हाइड्रोक्सिथाइल सेलुलोज (HEC) एक गैर-आयनिक, पानीमा घुलनशील पोलिमर हो जुन सेलुलोजबाट प्राप्त हुन्छ, जुन बिरुवाहरूको कोष भित्ताहरूमा पाइने प्राकृतिक पोलिमर हो। यसको उत्कृष्ट गाढापन, फिल्म-निर्माण, र रियोलोजिकल गुणहरूको कारणले गर्दा यो औषधि, सौन्दर्य प्रसाधन, रंग र चिपकने पदार्थ सहित विभिन्न उद्योगहरूमा व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ। हाइड्रोक्सिथाइल सेलुलोजको तयारीमा क्षारीय अवस्थाहरूमा इथिलीन अक्साइडसँग सेल्युलोजको इथरिफिकेशन समावेश छ। यो प्रक्रियालाई धेरै प्रमुख चरणहरूमा विभाजन गर्न सकिन्छ: सेल्युलोज शुद्धीकरण, क्षारीकरण, इथरिफिकेशन, तटस्थीकरण, धुने र सुकाउने।
१. सेल्युलोज शुद्धीकरण
हाइड्रोक्साइथाइल सेल्युलोजको तयारीको पहिलो चरण सेल्युलोजको शुद्धीकरण हो, जुन सामान्यतया काठको पल्प वा कपासको लिन्टरबाट प्राप्त हुन्छ। कच्चा सेल्युलोजमा लिग्निन, हेमिसेलुलोज र अन्य निकासी जस्ता अशुद्धताहरू हुन्छन् जुन रासायनिक परिमार्जनको लागि उपयुक्त उच्च-शुद्धता सेल्युलोज प्राप्त गर्न हटाउनु पर्छ।
समावेश चरणहरू:
यान्त्रिक प्रशोधन: कच्चा सेल्युलोजलाई यसको आकार घटाउन र यसको सतह क्षेत्रफल बढाउन यान्त्रिक रूपमा प्रशोधन गरिन्छ, जसले गर्दा पछिल्ला रासायनिक उपचारहरूलाई सहज बनाइन्छ।
रासायनिक उपचार: सेल्युलोजलाई सोडियम हाइड्रोक्साइड (NaOH) र सोडियम सल्फाइट (Na2SO3) जस्ता रसायनहरूले लिग्निन र हेमिसेलुलोजलाई तोड्न प्रशोधन गरिन्छ, त्यसपछि अवशिष्ट अशुद्धताहरू हटाउन र सेतो, रेशादार सेल्युलोज प्राप्त गर्न धुने र ब्लीचिंग गरिन्छ।
२. क्षारीकरण
शुद्ध सेल्युलोजलाई त्यसपछि इथरिफिकेशन प्रतिक्रियाको लागि सक्रिय गर्न क्षारीय बनाइन्छ। यसमा सोडियम हाइड्रोक्साइडको जलीय घोलले सेल्युलोजको उपचार समावेश छ।
प्रतिक्रिया:
सेल्युलोज+NaOH→क्षारीय सेल्युलोज
प्रक्रिया:
सेल्युलोजलाई पानीमा झुन्ड्याइन्छ, र सोडियम हाइड्रोक्साइड घोल थपिन्छ। NaOH को सांद्रता सामान्यतया १०-३०% सम्म हुन्छ, र प्रतिक्रिया २०-४० डिग्री सेल्सियस बीचको तापक्रममा गरिन्छ।
क्षारको एकरूप अवशोषण सुनिश्चित गर्न मिश्रणलाई चलाइन्छ, जसले गर्दा क्षार सेल्युलोजको निर्माण हुन्छ। यो मध्यवर्ती इथिलीन अक्साइड प्रति बढी प्रतिक्रियाशील हुन्छ, जसले इथरिफिकेशन प्रक्रियालाई सहज बनाउँछ।
