మిథైల్ హైడ్రాక్సీఇథైల్ సెల్యులోజ్‌ను ఎలా తయారు చేస్తారు?

నేపథ్యం మరియు అవలోకనం

సెల్యులోజ్ ఈథర్ అనేది సహజ పాలిమర్ అయిన సెల్యులోజ్‌ను రసాయన ప్రక్రియ ద్వారా తయారుచేసే, విస్తృతంగా ఉపయోగించే ఒక పాలిమర్ సూక్ష్మ రసాయన పదార్థం. 19వ శతాబ్దంలో సెల్యులోజ్ నైట్రేట్ మరియు సెల్యులోజ్ అసిటేట్‌ల తయారీ తరువాత, రసాయన శాస్త్రవేత్తలు అనేక సెల్యులోజ్ ఈథర్‌ల యొక్క సెల్యులోజ్ ఉత్పన్నాల శ్రేణిని అభివృద్ధి చేశారు, మరియు అనేక పారిశ్రామిక రంగాలను కలుపుకొని, కొత్త అనువర్తన క్షేత్రాలు నిరంతరం కనుగొనబడ్డాయి. సోడియం వంటి సెల్యులోజ్ ఈథర్ ఉత్పత్తులుకార్బాక్సిమెథైల్ సెల్యులోజ్ (CMC), ఇథైల్ సెల్యులోజ్ (EC), హైడ్రాక్సీఇథైల్ సెల్యులోజ్ (HEC), హైడ్రాక్సీప్రొపైల్ సెల్యులోజ్ (HPC), మిథైల్ హైడ్రాక్సీఇథైల్ సెల్యులోజ్ (MHEC)మరియుమిథైల్ హైడ్రాక్సీప్రొపైల్ సెల్యులోజ్ (MHPC)మరియు ఇతర సెల్యులోజ్ ఈథర్‌లను “పారిశ్రామిక మోనోసోడియం గ్లుటామేట్” అని పిలుస్తారు మరియు వీటిని చమురు తవ్వకం, నిర్మాణం, పూతలు, ఆహారం, ఔషధం మరియు రోజువారీ రసాయనాలలో విస్తృతంగా ఉపయోగిస్తున్నారు.

హైడ్రాక్సీఇథైల్ మిథైల్ సెల్యులోజ్ (MHPC) అనేది వాసన, రుచి లేని, విషరహితమైన తెల్లటి పొడి. దీనిని చల్లటి నీటిలో కరిగించినప్పుడు, అది పారదర్శకమైన, చిక్కటి ద్రావణాన్ని ఏర్పరుస్తుంది. దీనికి చిక్కబరచడం, బంధించడం, చెదరగొట్టడం, ఎమల్సిఫై చేయడం, ఫిల్మ్-ఏర్పరచడం, సస్పెండ్ చేయడం, శోషించుకోవడం, జెల్లీగా మార్చడం, ఉపరితల క్రియాశీలత, తేమను నిలుపుకోవడం మరియు కొల్లాయిడ్‌ను రక్షించడం వంటి లక్షణాలు ఉన్నాయి. ఈ జల ద్రావణం యొక్క ఉపరితల క్రియాశీలక పనితీరు కారణంగా, దీనిని కొల్లాయిడల్ రక్షక కారకంగా, ఎమల్సిఫైయర్‌గా మరియు డిస్పర్సెంట్‌గా ఉపయోగించవచ్చు. హైడ్రాక్సీఇథైల్ మిథైల్ సెల్యులోజ్ జల ద్రావణానికి మంచి జలాకర్షణ శక్తి ఉంది మరియు ఇది సమర్థవంతమైన నీటిని నిలుపుకునే కారకం. హైడ్రాక్సీఇథైల్ మిథైల్ సెల్యులోజ్‌లో హైడ్రాక్సీఇథైల్ గ్రూపులు ఉండటం వల్ల, దీనికి మంచి బూజు నిరోధక సామర్థ్యం, ​​మంచి చిక్కదనం స్థిరత్వం మరియు దీర్ఘకాలిక నిల్వ సమయంలో బూజు నిరోధకత ఉంటాయి.

మిథైల్ సెల్యులోజ్ (MC) లోకి ఇథిలీన్ ఆక్సైడ్ ప్రత్యామ్నాయాలను (MS 0.3~0.4) ప్రవేశపెట్టడం ద్వారా హైడ్రాక్సీఇథైల్ మిథైల్ సెల్యులోజ్ (HEMC) ను తయారు చేస్తారు, మరియు దీని లవణ నిరోధకత మార్పు చేయని పాలిమర్ల కంటే మెరుగ్గా ఉంటుంది. మిథైల్ సెల్యులోజ్ యొక్క జెలేషన్ ఉష్ణోగ్రత కూడా MC కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది.

