የሃይድሮክሳይትል ሴሉሎስ ዝግጅት

Hydroxyethyl cellulose (HEC) ion-ያልሆነ በውሃ ውስጥ የሚሟሟ ፖሊመር ከሴሉሎስ የተገኘ የተፈጥሮ ፖሊመር በእጽዋት ሴል ውስጥ ይገኛል። እጅግ በጣም ጥሩ የሆነ ውፍረት፣ የፊልም አፈጣጠር እና የሪዮሎጂካል ባህሪያቱ ምክንያት በፋርማሲዩቲካል፣ ኮስሜቲክስ፣ ቀለም እና ማጣበቂያዎችን ጨምሮ በተለያዩ ኢንዱስትሪዎች በስፋት ጥቅም ላይ ይውላል። የሃይድሮክሳይትል ሴሉሎስ ዝግጅት በአልካላይን ሁኔታዎች ውስጥ ሴሉሎስን ከኤትሊን ኦክሳይድ ጋር ማሞቅን ያካትታል. ይህ ሂደት በበርካታ ቁልፍ ደረጃዎች ሊከፋፈል ይችላል-ሴሉሎስን ማጽዳት, አልካላይዜሽን, ኤተርሬሽን, ገለልተኛነት, መታጠብ እና ማድረቅ.

1. ሴሉሎስን ማጽዳት
የሃይድሮክሳይትል ሴሉሎስን ለማዘጋጀት የመጀመሪያው እርምጃ የሴሉሎስን ማጽዳት ነው, በተለይም ከእንጨት ወይም ከጥጥ የተሰሩ ጥጥሮች. ጥሬው ሴሉሎስ ለኬሚካል ማሻሻያ ተስማሚ የሆነ ከፍተኛ ንፅህና ያለው ሴሉሎስ ለማግኘት መወገድ ያለበት እንደ lignin፣ hemicellulose እና ሌሎች ጨረሮች ያሉ ቆሻሻዎችን ይዟል።

የተካተቱት እርምጃዎች፡-

ሜካኒካል ፕሮሰሲንግ፡- ጥሬው ሴሉሎስ በሜካኒካል የሚቀነባበር መጠኑን በመቀነስ እና የገጽታውን ስፋት ለመጨመር ሲሆን ይህም ተከታይ ኬሚካላዊ ሕክምናዎችን ያመቻቻል።
ኬሚካላዊ ሕክምና፡ ሴሉሎስ እንደ ሶዲየም ሃይድሮክሳይድ (ናኦኤች) እና ሶዲየም ሰልፋይት (Na2SO3) በመሳሰሉት ኬሚካሎች አማካኝነት lignin እና hemicelluloseን ለመበጣጠስ ይታከማል፣ ከዚያም በማጠብ እና በማጽዳት ቀሪውን ቆሻሻ ለማስወገድ እና ነጭ፣ ፋይብሮስ ሴሉሎስ ለማግኘት።

2. አልካላይዜሽን
ከዚያም የተጣራው ሴሉሎስ ለኤቲሪሚሽን ምላሽ እንዲሰራ አልካላይዝድ ይደረጋል. ይህ ሴሉሎስን በሶዲየም ሃይድሮክሳይድ የውሃ መፍትሄ ማከምን ያካትታል.

ምላሽ፡-
ሴሉሎስ + ናኦኤች → አልካሊ ሴሉሎስ

ሂደት፡-

ሴሉሎስ በውሃ ውስጥ ተንጠልጥሏል, እና የሶዲየም ሃይድሮክሳይድ መፍትሄ ይጨመራል. የ NaOH ትኩረት በአብዛኛው ከ10-30% ይደርሳል, እና ምላሹ የሚከናወነው ከ20-40 ° ሴ ባለው የሙቀት መጠን ነው.
ድብልቅው የአልካላይን አንድ ወጥ የሆነ ውህደትን ለማረጋገጥ እንዲነሳሳ ይደረጋል, ይህም ወደ አልካሊ ሴሉሎስ መፈጠርን ያመጣል. ይህ መሃከለኛ ወደ ኤቲሊን ኦክሳይድ የበለጠ ምላሽ የሚሰጥ ሲሆን ይህም የኢተርፍሽን ሂደትን ያመቻቻል።