३. ईथरिफिकेशन
हाइड्रोक्साइथाइल सेल्युलोजको तयारीको प्रमुख चरण भनेको इथिलीन अक्साइडसँग अल्काली सेल्युलोजको इथरिफिकेशन हो। यो प्रतिक्रियाले हाइड्रोक्साइथाइल समूहहरू (-CH2CH2OH) लाई सेल्युलोज ब्याकबोनमा परिचय गराउँछ, जसले गर्दा यो पानीमा घुलनशील हुन्छ।
प्रतिक्रिया:
अल्काली सेलुलोज+इथिलिन अक्साइड→हाइड्रोक्सिथाइल सेलुलोज+NaOH
प्रक्रिया:
इथिलीन अक्साइडलाई क्षारीय सेल्युलोजमा ब्याच वा निरन्तर प्रक्रियामा थपिन्छ। प्रतिक्रिया सामान्यतया अटोक्लेभ वा प्रेसर रिएक्टरमा गरिन्छ।
हाइड्रोक्साइथाइल समूहहरूको इष्टतम प्रतिस्थापन सुनिश्चित गर्न तापक्रम (५०-१००°C) र दबाब (१-५ atm) सहित प्रतिक्रिया अवस्थाहरू सावधानीपूर्वक नियन्त्रण गरिन्छ। प्रतिस्थापनको डिग्री (DS) र मोलर प्रतिस्थापन (MS) अन्तिम उत्पादनको गुणहरूलाई प्रभाव पार्ने महत्वपूर्ण प्यारामिटरहरू हुन्।
४. तटस्थीकरण
इथरिफिकेशन प्रतिक्रिया पछि, मिश्रणमा हाइड्रोक्साइथाइल सेलुलोज र अवशिष्ट सोडियम हाइड्रोक्साइड हुन्छ। अर्को चरण तटस्थीकरण हो, जहाँ अतिरिक्त क्षारलाई एसिड, सामान्यतया एसिटिक एसिड (CH3COOH) वा हाइड्रोक्लोरिक एसिड (HCl) प्रयोग गरेर तटस्थ गरिन्छ।
प्रतिक्रिया: NaOH+HCl→NaCl+H2O
प्रक्रिया:
अत्यधिक गर्मीबाट बच्न र हाइड्रोक्साइथाइल सेलुलोजको क्षय रोक्नको लागि नियन्त्रित अवस्थामा प्रतिक्रिया मिश्रणमा एसिड बिस्तारै थपिन्छ।
त्यसपछि तटस्थ मिश्रणलाई इच्छित दायरा भित्र, सामान्यतया तटस्थ pH (6-8) वरिपरि छ भनी सुनिश्चित गर्न pH समायोजन गरिन्छ।
५. धुने
तटस्थीकरण पछि, नुन र अन्य उप-उत्पादनहरू हटाउन उत्पादनलाई धुनुपर्छ। शुद्ध हाइड्रोक्साइथाइल सेलुलोज प्राप्त गर्न यो चरण महत्त्वपूर्ण छ।
प्रक्रिया:
प्रतिक्रिया मिश्रणलाई पानीले पातलो पारिन्छ, र हाइड्रोक्साइथाइल सेलुलोजलाई निस्पंदन वा सेन्ट्रीफ्यूगेसनद्वारा अलग गरिन्छ।
छुट्याइएको हाइड्रोक्साइथाइल सेलुलोजलाई अवशिष्ट लवण र अशुद्धता हटाउन डिआयोनाइज्ड पानीले बारम्बार धोइन्छ। धुने प्रक्रिया तबसम्म जारी रहन्छ जबसम्म धुने पानीले निर्दिष्ट चालकतामा पुग्दैन, जसले घुलनशील अशुद्धताहरू हटाउने संकेत गर्दछ।
६. सुकाउने
