ഹൈഡ്രോക്സിതൈൽ സെല്ലുലോസിന്റെ (HEC) ഉൽപാദന പ്രക്രിയയും പ്രകടനവും

I. ആമുഖം

ഹൈഡ്രോക്സിതൈൽ സെല്ലുലോസ് (HEC) എണ്ണ വേർതിരിച്ചെടുക്കൽ, കോട്ടിംഗുകൾ, നിർമ്മാണം, ദൈനംദിന രാസവസ്തുക്കൾ, പേപ്പർ നിർമ്മാണം, മറ്റ് മേഖലകൾ എന്നിവയിൽ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്ന ഒരു നോൺ-അയോണിക് വെള്ളത്തിൽ ലയിക്കുന്ന പോളിമറാണ്. സെല്ലുലോസിന്റെ രാസമാറ്റം വഴിയാണ് HEC ലഭിക്കുന്നത്, അതിന്റെ ഗുണങ്ങളും ഉപയോഗങ്ങളും പ്രധാനമായും നിർണ്ണയിക്കുന്നത് സെല്ലുലോസ് തന്മാത്രകളിലെ ഹൈഡ്രോക്സിതൈൽ പകരക്കാരാണ്.

II. ഉത്പാദന പ്രക്രിയ

HEC യുടെ ഉൽ‌പാദന പ്രക്രിയയിൽ പ്രധാനമായും ഇനിപ്പറയുന്ന ഘട്ടങ്ങൾ ഉൾപ്പെടുന്നു: സെല്ലുലോസ് ഈതറിഫിക്കേഷൻ, കഴുകൽ, നിർജ്ജലീകരണം, ഉണക്കൽ, പൊടിക്കൽ. ഓരോ ഘട്ടത്തിന്റെയും വിശദമായ ആമുഖം താഴെ കൊടുക്കുന്നു:

സെല്ലുലോസ് ഈതറിഫിക്കേഷൻ

സെല്ലുലോസിനെ ആദ്യം ആൽക്കലി ഉപയോഗിച്ച് പ്രോസസ്സ് ചെയ്ത് ആൽക്കലി സെല്ലുലോസ് (സെല്ലുലോസ് ആൽക്കലി) ഉണ്ടാക്കുന്നു. ഈ പ്രക്രിയ സാധാരണയായി ഒരു റിയാക്ടറിലാണ് നടത്തുന്നത്, സോഡിയം ഹൈഡ്രോക്സൈഡ് ലായനി ഉപയോഗിച്ച് പ്രകൃതിദത്ത സെല്ലുലോസിനെ പ്രോസസ്സ് ചെയ്ത് ആൽക്കലി സെല്ലുലോസ് ഉണ്ടാക്കുന്നു. രാസപ്രവർത്തനം ഇപ്രകാരമാണ്:

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

തുടർന്ന്, ആൽക്കലി സെല്ലുലോസ് എഥിലീൻ ഓക്സൈഡുമായി പ്രതിപ്രവർത്തിച്ച് ഹൈഡ്രോക്സിതൈൽ സെല്ലുലോസ് ഉണ്ടാക്കുന്നു. പ്രതിപ്രവർത്തനം ഉയർന്ന മർദ്ദത്തിലാണ് നടത്തുന്നത്, സാധാരണയായി 30-100°C, നിർദ്ദിഷ്ട പ്രതികരണം ഇപ്രകാരമാണ്:

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

ഉൽപ്പന്നത്തിന്റെ ഏകീകൃതതയും ഗുണനിലവാരവും ഉറപ്പാക്കാൻ ഈ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിന് താപനില, മർദ്ദം, ചേർത്ത എഥിലീൻ ഓക്സൈഡിന്റെ അളവ് എന്നിവയുടെ കൃത്യമായ നിയന്ത്രണം ആവശ്യമാണ്.

കഴുകൽ

തത്ഫലമായുണ്ടാകുന്ന അസംസ്കൃത HEC യിൽ സാധാരണയായി പ്രതിപ്രവർത്തിക്കാത്ത ആൽക്കലി, എഥിലീൻ ഓക്സൈഡ്, മറ്റ് ഉപോൽപ്പന്നങ്ങൾ എന്നിവ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു, ഇവ ഒന്നിലധികം വാട്ടർ വാഷിംഗുകൾ അല്ലെങ്കിൽ ഓർഗാനിക് ലായക വാഷിംഗുകൾ വഴി നീക്കം ചെയ്യേണ്ടതുണ്ട്. വെള്ളം കഴുകുന്ന പ്രക്രിയയിൽ വലിയ അളവിൽ വെള്ളം ആവശ്യമാണ്, കഴുകിയതിനുശേഷം മലിനജലം സംസ്കരിച്ച് പുറന്തള്ളേണ്ടതുണ്ട്.