3. Etherification
የሃይድሮክሳይትል ሴሉሎስን ለማዘጋጀት ዋናው እርምጃ የአልካላይን ሴሉሎስን ከኤትሊን ኦክሳይድ ጋር መቀላቀል ነው. ይህ ምላሽ የሃይድሮክሳይትል ቡድኖችን (-CH2CH2OH) ወደ ሴሉሎስ የጀርባ አጥንት ያስተዋውቃል፣ ይህም ውሃ የሚሟሟ ያደርገዋል።

ምላሽ፡-
አልካሊ ሴሉሎስ+ኤቲሊን ኦክሳይድ →ሃይድሮክሳይቲል ሴሉሎስ+ናኦኤች

ሂደት፡-

ኤቲሊን ኦክሳይድ ወደ አልካሊ ሴሉሎስ ውስጥ ይጨመራል, በቡድን ወይም በተከታታይ ሂደት. ምላሹ በተለምዶ በአውቶክላቭ ወይም በግፊት ሬአክተር ውስጥ ይካሄዳል።
የሙቀት መጠንን (50-100 ዲግሪ ሴንቲ ግሬድ) እና ግፊትን (1-5 ኤቲኤም) ጨምሮ የግብረ-መልስ ሁኔታዎች የሃይድሮክሳይትል ቡድኖችን ጥሩ መተካት ለማረጋገጥ በጥንቃቄ ቁጥጥር ይደረግባቸዋል። የመተካት ደረጃ (ዲኤስ) እና ሞላር መተካት (ኤምኤስ) በመጨረሻው ምርት ባህሪያት ላይ ተጽእኖ የሚያሳድሩ ወሳኝ መለኪያዎች ናቸው.

4. ገለልተኛ መሆን
ከኤቴሬሽን ምላሽ በኋላ, ድብልቅው ሃይድሮክሳይትል ሴሉሎስ እና ቀሪው ሶዲየም ሃይድሮክሳይድ ይዟል. የሚቀጥለው እርምጃ ገለልተኛነት ነው፣ ይህም ትርፍ አልካሊው በአሲድ፣ በተለይም አሴቲክ አሲድ (CH3COOH) ወይም ሃይድሮክሎሪክ አሲድ (HCl) በመጠቀም ገለልተኛ ይሆናል።

ምላሽ፡NaOH+HCl→NaCl+H2O

ሂደት፡-

ከመጠን በላይ ሙቀትን ለማስወገድ እና የሃይድሮክሳይትል ሴሉሎስ መበላሸትን ለመከላከል አሲዱ በተቆጣጠሩት ሁኔታዎች ውስጥ ቀስ በቀስ ወደ ምላሽ ድብልቅ ይጨመራል።
ገለልተኛው ድብልቅ በሚፈለገው ክልል ውስጥ በተለይም በገለልተኛ pH (6-8) ዙሪያ መሆኑን ለማረጋገጥ የፒኤች ማስተካከያ ይደረጋል።
5. መታጠብ
ገለልተኛነት ከተከተለ በኋላ ጨዎችን እና ሌሎች ምርቶችን ለማስወገድ ምርቱ መታጠብ አለበት. ይህ እርምጃ ንጹህ ሃይድሮክሳይትል ሴሉሎስን ለማግኘት ወሳኝ ነው.

ሂደት፡-

የምላሹ ድብልቅ በውሃ የተበጠበጠ ነው, እና ሃይድሮክሳይድ ሴሉሎስ በማጣራት ወይም በማጣራት ይለያል.
የተከፋፈለው ሃይድሮክሳይታይል ሴሉሎስ ቀሪ ጨዎችን እና ቆሻሻዎችን ለማስወገድ በተደጋጋሚ በዲዮኒዝድ ውሃ ይታጠባል። የማጠቢያው ሂደት የሚሟሟ ቆሻሻዎችን ማስወገድን የሚያመለክተው, የማጠቢያው ውሃ ወደተጠቀሰው ኮንዳክሽን እስኪደርስ ድረስ ይቀጥላል.
6. ማድረቅ
የሃይድሮክሳይክል ሴሉሎስን ለማዘጋጀት የመጨረሻው ደረጃ መድረቅ ነው. ይህ እርምጃ ከመጠን በላይ ውሃን ያስወግዳል, ለተለያዩ አፕሊኬሽኖች ተስማሚ የሆነ ደረቅ, ዱቄት ምርት ይሰጣል.

