હાઇડ્રોક્સાઇથાઇલ સેલ્યુલોઝ (HEC) ની ઉત્પાદન પ્રક્રિયા અને કામગીરી

I. પરિચય

હાઇડ્રોક્સીથાઇલ સેલ્યુલોઝ (HEC) એ બિન-આયોનિક પાણીમાં દ્રાવ્ય પોલિમર છે જેનો વ્યાપકપણે તેલ નિષ્કર્ષણ, કોટિંગ્સ, બાંધકામ, દૈનિક રસાયણો, કાગળ બનાવવા અને અન્ય ક્ષેત્રોમાં ઉપયોગ થાય છે. HEC સેલ્યુલોઝના રાસાયણિક ફેરફાર દ્વારા મેળવવામાં આવે છે, અને તેના ગુણધર્મો અને ઉપયોગો મુખ્યત્વે સેલ્યુલોઝ પરમાણુઓ પરના હાઇડ્રોક્સીથાઇલ અવેજીઓ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.

II. ઉત્પાદન પ્રક્રિયા

HEC ની ઉત્પાદન પ્રક્રિયામાં મુખ્યત્વે નીચેના પગલાં શામેલ છે: સેલ્યુલોઝ ઇથેરિફિકેશન, ધોવા, ડિહાઇડ્રેશન, સૂકવણી અને ગ્રાઇન્ડીંગ. નીચે દરેક પગલાનો વિગતવાર પરિચય છે:

સેલ્યુલોઝ ઇથેરિફિકેશન

સેલ્યુલોઝને સૌપ્રથમ આલ્કલી સાથે પ્રક્રિયા કરીને આલ્કલી સેલ્યુલોઝ (સેલ્યુલોઝ આલ્કલી) બનાવવામાં આવે છે. આ પ્રક્રિયા સામાન્ય રીતે રિએક્ટરમાં હાથ ધરવામાં આવે છે, જેમાં સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ દ્રાવણનો ઉપયોગ કરીને કુદરતી સેલ્યુલોઝને પ્રક્રિયા કરીને આલ્કલી સેલ્યુલોઝ બનાવવામાં આવે છે. રાસાયણિક પ્રતિક્રિયા નીચે મુજબ છે:

Cell-OH+NaOH→Cell-O-Na+H2OCell-OH+NaOH→Cell-O-Na+H 2O

પછી, આલ્કલી સેલ્યુલોઝ ઇથિલિન ઓક્સાઇડ સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને હાઇડ્રોક્સાઇથિલ સેલ્યુલોઝ બનાવે છે. પ્રતિક્રિયા ઉચ્ચ દબાણ હેઠળ કરવામાં આવે છે, સામાન્ય રીતે 30-100°C, અને ચોક્કસ પ્રતિક્રિયા નીચે મુજબ છે:

Cell-O-Na+CH2CH2O→Cell-O-CH2CH2OHCell-O-Na+CH 2CH 2O→Cell-O-CH 2CH 2OH

આ પ્રતિક્રિયા માટે ઉત્પાદનની એકરૂપતા અને ગુણવત્તા સુનિશ્ચિત કરવા માટે તાપમાન, દબાણ અને ઉમેરવામાં આવતા ઇથિલિન ઓક્સાઇડની માત્રાનું ચોક્કસ નિયંત્રણ જરૂરી છે.

ધોવા

પરિણામી ક્રૂડ HEC માં સામાન્ય રીતે પ્રતિક્રિયા ન કરાયેલ આલ્કલી, ઇથિલિન ઓક્સાઇડ અને અન્ય ઉપ-ઉત્પાદનો હોય છે, જેને પાણીના અનેક ધોવા અથવા કાર્બનિક દ્રાવક ધોવા દ્વારા દૂર કરવાની જરૂર પડે છે. પાણી ધોવાની પ્રક્રિયા દરમિયાન મોટી માત્રામાં પાણીની જરૂર પડે છે, અને ધોવા પછી ગંદા પાણીને ટ્રીટ કરીને છોડવાની જરૂર પડે છે.

ડિહાઇડ્રેશન

ધોવા પછી ભીના HEC ને ડિહાઇડ્રેટ કરવાની જરૂર છે, સામાન્ય રીતે ભેજનું પ્રમાણ ઘટાડવા માટે વેક્યુમ ફિલ્ટરેશન અથવા સેન્ટ્રીફ્યુગલ સેપરેશન દ્વારા.

સૂકવણી

ડિહાઇડ્રેટેડ HEC ને સામાન્ય રીતે સ્પ્રે ડ્રાયિંગ અથવા ફ્લેશ ડ્રાયિંગ દ્વારા સૂકવવામાં આવે છે. ઉચ્ચ તાપમાનના ઘટાડા અથવા એકત્રીકરણને ટાળવા માટે સૂકવણી પ્રક્રિયા દરમિયાન તાપમાન અને સમયને સખત રીતે નિયંત્રિત કરવો આવશ્યક છે.

ગ્રાઇન્ડીંગ

સૂકા HEC બ્લોકને એકસરખા કણ કદના વિતરણ માટે પીસીને ચાળણી કરવી જોઈએ, અને અંતે પાવડર અથવા દાણાદાર ઉત્પાદન બનાવવું જોઈએ.

III. કામગીરી લાક્ષણિકતાઓ

પાણીમાં દ્રાવ્યતા

HEC પાણીમાં સારી દ્રાવ્યતા ધરાવે છે અને તે ઠંડા અને ગરમ બંને પાણીમાં ઝડપથી ઓગળીને પારદર્શક અથવા અર્ધપારદર્શક દ્રાવણ બનાવી શકે છે. આ દ્રાવ્યતા ગુણધર્મ તેને કોટિંગ્સ અને દૈનિક રાસાયણિક ઉત્પાદનોમાં જાડા અને સ્ટેબિલાઇઝર તરીકે વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે.