నిర్మాణం

ఫీచర్

హైడ్రాక్సీఇథైల్ మిథైల్ సెల్యులోజ్ (HEMC) యొక్క ప్రధాన లక్షణాలు:

1. ద్రావణీయత: నీటిలో మరియు కొన్ని సేంద్రీయ ద్రావకాలలో కరుగుతుంది. HEMC చల్లటి నీటిలో కరగగలదు. దీని అత్యధిక గాఢత కేవలం స్నిగ్ధతపై మాత్రమే ఆధారపడి ఉంటుంది. ద్రావణీయత స్నిగ్ధతను బట్టి మారుతుంది. స్నిగ్ధత ఎంత తక్కువగా ఉంటే, ద్రావణీయత అంత ఎక్కువగా ఉంటుంది.

2. లవణ నిరోధకత: HEMC ఉత్పత్తులు అయానిక్ కాని సెల్యులోజ్ ఈథర్‌లు మరియు పాలీఎలెక్ట్రోలైట్‌లు కావు, కాబట్టి లోహ లవణాలు లేదా సేంద్రీయ ఎలెక్ట్రోలైట్‌లు ఉన్నప్పుడు అవి జల ద్రావణాలలో సాపేక్షంగా స్థిరంగా ఉంటాయి, కానీ ఎలెక్ట్రోలైట్‌లను అధికంగా కలపడం వల్ల జెలేషన్ మరియు అవక్షేపణ సంభవించవచ్చు.

3. ఉపరితల క్రియాశీలత: జల ద్రావణం యొక్క ఉపరితల క్రియాశీల లక్షణం కారణంగా, దీనిని కొల్లాయిడల్ రక్షక కారకంగా, ఎమల్సిఫైయర్‌గా మరియు డిస్పర్సెంట్‌గా ఉపయోగించవచ్చు.

4. థర్మల్ జెల్: HEMC ఉత్పత్తుల జల ద్రావణాన్ని ఒక నిర్దిష్ట ఉష్ణోగ్రతకు వేడి చేసినప్పుడు, అది అపారదర్శకంగా మారి, జెల్ లాగా ఏర్పడి, అవక్షేపం చెందుతుంది, కానీ దానిని నిరంతరం చల్లబరిచినప్పుడు, అది తిరిగి అసలు ద్రావణ స్థితికి వస్తుంది, మరియు ఈ జెల్ మరియు అవక్షేపం ఏర్పడే ఉష్ణోగ్రత ప్రధానంగా కందెనలు, సస్పెండింగ్ సహాయకాలు, రక్షిత కొల్లాయిడ్లు, ఎమల్సిఫైయర్లు మొదలైన వాటిపై ఆధారపడి ఉంటుంది.

5. జీవక్రియ జడత్వం మరియు తక్కువ వాసన, సువాసన: HEMC జీవక్రియకు గురికాదు మరియు తక్కువ వాసన, సువాసన కలిగి ఉంటుంది కాబట్టి దీనిని ఆహారం మరియు ఔషధాలలో విస్తృతంగా ఉపయోగిస్తారు.

6. బూజు నిరోధకత: HEMC సాపేక్షంగా మంచి బూజు నిరోధకతను మరియు దీర్ఘకాలిక నిల్వ సమయంలో మంచి స్నిగ్ధత స్థిరత్వాన్ని కలిగి ఉంటుంది.

7. pH స్థిరత్వం: HEMC ఉత్పత్తుల జల ద్రావణం యొక్క స్నిగ్ధత ఆమ్లం లేదా క్షారం వల్ల పెద్దగా ప్రభావితం కాదు, మరియు pH విలువ 3.0 నుండి 11.0 పరిధిలో సాపేక్షంగా స్థిరంగా ఉంటుంది.

అప్లికేషన్

జల ద్రావణంలో దాని ఉపరితల-క్రియాశీల పనితీరు కారణంగా హైడ్రాక్సీఇథైల్ మిథైల్సెల్యులోజ్‌ను కొల్లాయిడల్ రక్షక కారకంగా, ఎమల్సిఫైయర్‌గా మరియు డిస్పర్సెంట్‌గా ఉపయోగించవచ్చు. దీని అప్లికేషన్ ఉదాహరణలు ఈ క్రింది విధంగా ఉన్నాయి:

1. సిమెంట్ పనితీరుపై హైడ్రాక్సీఇథైల్ మిథైల్సెల్యులోజ్ ప్రభావం. హైడ్రాక్సీఇథైల్ మిథైల్సెల్యులోజ్ అనేది వాసన, రుచి లేని, విషరహితమైన తెల్లటి పొడి. దీనిని చల్లటి నీటిలో కరిగించినప్పుడు, అది పారదర్శకమైన, చిక్కటి ద్రావణాన్ని ఏర్పరుస్తుంది. దీనికి చిక్కబరచడం, బంధించడం, చెదరగొట్టడం, ఎమల్సిఫై చేయడం, ఫిల్మ్-ఏర్పరచడం, సస్పెండ్ చేయడం, శోషించుకోవడం, జెల్లీగా మార్చడం, ఉపరితల క్రియాశీలత, తేమను నిలుపుకోవడం మరియు కొల్లాయిడ్‌ను రక్షించడం వంటి లక్షణాలు ఉన్నాయి. ఈ జల ద్రావణానికి ఉపరితల క్రియాశీలక గుణం ఉన్నందున, దీనిని కొల్లాయిడల్ రక్షక కారకంగా, ఎమల్సిఫైయర్‌గా మరియు డిస్పర్సెంట్‌గా ఉపయోగించవచ్చు. హైడ్రాక్సీఇథైల్ మిథైల్సెల్యులోజ్ జల ద్రావణానికి మంచి జలాకర్షణ శక్తి ఉంది మరియు ఇది సమర్థవంతమైన నీటి నిలుపుదల కారకం.

2. అధిక ఫ్లెక్సిబుల్ రిలీఫ్ పెయింట్ తయారు చేయబడుతుంది, ఇది బరువు భాగాల ప్రకారం ఈ క్రింది ముడి పదార్థాలతో తయారు చేయబడింది: 150-200 గ్రాముల డీయోనైజ్డ్ నీరు; 60-70 గ్రాముల స్వచ్ఛమైన యాక్రిలిక్ ఎమల్షన్; 550-650 గ్రాముల హెవీ కాల్షియం; 70-90 గ్రాముల టాల్కమ్ పౌడర్; బేస్ సెల్యులోజ్ జల ద్రావణం 30-40 గ్రాములు; లిగ్నోసెల్యులోజ్ జల ద్రావణం 10-20 గ్రాములు; ఫిల్మ్-ఫార్మింగ్ సహాయకం 4-6 గ్రాములు; యాంటీసెప్టిక్ మరియు ఫంగిసైడ్ 1.5-2.5 గ్రాములు; డిస్పర్సెంట్ 1.8-2.2 గ్రాములు; వెట్టింగ్ ఏజెంట్ 1.8-2.2 గ్రాములు; 3.5-4.5 గ్రాములు; ఇథిలీన్ గ్లైకాల్ 9-11 గ్రాములు; 2-4% హైడ్రాక్సీఇథైల్ మిథైల్సెల్యులోజ్‌ను నీటిలో కరిగించడం ద్వారా హైడ్రాక్సీఇథైల్ మిథైల్సెల్యులోజ్ జల ద్రావణం తయారు చేయబడుతుంది; 1-3% లిగ్నోసెల్యులోజ్‌ను నీటిలో కరిగించడం ద్వారా లిగ్నోసెల్యులోజ్ జల ద్రావణం తయారు చేయబడుతుంది.

తయారీ

హైడ్రాక్సీఇథైల్ మిథైల్ సెల్యులోజ్ తయారీ పద్ధతి, ఈ పద్ధతిలో శుద్ధి చేసిన పత్తిని ముడి పదార్థంగా మరియు ఇథిలీన్ ఆక్సైడ్‌ను ఈథరీకరణ కారకంగా ఉపయోగించి హైడ్రాక్సీఇథైల్ మిథైల్ సెల్యులోజ్‌ను తయారు చేస్తారు. హైడ్రాక్సీఇథైల్ మిథైల్ సెల్యులోజ్ తయారీకి కావలసిన ముడి పదార్థాల బరువు భాగాలు ఈ క్రింది విధంగా ఉన్నాయి: ద్రావణిగా 700-800 భాగాలు టోలుయీన్ మరియు ఐసోప్రొపనాల్ మిశ్రమం, 30-40 భాగాలు నీరు, 70-80 భాగాలు సోడియం హైడ్రాక్సైడ్, 80-85 భాగాలు శుద్ధి చేసిన పత్తి, 20-28 భాగాలు ఆక్సీ ఇథేన్, 80-90 భాగాలు మిథైల్ క్లోరైడ్, 16-19 భాగాలు గ్లేసియల్ ఎసిటిక్ ఆమ్లం; నిర్దిష్ట దశలు:

మొదటి దశలో, రియాక్షన్ కెటిల్‌లో టోలుయీన్ మరియు ఐసోప్రొపనాల్ మిశ్రమం, నీరు మరియు సోడియం హైడ్రాక్సైడ్ వేసి, 60-80 ° C వరకు వేడి చేసి, 20-40 నిమిషాల పాటు వెచ్చగా ఉంచాలి;