നിർജ്ജലീകരണം

കഴുകിയതിനുശേഷം നനഞ്ഞ HEC നിർജ്ജലീകരണം ചെയ്യേണ്ടതുണ്ട്, സാധാരണയായി ഈർപ്പത്തിന്റെ അളവ് കുറയ്ക്കുന്നതിന് വാക്വം ഫിൽട്രേഷൻ അല്ലെങ്കിൽ സെൻട്രിഫ്യൂഗൽ വേർതിരിക്കൽ വഴി.

ഉണക്കൽ

നിർജ്ജലീകരണം ചെയ്ത HEC ഉണക്കുന്നു, സാധാരണയായി സ്പ്രേ ഡ്രൈയിംഗ് അല്ലെങ്കിൽ ഫ്ലാഷ് ഡ്രൈയിംഗ് വഴിയാണ്. ഉയർന്ന താപനിലയിലുള്ള അപചയം അല്ലെങ്കിൽ സംയോജനം ഒഴിവാക്കാൻ ഉണക്കൽ പ്രക്രിയയിൽ താപനിലയും സമയവും കർശനമായി നിയന്ത്രിക്കണം.

പൊടിക്കുന്നു

ഉണങ്ങിയ HEC ബ്ലോക്ക് പൊടിച്ച് അരിച്ചെടുത്ത് ഏകീകൃത കണിക വലിപ്പ വിതരണം കൈവരിക്കേണ്ടതുണ്ട്, ഒടുവിൽ ഒരു പൊടി അല്ലെങ്കിൽ തരി ഉൽപ്പന്നം രൂപപ്പെടുത്തേണ്ടതുണ്ട്.

III. പ്രകടന സവിശേഷതകൾ

വെള്ളത്തിൽ ലയിക്കുന്ന സ്വഭാവം

HEC ക്ക് വെള്ളത്തിൽ നന്നായി ലയിക്കുന്നതിനാൽ തണുത്ത വെള്ളത്തിലും ചൂടുവെള്ളത്തിലും വേഗത്തിൽ ലയിച്ച് സുതാര്യമായ അല്ലെങ്കിൽ അർദ്ധസുതാര്യമായ ലായനി ഉണ്ടാക്കാൻ കഴിയും. ഈ ലയിക്കുന്ന സ്വഭാവം ഇതിനെ കോട്ടിംഗുകളിലും ദൈനംദിന രാസ ഉൽപ്പന്നങ്ങളിലും ഒരു കട്ടിയാക്കലായും സ്റ്റെബിലൈസറായും വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു.

കട്ടിയാക്കൽ

ജലീയ ലായനിയിൽ HEC ശക്തമായ കട്ടിയാക്കൽ പ്രഭാവം കാണിക്കുന്നു, തന്മാത്രാ ഭാരം കൂടുന്നതിനനുസരിച്ച് അതിന്റെ വിസ്കോസിറ്റി വർദ്ധിക്കുന്നു. ഈ കട്ടിയാക്കൽ സ്വഭാവം ജലത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള കോട്ടിംഗുകളിലും നിർമ്മാണ മോർട്ടാറുകളിലും കട്ടിയാക്കൽ, വെള്ളം നിലനിർത്തൽ, നിർമ്മാണ പ്രകടനം മെച്ചപ്പെടുത്തൽ എന്നിവയിൽ ഒരു പങ്ക് വഹിക്കാൻ ഇതിനെ പ്രാപ്തമാക്കുന്നു.

റിയോളജി

HEC ജലീയ ലായനിക്ക് സവിശേഷമായ റിയോളജിക്കൽ ഗുണങ്ങളുണ്ട്, കൂടാതെ ഷിയർ നിരക്കിന്റെ മാറ്റത്തിനനുസരിച്ച് അതിന്റെ വിസ്കോസിറ്റി മാറുന്നു, ഇത് ഷിയർ നേർത്തതാക്കൽ അല്ലെങ്കിൽ സ്യൂഡോപ്ലാസ്റ്റിസിറ്റി കാണിക്കുന്നു. കോട്ടിംഗുകളിലും ഓയിൽഫീൽഡ് ഡ്രില്ലിംഗ് ദ്രാവകങ്ങളിലും ദ്രാവകതയും നിർമ്മാണ പ്രകടനവും ക്രമീകരിക്കാൻ ഈ റിയോളജിക്കൽ ഗുണം അതിനെ പ്രാപ്തമാക്കുന്നു.