જાડું થવું

HEC જલીય દ્રાવણમાં મજબૂત જાડું થવાની અસર દર્શાવે છે, અને પરમાણુ વજન વધવા સાથે તેની સ્નિગ્ધતા વધે છે. આ જાડું થવાનો ગુણધર્મ તેને પાણી આધારિત કોટિંગ્સ અને બિલ્ડિંગ મોર્ટારમાં જાડું થવા, પાણી જાળવી રાખવામાં અને બાંધકામ કામગીરી સુધારવામાં ભૂમિકા ભજવવા સક્ષમ બનાવે છે.

રિઓલોજી

HEC જલીય દ્રાવણમાં અનન્ય રિઓલોજિકલ ગુણધર્મો હોય છે, અને શીયર રેટમાં ફેરફાર સાથે તેની સ્નિગ્ધતા બદલાય છે, જે શીયર થિનિંગ અથવા સ્યુડોપ્લાસ્ટીસીટી દર્શાવે છે. આ રિઓલોજિકલ ગુણધર્મ તેને કોટિંગ્સ અને ઓઇલફિલ્ડ ડ્રિલિંગ પ્રવાહીમાં પ્રવાહીતા અને બાંધકામ પ્રદર્શનને સમાયોજિત કરવા સક્ષમ બનાવે છે.

પ્રવાહી મિશ્રણ અને સસ્પેન્શન

HEC માં સારા ઇમલ્સિફિકેશન અને સસ્પેન્શન ગુણધર્મો છે, જે સ્તરીકરણ અને સેડિમેન્ટેશનને રોકવા માટે વિક્ષેપ પ્રણાલીમાં સસ્પેન્ડેડ કણો અથવા ટીપાંને સ્થિર કરી શકે છે. તેથી, HEC નો ઉપયોગ ઘણીવાર ઇમલ્સન કોટિંગ્સ અને ડ્રગ સસ્પેન્શન જેવા ઉત્પાદનોમાં થાય છે.

બાયોડિગ્રેડેબિલિટી

HEC એ કુદરતી સેલ્યુલોઝ ડેરિવેટિવ છે જે સારી બાયોડિગ્રેડેબિલિટી ધરાવે છે, પર્યાવરણને કોઈ પ્રદૂષણ કરતું નથી અને લીલા પર્યાવરણીય સંરક્ષણની જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરે છે.

IV. એપ્લિકેશન ક્ષેત્રો

કોટિંગ્સ

પાણી આધારિત કોટિંગ્સમાં, HEC નો ઉપયોગ કોટિંગ્સની પ્રવાહીતા, બાંધકામ કામગીરી અને એન્ટી-સેગિંગ ગુણધર્મોને સુધારવા માટે જાડા અને સ્ટેબિલાઇઝર તરીકે થાય છે.

બાંધકામ

બાંધકામ સામગ્રીમાં, HEC નો ઉપયોગ સિમેન્ટ-આધારિત મોર્ટાર અને પુટ્ટી પાવડરમાં બાંધકામ કામગીરી અને પાણીની જાળવણી સુધારવા માટે થાય છે.

દૈનિક રસાયણો

ડિટર્જન્ટ, શેમ્પૂ અને ટૂથપેસ્ટમાં, HEC નો ઉપયોગ ઉત્પાદનની લાગણી અને સ્થિરતા સુધારવા માટે જાડા અને સ્ટેબિલાઇઝર તરીકે થાય છે. 

તેલક્ષેત્રો

ઓઇલફિલ્ડ ડ્રિલિંગ અને ફ્રેક્ચરિંગ પ્રવાહીમાં, HEC નો ઉપયોગ ડ્રિલિંગ પ્રવાહીના રિઓલોજી અને સસ્પેન્શન ગુણધર્મોને સમાયોજિત કરવા અને ડ્રિલિંગ કાર્યક્ષમતા અને સલામતી સુધારવા માટે થાય છે.

કાગળ બનાવવું

કાગળ બનાવવાની પ્રક્રિયામાં, HEC નો ઉપયોગ પલ્પ પ્રવાહીતાને નિયંત્રિત કરવા અને કાગળની એકરૂપતા અને સપાટીના ગુણધર્મોને સુધારવા માટે થાય છે.

હાઇડ્રોક્સિથાઇલ સેલ્યુલોઝ (HEC) નો ઉપયોગ ઘણા ઔદ્યોગિક ક્ષેત્રોમાં તેની ઉત્તમ પાણીમાં દ્રાવ્યતા, જાડું થવું, રિઓલોજિકલ ગુણધર્મો, પ્રવાહી મિશ્રણ અને સસ્પેન્શન ગુણધર્મો તેમજ સારી બાયોડિગ્રેડેબિલિટીને કારણે વ્યાપકપણે થાય છે. તેની ઉત્પાદન પ્રક્રિયા પ્રમાણમાં પરિપક્વ છે. સેલ્યુલોઝ ઇથેરિફિકેશન, ધોવા, નિર્જલીકરણ, સૂકવણી અને ગ્રાઇન્ડીંગના પગલાં દ્વારા, સ્થિર કામગીરી અને સારી ગુણવત્તાવાળા HEC ઉત્પાદનો તૈયાર કરી શકાય છે. ભવિષ્યમાં, પર્યાવરણીય સંરક્ષણ આવશ્યકતાઓમાં સુધારો અને ટેકનોલોજીની પ્રગતિ સાથે, HEC ના ઉપયોગની સંભાવનાઓ વ્યાપક બનશે.