Hidroksietil selüloz (HEC) bitkilərin hüceyrə divarlarında olan təbii polimer olan sellülozadan əldə edilən qeyri-ion, suda həll olunan polimerdir. Mükəmməl qatılaşdırıcı, plyonka əmələ gətirən və reoloji xüsusiyyətlərinə görə müxtəlif sənaye sahələrində, o cümlədən əczaçılıq, kosmetika, boyalar və yapışdırıcılarda geniş istifadə olunur. Hidroksietilselülozun hazırlanması qələvi şəraitdə sellülozun etilen oksidi ilə eterləşdirilməsini nəzərdə tutur. Bu prosesi bir neçə əsas mərhələyə bölmək olar: sellülozun təmizlənməsi, qələviləşdirmə, efirləşdirmə, neytrallaşdırma, yuyulma və qurutma.
1. Selülozun Təmizlənməsi
Hidroksietil selülozun hazırlanmasında ilk addım selülozun təmizlənməsidir, adətən ağac sellülozundan və ya pambıq lintersdən alınır. Xam sellülozun tərkibində liqnin, hemiselüloza və kimyəvi modifikasiyaya uyğun yüksək təmizlikli sellüloz əldə etmək üçün çıxarılmalı olan digər ekstraktiv maddələr kimi çirklər var.
Daxil olan addımlar:
Mexaniki emal: Xam sellüloza ölçüsünü azaltmaq və səth sahəsini artırmaq üçün mexaniki şəkildə emal edilir və sonrakı kimyəvi emalları asanlaşdırır.
Kimyəvi müalicə: Sellüloza liqnin və hemiselülozu parçalamaq üçün natrium hidroksid (NaOH) və natrium sulfit (Na2SO3) kimi kimyəvi maddələrlə işlənir, ardınca qalıq çirkləri təmizləmək və ağ, lifli sellüloza əldə etmək üçün yuyulma və ağartma aparılır.
2. Qələviləşmə
Təmizlənmiş sellüloza daha sonra eterləşmə reaksiyası üçün aktivləşdirmək üçün qələviləşdirilir. Bu, sellülozun natrium hidroksid sulu məhlulu ilə işlənməsini nəzərdə tutur.
Reaksiya:
Sellüloza+NaOH→Qələvi sellüloza
Prosedur:
Selüloz suda dayandırılır və natrium hidroksid məhlulu əlavə edilir. NaOH konsentrasiyası adətən 10-30% arasında dəyişir və reaksiya 20-40°C temperaturda aparılır.
Qarışıq qələvi selülozun əmələ gəlməsinə səbəb olan qələvi vahid udulmasını təmin etmək üçün qarışdırılır. Bu ara məhsul etilen oksidə qarşı daha reaktivdir və eterləşmə prosesini asanlaşdırır.
3. Eterifikasiya
Hidroksietilselülozun hazırlanmasında əsas addım qələvi sellülozun etilen oksidi ilə eterləşdirilməsidir. Bu reaksiya hidroksietil qruplarını (-CH2CH2OH) selülozun onurğasına daxil edərək onu suda həll edir.
Reaksiya:
Qələvi sellüloza+Etilen oksid→Hidroksietilselüloz+NaOH
Prosedur:
Etilen oksidi qələvi sellülozaya toplu və ya davamlı prosesdə əlavə edilir. Reaksiya adətən avtoklavda və ya təzyiq reaktorunda aparılır.
Reaksiya şərtləri, o cümlədən temperatur (50-100°C) və təzyiq (1-5 atm), hidroksietil qruplarının optimal əvəzlənməsini təmin etmək üçün diqqətlə nəzarət edilir. Əvəzetmə dərəcəsi (DS) və molar əvəzetmə (MS) son məhsulun xüsusiyyətlərinə təsir edən kritik parametrlərdir.
4. Neytrallaşdırma
Eterifikasiya reaksiyasından sonra qarışıqda hidroksietilselüloz və qalıq natrium hidroksid var. Növbəti addım neytrallaşdırmadır, burada artıq qələvi bir turşu, adətən sirkə turşusu (CH3COOH) və ya xlorid turşusu (HCl) istifadə edərək zərərsizləşdirilir.