ഇമൽസിഫിക്കേഷനും സസ്പെൻഷനും

HEC ക്ക് നല്ല എമൽസിഫിക്കേഷനും സസ്പെൻഷൻ ഗുണങ്ങളുമുണ്ട്, ഇത് ഡിസ്പർഷൻ സിസ്റ്റത്തിലെ സസ്പെൻഡ് ചെയ്ത കണികകളെയോ തുള്ളികളെയോ സ്ഥിരപ്പെടുത്തുകയും സ്ട്രാറ്റിഫിക്കേഷനും സെഡിമെന്റേഷനും തടയുകയും ചെയ്യും. അതിനാൽ, എമൽഷൻ കോട്ടിംഗുകൾ, ഡ്രഗ് സസ്പെൻഷനുകൾ തുടങ്ങിയ ഉൽപ്പന്നങ്ങളിൽ HEC പലപ്പോഴും ഉപയോഗിക്കുന്നു.

ജൈവവിഘടനം

HEC ഒരു പ്രകൃതിദത്ത സെല്ലുലോസ് ഡെറിവേറ്റീവാണ്, നല്ല ജൈവവിഘടനക്ഷമതയും, പരിസ്ഥിതിക്ക് മലിനീകരണവുമില്ല, കൂടാതെ ഹരിത പരിസ്ഥിതി സംരക്ഷണത്തിന്റെ ആവശ്യകതകൾ നിറവേറ്റുന്നു.

IV. ആപ്ലിക്കേഷൻ ഫീൽഡുകൾ

കോട്ടിംഗുകൾ

ജലത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള കോട്ടിംഗുകളിൽ, കോട്ടിംഗുകളുടെ ദ്രാവകത, നിർമ്മാണ പ്രകടനം, ആന്റി-സാഗിംഗ് ഗുണങ്ങൾ എന്നിവ മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന് ഒരു കട്ടിയാക്കലും സ്റ്റെബിലൈസറായും HEC ഉപയോഗിക്കുന്നു.

നിർമ്മാണം

നിർമ്മാണ സാമഗ്രികളിൽ, നിർമ്മാണ പ്രകടനവും വെള്ളം നിലനിർത്തലും മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന് സിമൻറ് അധിഷ്ഠിത മോർട്ടാറിലും പുട്ടി പൗഡറിലും HEC ഉപയോഗിക്കുന്നു.

ദൈനംദിന രാസവസ്തുക്കൾ

ഡിറ്റർജന്റുകൾ, ഷാംപൂകൾ, ടൂത്ത് പേസ്റ്റുകൾ എന്നിവയിൽ, ഉൽപ്പന്നത്തിന്റെ രുചിയും സ്ഥിരതയും മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന് കട്ടിയാക്കൽ, സ്റ്റെബിലൈസറായി HEC ഉപയോഗിക്കുന്നു. 

എണ്ണപ്പാടങ്ങൾ

ഓയിൽഫീൽഡ് ഡ്രില്ലിംഗിലും ഫ്രാക്ചറിംഗ് ഫ്ലൂയിഡുകളിലും, ഡ്രില്ലിംഗ് ഫ്ലൂയിഡുകളുടെ റിയോളജി, സസ്പെൻഷൻ ഗുണങ്ങൾ ക്രമീകരിക്കുന്നതിനും ഡ്രില്ലിംഗ് കാര്യക്ഷമതയും സുരക്ഷയും മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനും HEC ഉപയോഗിക്കുന്നു.

പേപ്പർ നിർമ്മാണം

പേപ്പർ നിർമ്മാണ പ്രക്രിയയിൽ, പൾപ്പ് ദ്രാവകത നിയന്ത്രിക്കുന്നതിനും പേപ്പറിന്റെ ഏകീകൃതതയും ഉപരിതല ഗുണങ്ങളും മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനും HEC ഉപയോഗിക്കുന്നു.

മികച്ച ജല ലയനം, കട്ടിയാക്കൽ, റിയോളജിക്കൽ ഗുണങ്ങൾ, എമൽസിഫിക്കേഷൻ, സസ്പെൻഷൻ ഗുണങ്ങൾ, അതുപോലെ നല്ല ജൈവവിഘടനക്ഷമത എന്നിവ കാരണം ഹൈഡ്രോക്സിതൈൽ സെല്ലുലോസ് (HEC) പല വ്യാവസായിക മേഖലകളിലും വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്നു. ഇതിന്റെ ഉൽപാദന പ്രക്രിയ താരതമ്യേന പക്വമാണ്. സെല്ലുലോസ് ഈതറിഫിക്കേഷൻ, കഴുകൽ, നിർജ്ജലീകരണം, ഉണക്കൽ, പൊടിക്കൽ എന്നീ ഘട്ടങ്ങളിലൂടെ, സ്ഥിരതയുള്ള പ്രകടനവും നല്ല ഗുണനിലവാരവുമുള്ള HEC ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ തയ്യാറാക്കാൻ കഴിയും. ഭാവിയിൽ, പരിസ്ഥിതി സംരക്ഷണ ആവശ്യകതകളുടെ പുരോഗതിയും സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ പുരോഗതിയും ഉപയോഗിച്ച്, HEC യുടെ പ്രയോഗ സാധ്യതകൾ വിശാലമാകും.