ሂደት፡-

የታጠበው ሃይድሮክሳይታይል ሴሉሎስ በማድረቂያ ትሪዎች ላይ ተዘርግቷል ወይም በማድረቂያ ዋሻ ውስጥ ይተላለፋል። የሙቀት መበላሸትን ለማስወገድ የማድረቂያው ሙቀት በጥንቃቄ ይቆጣጠራል, በተለይም ከ50-80 ° ሴ.
በአማራጭ, የሚረጭ ማድረቅ ፈጣን እና ቀልጣፋ ለማድረቅ ጥቅም ላይ ሊውል ይችላል. በሚረጭ ማድረቂያ ጊዜ የውሃው ሃይድሮክሳይቲል ሴሉሎስ መፍትሄ ወደ ጥሩ ጠብታዎች ይቀየራል እና በሞቃት የአየር ፍሰት ውስጥ ይደርቃል ፣ በዚህም ጥሩ ዱቄት ያስከትላል።
ከዚያም የደረቀው ምርት ወደሚፈለገው የንጥል መጠን ይፈጫል እና ለማከማቻ እና ለማከፋፈል የታሸገ ነው.
የጥራት ቁጥጥር እና መተግበሪያዎች
በመዘጋጀት ሂደት ውስጥ የሃይድሮክሳይቲል ሴሉሎስን ጥራት እና ጥራት ለማረጋገጥ ጥብቅ የጥራት ቁጥጥር እርምጃዎች ይተገበራሉ። እንደ viscosity፣ የመተካት ደረጃ፣ የእርጥበት መጠን እና የቅንጣት መጠን ያሉ ቁልፍ መለኪያዎች በየጊዜው ቁጥጥር ይደረግባቸዋል።

መተግበሪያዎች፡-

ፋርማሲዩቲካልስ፡ እንደ ታብሌቶች፣ እገዳዎች እና ቅባቶች ባሉ ቀመሮች ውስጥ እንደ ማወፈርያ ወኪል፣ ማያያዣ እና ማረጋጊያ ጥቅም ላይ ይውላል።
መዋቢያዎች፡ እንደ ክሬም፣ ሎሽን እና ሻምፖዎች ላሉት ምርቶች viscosity እና ሸካራነት ይሰጣል።
ቀለሞች እና ሽፋኖች: እንደ thickener እና rheology ማሻሻያ ይሠራል, የመተግበሪያ ባህሪያትን እና ቀለሞችን መረጋጋት ያሻሽላል.
የምግብ ኢንዱስትሪ፡ በተለያዩ የምግብ ምርቶች ውስጥ እንደ ውፍረት፣ ማረጋጊያ እና ኢሙልሲፋየር ሆኖ ይሰራል።

የሃይድሮክሳይትል ሴሉሎስ ዝግጅት ሴሉሎስን ለመቀየር የታቀዱ ተከታታይ ኬሚካላዊ እና ሜካኒካል ሂደቶችን ያካትታል hydroxyethyl ቡድኖችን ለማስተዋወቅ። እያንዳንዱ እርምጃ ከሴሉሎስ ማጽዳት እስከ ማድረቅ ድረስ የመጨረሻውን ምርት ጥራት እና ተግባራዊነት ለመወሰን ወሳኝ ነው. የሃይድሮክሳይቲል ሴሉሎስ ሁለገብ ባህሪያት በበርካታ ኢንዱስትሪዎች ውስጥ በዋጋ ሊተመን የማይችል ንጥረ ነገር ያደርጉታል, ይህም የተለያዩ አፕሊኬሽኖችን ልዩ መስፈርቶች ለማሟላት ትክክለኛ የማምረቻ ልምዶችን አስፈላጊነት ያጎላል.