1. cellulose ether جي جوڙجڪ ۽ تياري جو اصول
شڪل 1 ڏيکاري ٿو cellulose ethers جي عام ساخت. هر bD-anhydroglucose يونٽ (سيليولوز جو ورجائيندڙ يونٽ) هڪ گروپ کي C (2)، C (3) ۽ C (6) پوزيشن تي تبديل ڪري ٿو، اهو آهي، اتي ٽي ايٿر گروپ ٿي سگهن ٿا. جي intra-زنجيرن ۽ inter-chain هائيڊروجن بانڊ جي ڪريcellulose macromolecules, ان کي پاڻي ۽ لڳ ڀڳ سڀني نامياتي solvents ۾ ڦهلائڻ ڏکيو آهي. ايٿريفڪيشن ذريعي ايٿر گروپن جو تعارف intramolecular ۽ intermolecular هائڊروجن بانڊن کي تباهه ڪري ٿو، ان جي هائيڊروفيلڪيت کي بهتر بڻائي ٿو، ۽ پاڻي جي ميڊيا ۾ ان جي حل کي تمام گهڻو بهتر بڻائي ٿو.
عام ايٿيريفائيڊ متبادل آهن گهٽ ماليڪيولر وزن الڪوڪسي گروپ (1 کان 4 ڪاربان ايٽمس) يا هائيڊروڪسيالڪائل گروپ، جن کي پوءِ ٻين فنڪشنل گروپن جهڙوڪ ڪاربوڪسيل، هائيڊروڪسيل يا امينو گروپن طرفان متبادل بڻايو وڃي ٿو. متبادل هڪ، ٻه يا وڌيڪ مختلف قسمن جا ٿي سگهن ٿا. سيلولوز ميڪروموليڪولر زنجير سان گڏ، هر گلوڪوز يونٽ جي سي (2)، سي (3) ۽ سي (6) پوزيشن تي هائيڊروڪسيل گروپ مختلف تناسب ۾ متبادل آهن. سختي سان ڳالهائڻ، سيلولوز ايٿر عام طور تي ڪا خاص ڪيميائي ساخت نه هوندي آهي، سواء انهن شين جي جيڪي مڪمل طور تي هڪ قسم جي گروپ طرفان متبادل آهن (سڀني ٽي هائيڊروڪسيل گروپ متبادل آهن). اهي پراڊڪٽ صرف ليبارٽري تجزيي ۽ تحقيق لاءِ استعمال ڪري سگھجن ٿا، ۽ ڪا به تجارتي قيمت نه آهي.
(a) سيلولوز ايٿر ماليڪيولر زنجير جي ٻن اينهائيڊروگلوڪوز يونٽن جي عام جوڙجڪ، R1~R6=H، يا هڪ نامياتي متبادل؛
(b) ڪاربوڪسي ميٿيل جو هڪ ماليڪيولر زنجير جو ٽڪروhydroxyethyl cellulose, carboxymethyl جي متبادل جو درجو 0.5 آھي، hydroxyethyl جي متبادل جو درجو 2.0 آھي، ۽ molar جي متبادل جو درجو 3.0 آھي. هي ڍانچو ايٿيريفائيڊ گروپن جي اوسط متبادل سطح جي نمائندگي ڪري ٿو، پر متبادل اصل ۾ بي ترتيب آهن.
هر متبادل لاءِ، ايٿيريفڪيشن جي ڪل رقم کي متبادل ڊي ايس جي قيمت جي درجي سان بيان ڪيو ويو آهي. ڊي ايس جي حد 0 ~ 3 آهي، جيڪا هر اينهائيڊروگلوڪوز يونٽ تي ايٿيريفڪيشن گروپن طرفان تبديل ٿيل هائيڊروڪسيل گروپن جي سراسري تعداد جي برابر آهي.
hydroxyalkyl cellulose ethers لاءِ، متبادل رد عمل نئين آزاد هائيڊروڪسيل گروپن مان ايٿيريفڪيشن شروع ڪندو، ۽ متبادل جي درجي کي MS قدر، يعني، متبادل جي دالر درجي جي حساب سان اندازو لڳائي سگھجي ٿو. اهو هر anhydroglucose يونٽ ۾ شامل etherifying ايجنٽ reactant جي moles جي سراسري تعداد جي نمائندگي ڪري ٿو. هڪ عام ريڪٽينٽ ethylene آڪسائيڊ آهي ۽ پيداوار هڪ هائيڊروڪسيٿيل متبادل آهي. شڪل 1 ۾، پيداوار جي MS قدر 3.0 آهي.
نظرياتي طور تي، MS قدر لاء ڪا به مٿاهين حد ناهي. جيڪڏهن هر گلوڪوز رنگ گروپ تي متبادل جي درجي جو DS قدر معلوم ٿئي ٿو، ايٿر پاسي واري زنجير جي اوسط زنجير جي ڊيگهه ڪجهه ٺاهيندڙن کي پڻ اڪثر استعمال ڪندا آهن ماس فريڪشن (wt٪) مختلف ايٿيريفڪيشن گروپن (جهڙوڪ -OCH3 يا -OC2H4OH) DS ۽ MS قدرن جي بدران متبادل سطح ۽ درجي جي نمائندگي ڪرڻ لاءِ. هر گروپ جو ماس فريڪشن ۽ ان جي DS يا MS قدر کي سادي حساب سان تبديل ڪري سگھجي ٿو.
