हाइड्रोक्सीएथिल सेलुलोज़ (एचईसी) की उत्पादन प्रक्रिया और प्रदर्शन

I. प्रस्तावना

हाइड्रोक्सीएथिल सेलुलोज (HEC) एक गैर-आयनिक जल-घुलनशील बहुलक है जिसका व्यापक रूप से तेल निष्कर्षण, कोटिंग्स, निर्माण, दैनिक रसायन, कागज बनाने और अन्य क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है। HEC सेलुलोज के रासायनिक संशोधन द्वारा प्राप्त किया जाता है, और इसके गुण और उपयोग मुख्य रूप से सेलुलोज अणुओं पर हाइड्रोक्सीएथिल प्रतिस्थापन द्वारा निर्धारित होते हैं।

II. उत्पादन प्रक्रिया

एचईसी की उत्पादन प्रक्रिया में मुख्य रूप से निम्नलिखित चरण शामिल हैं: सेल्यूलोज ईथरीकरण, धुलाई, निर्जलीकरण, सुखाने और पीसना। निम्नलिखित प्रत्येक चरण का विस्तृत परिचय है:

सेल्यूलोज़ ईथरीकरण

सेलुलोज को पहले क्षार के साथ उपचारित करके क्षारीय सेलुलोज (सेलुलोज क्षार) बनाया जाता है। यह प्रक्रिया आमतौर पर एक रिएक्टर में की जाती है, जिसमें सोडियम हाइड्रॉक्साइड घोल का उपयोग करके प्राकृतिक सेलुलोज को क्षारीय सेलुलोज बनाने के लिए उपचारित किया जाता है। रासायनिक प्रतिक्रिया इस प्रकार है:

सेल-OH+NaOH→सेल-O-Na+H2OCसेल-OH+NaOH→सेल-O-Na+H 2O

फिर, क्षारीय सेलुलोज एथिलीन ऑक्साइड के साथ प्रतिक्रिया करके हाइड्रोक्सीएथिल सेलुलोज बनाता है। यह प्रतिक्रिया उच्च दबाव में की जाती है, आमतौर पर 30-100 डिग्री सेल्सियस, और विशिष्ट प्रतिक्रिया इस प्रकार है:

सेल-O-Na+CH2CH2O→सेल-O-CH2CH2OHसेल-O-Na+CH 2CH 2O→सेल-O-CH 2CH 2OH

इस प्रतिक्रिया में उत्पाद की एकरूपता और गुणवत्ता सुनिश्चित करने के लिए तापमान, दबाव और मिलाए गए एथिलीन ऑक्साइड की मात्रा पर सटीक नियंत्रण की आवश्यकता होती है।

धुलाई

परिणामी कच्चे एचईसी में आमतौर पर बिना प्रतिक्रिया वाले क्षार, एथिलीन ऑक्साइड और अन्य उप-उत्पाद होते हैं, जिन्हें कई बार पानी से धोने या कार्बनिक विलायक से धोने की आवश्यकता होती है। पानी से धोने की प्रक्रिया के दौरान बड़ी मात्रा में पानी की आवश्यकता होती है, और धोने के बाद अपशिष्ट जल को उपचारित करके बाहर निकालने की आवश्यकता होती है।

निर्जलीकरण

धोने के बाद गीले एचईसी को नमी की मात्रा कम करने के लिए आमतौर पर वैक्यूम निस्पंदन या केन्द्रापसारक पृथक्करण द्वारा निर्जलित करने की आवश्यकता होती है।

सुखाने

निर्जलित एचईसी को आमतौर पर स्प्रे ड्राईंग या फ्लैश ड्राईंग द्वारा सुखाया जाता है। उच्च तापमान क्षरण या ढेर से बचने के लिए सुखाने की प्रक्रिया के दौरान तापमान और समय को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए।

पिसाई

सूखे एचईसी ब्लॉक को एक समान कण आकार वितरण प्राप्त करने के लिए पीसना और छाना जाना चाहिए, और अंत में पाउडर या दानेदार उत्पाद बनाना चाहिए।

III. प्रदर्शन विशेषताएँ

जल घुलनशीलता

एचईसी में पानी में घुलनशीलता अच्छी होती है और यह ठंडे और गर्म पानी दोनों में जल्दी घुलकर पारदर्शी या पारभासी घोल बना सकता है। घुलनशीलता के इस गुण के कारण इसे कोटिंग्स और दैनिक रासायनिक उत्पादों में गाढ़ा करने वाले और स्थिर करने वाले पदार्थ के रूप में व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाता है।

