Preparazzjoni ta 'hydroxyethyl cellulose

Hydroxyethyl cellulose (HEC) hija polimeru mhux joniku, li jinħall fl-ilma derivat miċ-ċelluloża, polimeru naturali li jinsab fil-ħitan taċ-ċelluli tal-pjanti. Huwa użat ħafna f'diversi industriji, inklużi farmaċewtiċi, kożmetiċi, żebgħa, u adeżivi, minħabba t-tħaxxin eċċellenti tiegħu, li jifforma l-film, u l-proprjetajiet reoloġiċi. Il-preparazzjoni ta 'hydroxyethyl cellulose tinvolvi l-eterifikazzjoni taċ-ċelluloża bl-ossidu ta' l-etilene taħt kondizzjonijiet alkalini. Dan il-proċess jista 'jinqasam f'diversi passi ewlenin: purifikazzjoni taċ-ċelluloża, alkalizzazzjoni, eterifikazzjoni, newtralizzazzjoni, ħasil u tnixxif.

1. Purifikazzjoni taċ-ċelluloża
L-ewwel pass fil-preparazzjoni taċ-ċelluloża hydroxyethyl hija l-purifikazzjoni taċ-ċelluloża, tipikament miksuba mill-polpa tal-injam jew linters tal-qoton. Iċ-ċelluloża mhux ipproċessata fiha impuritajiet bħal lignin, emicellulose, u estrattivi oħra li għandhom jitneħħew biex tinkiseb ċelluloża ta 'purità għolja adattata għall-modifika kimika.

Passi involuti:

Ipproċessar mekkaniku: Iċ-ċelluloża mhux ipproċessata hija pproċessata mekkanikament biex tnaqqas id-daqs tagħha u żżid l-erja tal-wiċċ tagħha, u tiffaċilita t-trattamenti kimiċi sussegwenti.
Trattament Kimiku: Iċ-ċelluloża hija ttrattata b'kimiċi bħal idrossidu tas-sodju (NaOH) u sulfite tas-sodju (Na2SO3) biex tkisser il-lignin u l-emicellulose, segwit minn ħasil u ibbliċjar biex tneħħi l-impuritajiet residwi u tikseb ċelluloża bajda u fibruża.

2. Alkalizzazzjoni
Iċ-ċelluloża purifikata mbagħad tiġi alkalizzata biex tattivaha għar-reazzjoni ta 'eterifikazzjoni. Dan jinvolvi t-trattament taċ-ċelluloża b'soluzzjoni milwiema ta 'idrossidu tas-sodju.

Reazzjoni:
Ċelluloża + NaOH → Ċelluloża alkali

Proċedura:

Iċ-ċelluloża hija sospiża fl-ilma, u soluzzjoni ta 'idrossidu tas-sodju hija miżjuda. Il-konċentrazzjoni ta 'NaOH tipikament tvarja minn 10-30%, u r-reazzjoni titwettaq f'temperaturi bejn 20-40 ° C.
It-taħlita titħawwad biex tiżgura assorbiment uniformi tal-alkali, li jwassal għall-formazzjoni ta 'ċelluloża alkali. Dan l-intermedjarju huwa aktar reattiv lejn l-ossidu tal-etilene, u jiffaċilita l-proċess ta 'eterifikazzjoni.

3. Eterifikazzjoni
Il-pass ewlieni fil-preparazzjoni taċ-ċelluloża hydroxyethyl huwa l-eterifikazzjoni taċ-ċelluloża alkali bl-ossidu tal-etilene. Din ir-reazzjoni tintroduċi gruppi hydroxyethyl (-CH2CH2OH) fis-sinsla taċ-ċelluloża, u tagħmilha solubbli fl-ilma.

Reazzjoni:
Ċelluloża alkali + Ethylene oxide→Hydroxyethyl cellulose + NaOH

Proċedura:

L-ossidu tal-etilene huwa miżjud maċ-ċelluloża alkali, jew f'lott jew proċess kontinwu. Ir-reazzjoni hija tipikament imwettqa f'awtoklavi jew reattur tal-pressjoni.
Il-kundizzjonijiet tar-reazzjoni, inklużi t-temperatura (50-100 ° C) u l-pressjoni (1-5 atm), huma kkontrollati bir-reqqa biex jiżguraw sostituzzjoni ottima ta 'gruppi hydroxyethyl. Il-grad ta 'sostituzzjoni (DS) u sostituzzjoni molari (MS) huma parametri kritiċi li jinfluwenzaw il-proprjetajiet tal-prodott finali.

4. Newtralizzazzjoni
Wara r-reazzjoni ta 'eterifikazzjoni, it-taħlita fiha hydroxyethyl cellulose u residwu ta' idrossidu tas-sodju. Il-pass li jmiss huwa n-newtralizzazzjoni, fejn l-alkali żejjed jiġi newtralizzat bl-użu ta 'aċidu, tipikament aċidu aċetiku (CH3COOH) jew aċidu idrokloriku (HCl).