రెండవ దశ, క్షారీకరణ: పైన పేర్కొన్న పదార్థాలను 30-50°C వరకు చల్లబరచండి, శుద్ధి చేసిన దూదిని కలపండి, టోలుయీన్ మరియు ఐసోప్రొపనాల్ మిశ్రమ ద్రావకాన్ని స్ప్రే చేయండి, 0.006Mpa వరకు వాక్యూమ్ చేయండి, 3 సార్లు నైట్రోజన్‌ను నింపండి, మరియు ప్రతిసారి క్షారీకరణ చేసిన తర్వాత ఈ ప్రక్రియను చేపట్టాలి, క్షారీకరణ పరిస్థితులు: క్షారీకరణ సమయం 2 గంటలు, మరియు క్షారీకరణ ఉష్ణోగ్రత 30°C నుండి 50°C వరకు ఉండాలి;

మూడవ దశ, ఈథరీకరణ: క్షారీకరణ పూర్తయిన తర్వాత, రియాక్టర్‌ను 0.05-0.07MPa కు ఖాళీ చేసి, ఇథిలీన్ ఆక్సైడ్ మరియు మిథైల్ క్లోరైడ్‌లను 30-50 నిమిషాల పాటు కలుపుతారు; ఈథరీకరణ మొదటి దశ: 40-60°C, 1.0-2.0 గంటలు, పీడనాన్ని 0.15 మరియు 0.3Mpa మధ్య నియంత్రిస్తారు; ఈథరీకరణ రెండవ దశ: 60～90℃, 2.0～2.5 గంటలు, పీడనాన్ని 0.4 మరియు 0.8Mpa మధ్య నియంత్రిస్తారు;

నాల్గవ దశ, తటస్థీకరణ: ముందుగా కొలిచిన గ్లేసియల్ ఎసిటిక్ ఆమ్లాన్ని అవక్షేపణ పాత్రలో వేసి, తటస్థీకరణ కోసం ఈథరీకరించిన పదార్థంలోకి నొక్కండి, అవక్షేపణ కోసం ఉష్ణోగ్రతను 75-80°C కి పెంచండి, ఉష్ణోగ్రత 102°C కి పెరిగినప్పుడు, pH విలువ 6 గా గుర్తించబడుతుంది. ఉదయం 8 గంటలకు, డీసాల్వెంటైజేషన్ పూర్తవుతుంది; డీసాల్వెంటైజేషన్ ట్యాంక్‌ను 90°C నుండి 100°C వద్ద రివర్స్ ఆస్మోసిస్ పరికరం ద్వారా శుద్ధి చేసిన కుళాయి నీటితో నింపుతారు;

ఐదవ దశ, సెంట్రిఫ్యూగల్ వాషింగ్: నాల్గవ దశలోని పదార్థాన్ని ఒక హారిజాంటల్ స్క్రూ సెంట్రిఫ్యూజ్ ద్వారా సెంట్రిఫ్యూజ్ చేస్తారు, మరియు వేరు చేయబడిన పదార్థాన్ని ముందుగా వేడి నీటితో నింపిన వాషింగ్ ట్యాంక్‌కు కడిగి శుభ్రం చేయడానికి బదిలీ చేస్తారు;

ఆరవ దశ, అపకేంద్ర ఎండబెట్టడం: కడిగిన పదార్థాన్ని ఒక క్షితిజ సమాంతర స్క్రూ సెంట్రిఫ్యూజ్ ద్వారా డ్రైయర్‌లోకి పంపి, 150-170°C వద్ద ఎండబెడతారు, ఆ తర్వాత ఎండబెట్టిన పదార్థాన్ని నలిపి ప్యాకేజీ చేస్తారు.

ప్రస్తుత సెల్యులోజ్ ఈథర్ ఉత్పత్తి సాంకేతికతతో పోలిస్తే, ఈ ఆవిష్కరణ ఇథిలీన్ ఆక్సైడ్‌ను ఈథరిఫికేషన్ ఏజెంట్‌గా ఉపయోగించి హైడ్రాక్సీఇథైల్ మిథైల్ సెల్యులోజ్‌ను తయారు చేస్తుంది. ఇందులో హైడ్రాక్సీఇథైల్ గ్రూపులు ఉండటం వల్ల దీనికి మంచి బూజు నిరోధకత ఉంటుంది. దీర్ఘకాలిక నిల్వ సమయంలో దీనికి మంచి స్నిగ్ధత స్థిరత్వం మరియు బూజు నిరోధకత ఉంటాయి. దీనిని ఇతర సెల్యులోజ్ ఈథర్‌లకు బదులుగా ఉపయోగించవచ్చు.