और अधिक मोटा होना

एचईसी जलीय घोल में एक मजबूत गाढ़ापन प्रभाव दिखाता है, और आणविक भार की वृद्धि के साथ इसकी चिपचिपाहट बढ़ जाती है। यह गाढ़ापन गुण इसे पानी आधारित कोटिंग्स और बिल्डिंग मोर्टार में गाढ़ापन, पानी को बनाए रखने और निर्माण प्रदर्शन को बेहतर बनाने में भूमिका निभाने में सक्षम बनाता है।

रियोलॉजी

एचईसी जलीय घोल में अद्वितीय रियोलॉजिकल गुण होते हैं, और इसकी चिपचिपाहट कतरनी दर के परिवर्तन के साथ बदलती है, जो कतरनी पतलापन या स्यूडोप्लास्टिसिटी दिखाती है। यह रियोलॉजिकल गुण इसे कोटिंग्स और ऑयलफील्ड ड्रिलिंग तरल पदार्थों में तरलता और निर्माण प्रदर्शन को समायोजित करने में सक्षम बनाता है।

पायसीकरण और निलंबन

एचईसी में अच्छे पायसीकरण और निलंबन गुण होते हैं, जो स्तरीकरण और अवसादन को रोकने के लिए फैलाव प्रणाली में निलंबित कणों या बूंदों को स्थिर कर सकते हैं। इसलिए, एचईसी का उपयोग अक्सर पायस कोटिंग्स और दवा निलंबन जैसे उत्पादों में किया जाता है।

biodegradability

एचईसी एक प्राकृतिक सेल्यूलोज व्युत्पन्न है जिसमें अच्छी जैवनिम्नीकरणीयता है, पर्यावरण के लिए कोई प्रदूषण नहीं है, और यह हरित पर्यावरण संरक्षण की आवश्यकताओं को पूरा करता है।

IV. आवेदन क्षेत्र

कोटिंग्स

जल-आधारित कोटिंग्स में, एचईसी का उपयोग कोटिंग्स की तरलता, निर्माण प्रदर्शन और शिथिलता-रोधी गुणों को बेहतर बनाने के लिए गाढ़ा करने वाले और स्थिर करने वाले पदार्थ के रूप में किया जाता है।

निर्माण

निर्माण सामग्री में, एचईसी का उपयोग सीमेंट आधारित मोर्टार और पुट्टी पाउडर में निर्माण प्रदर्शन और जल प्रतिधारण में सुधार के लिए किया जाता है।

दैनिक रसायन

डिटर्जेंट, शैंपू और टूथपेस्ट में एचईसी का उपयोग उत्पाद की स्थिरता और अनुभव को बेहतर बनाने के लिए गाढ़ा करने वाले और स्टेबलाइजर के रूप में किया जाता है। 

तैल का खेत

तेल क्षेत्र ड्रिलिंग और फ्रैक्चरिंग तरल पदार्थों में, एचईसी का उपयोग ड्रिलिंग तरल पदार्थों के रियोलॉजी और निलंबन गुणों को समायोजित करने और ड्रिलिंग दक्षता और सुरक्षा में सुधार करने के लिए किया जाता है।

कागज

कागज निर्माण प्रक्रिया में, एचईसी का उपयोग लुगदी की तरलता को नियंत्रित करने तथा कागज की एकरूपता और सतह के गुणों में सुधार करने के लिए किया जाता है।

हाइड्रोक्सीएथिल सेलुलोज (HEC) का उपयोग कई औद्योगिक क्षेत्रों में इसकी उत्कृष्ट जल घुलनशीलता, गाढ़ापन, रियोलॉजिकल गुण, पायसीकरण और निलंबन गुणों के साथ-साथ अच्छी बायोडिग्रेडेबिलिटी के कारण व्यापक रूप से किया गया है। इसकी उत्पादन प्रक्रिया अपेक्षाकृत परिपक्व है। सेलुलोज ईथरीकरण, धुलाई, निर्जलीकरण, सुखाने और पीसने के चरणों के माध्यम से, स्थिर प्रदर्शन और अच्छी गुणवत्ता वाले HEC उत्पाद तैयार किए जा सकते हैं। भविष्य में, पर्यावरण संरक्षण आवश्यकताओं के सुधार और प्रौद्योगिकी की उन्नति के साथ, HEC की अनुप्रयोग संभावनाएँ व्यापक होंगी।