Reazzjoni: NaOH + HCl → NaCl + H2O

Proċedura:

L-aċidu jiżdied bil-mod mat-taħlita ta 'reazzjoni taħt kundizzjonijiet ikkontrollati biex tiġi evitata sħana eċċessiva u tiġi evitata d-degradazzjoni taċ-ċelluloża hydroxyethyl.
It-taħlita newtralizzata mbagħad tiġi soġġetta għal aġġustament tal-pH biex jiġi żgurat li tkun fil-medda mixtieqa, tipikament madwar pH newtrali (6-8).
5. Ħasil
Wara n-newtralizzazzjoni, il-prodott għandu jinħasel biex jitneħħew l-imluħa u prodotti sekondarji oħra. Dan il-pass huwa kruċjali għall-kisba ta 'hydroxyethyl cellulose pura.

Proċedura:

It-taħlita ta 'reazzjoni hija dilwita bl-ilma, u ċ-ċelluloża hydroxyethyl hija separata permezz ta' filtrazzjoni jew ċentrifugazzjoni.
Iċ-ċelluloża idrossietil separata tinħasel ripetutament b'ilma dejonizzat biex tneħħi l-imluħa u l-impuritajiet residwi. Il-proċess tal-ħasil ikompli sakemm l-ilma tal-ħasil jilħaq konduttività speċifikata, li jindika t-tneħħija ta 'impuritajiet solubbli.
6. Tnixxif
L-aħħar pass fil-preparazzjoni ta 'hydroxyethyl cellulose huwa t-tnixxif. Dan il-pass ineħħi l-ilma żejjed, u jagħti prodott niexef u trab adattat għal diversi applikazzjonijiet.

Proċedura:

Iċ-ċelluloża hydroxyethyl maħsula tinfirex fuq trejs tat-tnixxif jew tinġarr minn mina tat-tnixxif. It-temperatura tat-tnixxif hija kkontrollata bir-reqqa biex tiġi evitata d-degradazzjoni termali, tipikament tvarja minn 50-80 ° C.
Alternattivament, it-tnixxif bl-isprej jista 'jintuża għal tnixxif rapidu u effiċjenti. Fit-tnixxif bl-isprej, is-soluzzjoni akwea ta 'hydroxyethyl cellulose hija atomizzata fi qtar fini u mnixxfa fi nixxiegħa ta' arja sħuna, li tirriżulta fi trab fin.
Il-prodott imnixxef huwa mbagħad mitħun għad-daqs tal-partiċelli mixtieq u ppakkjat għall-ħażna u d-distribuzzjoni.
Kontroll tal-Kwalità u Applikazzjonijiet
Matul il-proċess ta 'preparazzjoni, miżuri rigorużi ta' kontroll tal-kwalità huma implimentati biex jiżguraw il-konsistenza u l-kwalità ta 'hydroxyethyl cellulose. Parametri ewlenin bħall-viskożità, il-grad ta 'sostituzzjoni, il-kontenut ta' umdità, u d-daqs tal-partiċelli huma mmonitorjati regolarment.

Applikazzjonijiet:

Farmaċewtiċi: Użati bħala aġent li jħaxxin, li jgħaqqad u stabilizzatur f'formulazzjonijiet bħal pilloli, sospensjonijiet u ingwenti.
Kożmetiċi: Jipprovdi viskożità u nisġa lil prodotti bħal kremi, lozjonijiet, u shampoos.
Żebgħa u Kisi: Jaġixxi bħala aġent li jħaxxen u modifikatur tar-reoloġija, itejjeb il-proprjetajiet tal-applikazzjoni u l-istabbiltà taż-żebgħa.
Industrija tal-Ikel: Taħdem bħala tħaxxin, stabbilizzatur, u emulsifikant f'diversi prodotti tal-ikel.

Il-preparazzjoni ta 'hydroxyethyl cellulose tinvolvi serje ta' proċessi kimiċi u mekkaniċi definiti sew immirati biex jimmodifikaw iċ-ċelluloża biex jintroduċu gruppi hydroxyethyl. Kull pass, mill-purifikazzjoni taċ-ċelluloża sat-tnixxif, huwa kruċjali biex jiġu ddeterminati l-kwalità u l-funzjonalità tal-prodott finali. Il-proprjetajiet versatili ta 'Hydroxyethyl cellulose jagħmluha ingredjent imprezzabbli f'diversi industriji, li jenfasizzaw l-importanza ta' prattiki preċiżi tal-manifattura biex jissodisfaw ir-rekwiżiti speċifiċi ta 'diversi applikazzjonijiet.