Гидроксиэтилселлюлоза (HEC) як полимери ғайриионӣ ва дар об ҳалшаванда аст, ки аз селлюлоза, як полимери табиӣ, ки дар деворҳои ҳуҷайраҳои растаниҳо мавҷуд аст, гирифта шудааст. Он ба таври васеъ дар соҳаҳои гуногун, аз ҷумла дорусозӣ, косметика, рангҳо ва часпакҳо истифода мешавад, зеро он хосиятҳои аълои ғафскунӣ, ташаккули плёнка ва реологии худро дорад. Тайёр кардани селлюлозаи гидроксиэтил эфиризатсияи селлюлозаро бо оксиди этилен дар шароити ишқорӣ дар бар мегирад. Ин равандро метавон ба якчанд марҳилаҳои асосӣ тақсим кард: тозакунии селлюлоза, ишқоркунӣ, эфиризатсия, безараргардонӣ, шустан ва хушккунӣ.
1. Тозакунии селлюлоза
Қадами аввал дар тайёр кардани селлюлозаи гидроксиэтилӣ тозакунии селлюлоза мебошад, ки одатан аз селлюлозаи чӯб ё линтерҳои пахта гирифта мешавад. Селлюлозаи хом дорои ифлосҳо ба монанди лигнин, гемиселлюлоза ва дигар экстрактҳо мебошад, ки барои ба даст овардани селлюлозаи тозагии баланд, ки барои тағир додани кимиёвӣ мувофиқ аст, бояд тоза карда шаванд.
Қадамҳои дахлдор:
Коркарди механикӣ: Селлюлозаи хом ба таври механикӣ коркард мешавад, то андозаи онро кам кунад ва масоҳати сатҳи онро зиёд кунад, ки коркарди минбаъдаи кимиёвиро осон мекунад.
Коркарди кимиёвӣ: Селлюлоза бо моддаҳои кимиёвӣ ба монанди гидроксиди натрий (NaOH) ва сулфити натрий (Na2SO3) барои таҷзияи лигнин ва гемиселлюлоза коркард карда мешавад ва сипас шуста ва сафед карда мешавад, то ифлосҳои боқимонда тоза карда шаванд ва селлюлозаи сафеди нахдор ба даст оварда шавад.
2. Ишқорӣ
Сипас селлюлозаи тозашуда барои фаъол кардани он барои реаксияи эфиризатсия ишқорӣ карда мешавад. Ин коркарди селлюлозаро бо маҳлули обии гидроксиди натрий дар бар мегирад.
Реаксия:
Селлюлоза+NaOH→Селлюлозаи ишқорӣ
Тартиб:
Селлюлоза дар об овезон карда мешавад ва маҳлули гидроксиди натрий илова карда мешавад. Консентратсияи NaOH одатан аз 10 то 30% аст ва реаксия дар ҳарорати аз 20 то 40°C анҷом дода мешавад.
Омехта барои таъмини ҷабби якхелаи ишқор омехта карда мешавад, ки боиси пайдоиши селлюлозаи ишқорӣ мегардад. Ин мобайн нисбат ба оксиди этилен реактивтар буда, раванди эфиризатсияро осон мекунад.
3. Эфиризатсия
Марҳилаи калидӣ дар тайёр кардани селлюлозаи гидроксиэтилӣ эфиризатсияи селлюлозаи ишқорӣ бо оксиди этилен мебошад. Ин реаксия гурӯҳҳои гидроксиэтилӣ (-CH2CH2OH)-ро ба сохтори асосии селлюлоза ворид мекунад ва онро дар об ҳалшаванда мегардонад.
Реаксия:
Селлюлозаи ишқорӣ + Оксиди этилен → Гидроксиэтилселлюлоза + NaOH
Тартиб:
Оксиди этилен ба селлюлозаи ишқорӣ ё бо роҳи партиявӣ ё пайваста илова карда мешавад. Реаксия одатан дар реактори автоклавӣ ё фишорӣ гузаронида мешавад.
Шароити реаксия, аз ҷумла ҳарорат (50-100°C) ва фишор (1-5 атм), бодиққат назорат карда мешаванд, то ивазкунии оптималии гурӯҳҳои гидроксиэтил таъмин карда шавад. Дараҷаи ивазкунӣ (DS) ва ивазкунии молярӣ (MS) параметрҳои муҳиме мебошанд, ки ба хосиятҳои маҳсулоти ниҳоӣ таъсир мерасонанд.
4. Бетарафсозӣ
Пас аз реаксияи эфиризатсия, омехта дорои селлюлозаи гидроксиэтил ва гидроксиди натрийи боқимонда мебошад. Қадами навбатӣ безараргардонӣ мебошад, ки дар он ишқори зиёдатӣ бо истифода аз кислота, одатан кислотаи сирко (CH3COOH) ё кислотаи гидрохлорид (HCl) безарар карда мешавад.