हाइड्रोक्साइथाइल सेल्युलोजको तयारीको अन्तिम चरण भनेको सुकाउनु हो। यो चरणले अतिरिक्त पानी हटाउँछ, जसले गर्दा विभिन्न प्रयोगहरूको लागि उपयुक्त सुख्खा, धुलो उत्पादन प्राप्त हुन्छ।
प्रक्रिया:
धोइएको हाइड्रोक्साइथाइल सेलुलोज सुकाउने ट्रेहरूमा फैलाइन्छ वा सुकाउने सुरुङ मार्फत पुर्याइन्छ। सुकाउने तापक्रमलाई थर्मल डिग्रेडेसनबाट बच्न सावधानीपूर्वक नियन्त्रण गरिन्छ, सामान्यतया ५०-८० डिग्री सेल्सियस सम्म।
वैकल्पिक रूपमा, छिटो र प्रभावकारी सुकाउन स्प्रे सुकाउने प्रयोग गर्न सकिन्छ। स्प्रे सुकाउने क्रममा, जलीय हाइड्रोक्साइथाइल सेलुलोज घोललाई मसिना थोपाहरूमा परमाणु बनाइन्छ र तातो हावाको प्रवाहमा सुकाइन्छ, जसको परिणामस्वरूप मसिनो पाउडर बन्छ।
त्यसपछि सुकेको उत्पादनलाई इच्छित कण आकारमा मिलाएर भण्डारण र वितरणको लागि प्याक गरिन्छ।
गुणस्तर नियन्त्रण र अनुप्रयोगहरू
तयारी प्रक्रियाभरि, हाइड्रोक्साइथाइल सेल्युलोजको स्थिरता र गुणस्तर सुनिश्चित गर्न कठोर गुणस्तर नियन्त्रण उपायहरू लागू गरिन्छ। चिपचिपापन, प्रतिस्थापनको डिग्री, आर्द्रता सामग्री, र कण आकार जस्ता प्रमुख प्यारामिटरहरू नियमित रूपमा अनुगमन गरिन्छ।
अनुप्रयोगहरू:
औषधि: ट्याब्लेट, सस्पेन्सन र मलम जस्ता सूत्रहरूमा गाढा बनाउने एजेन्ट, बाइन्डर र स्टेबिलाइजरको रूपमा प्रयोग गरिन्छ।
सौन्दर्य प्रसाधन: क्रिम, लोशन र शैम्पू जस्ता उत्पादनहरूमा चिपचिपापन र बनावट प्रदान गर्दछ।
पेन्ट र कोटिंग्स: पेन्टको प्रयोग गुण र स्थिरतामा सुधार गर्दै, गाढा बनाउने र रियोलोजी परिमार्जकको रूपमा काम गर्दछ।
खाद्य उद्योग: विभिन्न खाद्य उत्पादनहरूमा गाढा पार्ने, स्थिरीकरण गर्ने र इमल्सीफायरको रूपमा कार्य गर्दछ।
हाइड्रोक्साइथाइल सेल्युलोजको तयारीमा हाइड्रोक्साइथाइल समूहहरू परिचय गराउन सेल्युलोजलाई परिमार्जन गर्ने उद्देश्यले राम्ररी परिभाषित रासायनिक र यान्त्रिक प्रक्रियाहरूको श्रृंखला समावेश हुन्छ। सेल्युलोज शुद्धीकरणदेखि सुकाउनेसम्मको प्रत्येक चरण अन्तिम उत्पादनको गुणस्तर र कार्यक्षमता निर्धारण गर्न महत्त्वपूर्ण हुन्छ। हाइड्रोक्साइथाइल सेल्युलोजको बहुमुखी गुणहरूले यसलाई धेरै उद्योगहरूमा एक अमूल्य घटक बनाउँछ, जसले विभिन्न अनुप्रयोगहरूको विशिष्ट आवश्यकताहरू पूरा गर्न सटीक उत्पादन अभ्यासहरूको महत्त्वलाई हाइलाइट गर्दछ।
पोस्ट समय: मे-२८-२०२४