప్రభావాన్ని చూపుతాయని ప్రయోగాత్మక ఫలితాలు వెల్లడించాయి. ఉత్తమ తయారీ పద్ధతిని నిర్ధారించడానికి ఏడు కారకాలు మరియు మూడు స్థాయిల పద్ధతిని అవలంబించారు.

మేము తయారుచేసిన వాటి లక్షణాలను విశ్లేషిస్తాముహైడ్రాక్సీఇథైల్ సెల్యులోజ్స్నిగ్ధత, బూడిద, కాంతి ప్రసరణ, తేమ మొదలైన వాటితో సహా. నిర్మాణ లక్షణీకరణ, ప్రత్యామ్నాయ సజాతీయత, ప్రత్యామ్నాయ మోలారిటీ, స్ఫటికాకృతి మరియు ఉష్ణ స్థిరత్వాన్ని ఇన్‌ఫ్రారెడ్, న్యూక్లియర్ మాగ్నెటిక్ రెసొనెన్స్, గ్యాస్ క్రోమాటోగ్రఫీ, ఎక్స్-రే డిఫ్రాక్షన్, DSC మరియు DAT ద్వారా చర్చించారు మరియు స్వీకరించిన పరీక్షా పద్ధతులు ASTM ప్రమాణాలను అనుసరించాయి.