Реаксия: NaOH+HCl→NaCl+H2O
Тартиб:
Кислота оҳиста-оҳиста ба омехтаи реаксия дар шароити назоратшаванда илова карда мешавад, то аз гармии аз ҳад зиёд пешгирӣ карда шавад ва аз вайроншавии селлюлозаи гидроксиэтил пешгирӣ карда шавад.
Сипас, омехтаи безараргардонидашуда барои таъмини он, ки он дар доираи диапазони дилхоҳ, одатан дар атрофи рН-и бетараф (6-8) бошад, ба танзими рН дучор карда мешавад.
5. Шустан
Пас аз безараргардонӣ, маҳсулот бояд шуста шавад, то намакҳо ва дигар маҳсулоти иловагӣ тоза карда шаванд. Ин марҳила барои ба даст овардани селлюлозаи гидроксиэтилии холис муҳим аст.
Тартиб:
Омехтаи реаксия бо об ҳал карда мешавад ва селлюлозаи гидроксиэтилӣ бо роҳи филтратсия ё сентрифугакунӣ ҷудо карда мешавад.
Селлюлозаи гидроксиэтилии ҷудошуда бо оби деионизатсияшуда борҳо шуста мешавад, то намакҳо ва ифлосиҳои боқимондаро тоза кунад. Раванди шустан то он даме, ки оби шустан ба гузаронандагии муайяншуда мерасад, идома меёбад, ки ин аз хориҷ шудани ифлосиҳои ҳалшаванда шаҳодат медиҳад.
6. Хушккунӣ
Марҳилаи ниҳоӣ дар тайёр кардани селлюлозаи гидроксиэтил хушккунӣ мебошад. Ин марҳила оби зиёдатиро тоза мекунад ва маҳсулоти хушк ва хокашаклро, ки барои истифодаҳои гуногун мувофиқ аст, ба даст меорад.
Тартиб:
Селлюлозаи гидроксиэтилии шусташуда ба табақчаҳои хушккунӣ паҳн карда мешавад ё тавассути нақби хушккунӣ интиқол дода мешавад. Ҳарорати хушккунӣ бодиққат назорат карда мешавад, то аз вайроншавии гармӣ пешгирӣ карда шавад, ки одатан аз 50-80°C иборат аст.
Интихобан, хушккунии пошиданӣ метавонад барои хушккунии зуд ва самаранок истифода шавад. Дар хушккунии пошиданӣ, маҳлули обии гидроксиэтилселлюлоза ба қатраҳои майда табдил дода шуда, дар ҷараёни ҳавои гарм хушк карда мешавад, ки дар натиҷа хокаи майда ба вуҷуд меояд.
Сипас, маҳсулоти хушкшуда ба андозаи зарраҳои дилхоҳ орд карда шуда, барои нигоҳдорӣ ва тақсим бастабандӣ карда мешавад.
Назорати сифат ва татбиқҳо
Дар тӯли раванди тайёркунӣ, чораҳои қатъии назорати сифат барои таъмини мувофиқат ва сифати селлюлозаи гидроксиэтилӣ амалӣ карда мешаванд. Параметрҳои асосӣ, аз қабили часпакӣ, дараҷаи ивазкунӣ, миқдори намӣ ва андозаи зарраҳо, мунтазам назорат карда мешаванд.
Барномаҳо:
Дорусозӣ: Ҳамчун агенти ғафскунанда, пайвандкунанда ва стабилизатор дар формулаҳо ба монанди лавҳаҳо, суспензияҳо ва равғанҳо истифода мешавад.
Косметика: Ба маҳсулоте ба монанди кремҳо, лосионҳо ва шампунҳо часпакӣ ва сохтор медиҳад.
Рангҳо ва рӯйпӯшҳо: Ҳамчун ғафскунанда ва тағйирдиҳандаи реологӣ амал мекунад, хосиятҳои истифода ва устувории рангҳоро беҳтар мекунад.
Саноати хӯрокворӣ: дар маҳсулоти гуногуни хӯрокворӣ ҳамчун ғафскунанда, стабилизатор ва эмульгатор амал мекунад.
Тайёр кардани селлюлозаи гидроксиэтил як қатор равандҳои хуб муайяншудаи кимиёвӣ ва механикиро дар бар мегирад, ки барои тағир додани селлюлоза барои ворид кардани гурӯҳҳои гидроксиэтилӣ равона шудаанд. Ҳар як марҳила, аз тозакунии селлюлоза то хушккунӣ, дар муайян кардани сифат ва функсияи маҳсулоти ниҳоӣ муҳим аст. Хусусиятҳои гуногунҷабҳаи селлюлозаи гидроксиэтил онро ба як ҷузъи бебаҳо дар соҳаҳои сершумор табдил медиҳанд ва аҳамияти амалияҳои дақиқи истеҳсолиро барои қонеъ кардани талаботи мушаххаси барномаҳои гуногун таъкид мекунанд.
Вақти нашр: 28 майи соли 2024