Reaksiya: NaOH+HCl→NaCl+H2O
Prosedur:
Həddindən artıq istiliyin qarşısını almaq və hidroksietilselülozun parçalanmasının qarşısını almaq üçün turşu nəzarət edilən şəraitdə reaksiya qarışığına yavaş-yavaş əlavə edilir.
Zərərsizləşdirilmiş qarışıq sonra pH tənzimlənməsinə məruz qalır ki, onun istənilən diapazonda, adətən neytral pH (6-8) ətrafında olmasını təmin etsin.
5. Yuma
Zərərsizləşdirildikdən sonra duzları və digər əlavə məhsulları çıxarmaq üçün məhsul yuyulmalıdır. Bu mərhələ təmiz hidroksietilselüloz əldə etmək üçün çox vacibdir.
Prosedur:
Reaksiya qarışığı su ilə seyreltilir və hidroksietilselüloz filtrasiya və ya sentrifuqa ilə ayrılır.
Ayrılmış hidroksietilselüloz qalıq duzları və çirkləri təmizləmək üçün deionlaşdırılmış su ilə dəfələrlə yuyulur. Yuma prosesi, yuyulan suyun həll olunan çirklərin çıxarılmasını göstərən müəyyən bir keçiriciliyə çatana qədər davam edir.
6. Qurutma
Hidroksietilselülozun hazırlanmasında son mərhələ qurutmadır. Bu addım müxtəlif tətbiqlər üçün uyğun olan quru, toz halında məhsul əldə edərək artıq suyu çıxarır.
Prosedur:
Yuyulmuş hidroksietilselüloz qurutma qablarına yayılır və ya qurutma tunelindən keçir. Qurutma temperaturu adətən 50-80°C arasında dəyişən termal deqradasiyanın qarşısını almaq üçün diqqətlə idarə olunur.
Alternativ olaraq, tez və səmərəli qurutma üçün sprey qurutma istifadə edilə bilər. Sprey qurutmada sulu hidroksietilselüloz məhlulu incə damcılara atomlaşdırılır və isti hava axınında qurudulur, nəticədə incə toz əldə edilir.
Qurudulmuş məhsul daha sonra istədiyiniz hissəcik ölçüsünə qədər üyüdülür və saxlama və paylama üçün qablaşdırılır.
Keyfiyyətə Nəzarət və Tətbiqlər
Hazırlıq prosesi boyu hidroksietilselülozun tutarlılığını və keyfiyyətini təmin etmək üçün ciddi keyfiyyətə nəzarət tədbirləri həyata keçirilir. Özlülük, əvəzetmə dərəcəsi, rütubət miqdarı və hissəcik ölçüsü kimi əsas parametrlər müntəzəm olaraq izlənilir.
Tətbiqlər:
Əczaçılıq vasitələri: Tabletlər, süspansiyonlar və məlhəmlər kimi formulalarda qatılaşdırıcı, bağlayıcı və stabilizator kimi istifadə olunur.
Kosmetika: Kremlər, losyonlar və şampunlar kimi məhsullara özlülük və tekstura verir.
Boyalar və Kaplamalar: Qatılaşdırıcı və reoloji dəyişdirici rolunu oynayır, boyaların tətbiq xüsusiyyətlərini və dayanıqlığını yaxşılaşdırır.
Qida Sənayesi: Müxtəlif qida məhsullarında qatılaşdırıcı, stabilizator və emulqator kimi fəaliyyət göstərir.
Hidroksietil selülozun hazırlanması hidroksietil qruplarını təqdim etmək üçün sellülozun dəyişdirilməsinə yönəlmiş bir sıra yaxşı müəyyən edilmiş kimyəvi və mexaniki prosesləri əhatə edir. Selülozun təmizlənməsindən qurudulmasına qədər hər bir mərhələ son məhsulun keyfiyyətinin və funksionallığının müəyyən edilməsində mühüm əhəmiyyət kəsb edir. Hidroksietil sellülozun çox yönlü xassələri onu çoxsaylı sənaye sahələrində əvəzolunmaz tərkib hissəsi edir və müxtəlif tətbiqlərin xüsusi tələblərinə cavab vermək üçün dəqiq istehsal təcrübələrinin vacibliyini vurğulayır.
Göndərmə vaxtı: 28 may 2024-cü il