گهڻا سيلولوز ايٿرز پاڻي ۾ حل ٿيندڙ پوليمر آهن، ۽ ڪجهه جزوي طور تي نامياتي محلولن ۾ پڻ حل ٿيل آهن. Cellulose Ether ۾ اعليٰ ڪارڪردگي، گھٽ قيمت، آسان پروسيسنگ، گھٽ زهر ۽ وسيع قسم جون خاصيتون آھن، ۽ مطالبن ۽ ايپليڪيشن جا شعبا اڃا تائين وڌي رھيا آھن. هڪ معاون ايجنٽ جي طور تي، سيلولوز ايٿر صنعت جي مختلف شعبن ۾ وڏي درخواست جي صلاحيت رکي ٿو. MS/DS ذريعي حاصل ڪري سگھجي ٿو.
سيلولوز ايٿرز کي متبادل جي ڪيميائي ساخت جي مطابق درجه بندي ڪئي وئي آهي anionic، cationic ۽ nonionic ethers. Nonionic ethers پاڻيء ۾ حل ٿيندڙ ۽ تيل ۾ حل ٿيندڙ شين ۾ ورهائي سگھجي ٿو.
پراڊڪٽس جيڪي صنعتي ڪيون ويون آهن انهن کي جدول 1 جي مٿين حصي ۾ درج ڪيو ويو آهي. ٽيبل 1 جي هيٺئين حصي ۾ ڪجهه ڄاڻايل ايٿيريفڪيشن گروپن جي فهرست ڏنل آهي، جيڪي اڃا تائين اهم تجارتي مصنوعات نه بڻجي چڪا آهن.
مخلوط ايٿر متبادل جي مخفف آرڊر کي الفابيٽ جي ترتيب يا لاڳاپيل DS (MS) جي سطح جي مطابق رکيو وڃي ٿو، مثال طور، 2-hydroxyethyl methylcellulose لاءِ، مخفف HEMC آهي، ۽ ان کي MHEC پڻ لکي سگهجي ٿو. ميٿيل جي متبادل کي نمايان ڪريو.
سيلولوز تي هائيڊروڪسيل گروپ آساني سان ايٿيريفڪيشن ايجنٽن جي ذريعي نه پهچندا آهن، ۽ ايٿيريفڪيشن عمل عام طور تي الڪائن جي حالتن هيٺ ڪيو ويندو آهي، عام طور تي NaOH آبي محلول جي هڪ خاص ڪنسنٽريشن استعمال ڪندي. سيلولوز پهريون ڀيرو NaOH آبي محلول سان ٻرندڙ الڪلي سيلولوز ۾ ٺاهيو ويندو آهي، ۽ پوءِ ايٿريفڪيشن ايجنٽ سان ايٿريفڪيشن رد عمل مان گذرندو آهي. مخلوط ايٿرز جي پيداوار ۽ تياري دوران، مختلف قسم جا ايٿريفڪيشن ايجنٽ هڪ ئي وقت استعمال ٿيڻ گهرجن، يا ايٿريفڪيشن کي قدم قدم کي وقفي وقفي سان فيڊنگ (جيڪڏهن ضروري هجي) ذريعي ڪيو وڃي. سيلولوز جي ايٿيريفڪيشن ۾ رد عمل جا چار قسم آهن، جن جو خلاصو رد عمل جي فارمولا (سيلوولوسڪ کي Cell-OH سان تبديل ڪيو ويو آهي) هيٺ ڏنل آهي:
مساوات (1) بيان ڪري ٿي وليمسن ايٿيريفڪيشن ردعمل. RX هڪ غير نامياتي اسيد ايسٽر آهي، ۽ ايڪس هالوجن Br، Cl يا سلفورڪ اسيد ايسٽر آهي. ڪلورائڊ R-Cl عام طور تي صنعت ۾ استعمال ٿيندو آهي، مثال طور، ميٿيل کلورائڊ، ايٿائل کلورائڊ يا ڪلورواسيٽڪ اسيد. اهڙين رد عملن ۾ بيس جي هڪ اسٽوچيوميٽرڪ مقدار استعمال ڪئي ويندي آهي. صنعتي سيلولوز ايٿر پراڊڪٽس ميٿيل سيلولوز، ايٿائل سيلولوز ۽ ڪاربوڪسيميٿيل سيلولوز وليمسن جي ايٿيريفڪيشن رد عمل جي پيداوار آهن.
رد عمل جو فارمولا (2) بيس استعمال ڪرڻ کان سواءِ سيلولوز ماليڪيولز تي بنيادي-ڪيٽيلائزڊ ايپوڪسائيڊس (جهڙوڪ R=H، CH3، يا C2H5) ۽ هائيڊروڪسيل گروپن جو اضافي ردعمل آهي. اهو ردعمل جاري رهڻ جو امڪان آهي جيئن رد عمل دوران نوان هائيڊروڪسيل گروپ ٺاهيا وڃن، جنهن جي نتيجي ۾ oligoalkylethylene آڪسائيڊ سائڊ زنجير ٺهڻ: 1-aziridine (aziridine) سان هڪجهڙائي وارو رد عمل امينوٿيل ايٿر ٺاهيندو: Cell-O-CH2-CH2-NH2 . پراڊڪٽس جهڙوڪ هائيڊروڪسائيٿيل سيلولوز، هائيڊروڪسائپروپيل سيلولوز ۽ هائيڊروڪسائبيوٽيل سيلولوز سڀ بنيادي-ڪيٽيلائزڊ ايپي آڪسائيڊشن جون شيون آهن.
رد عمل فارمولا (3) سيل-OH ۽ نامياتي مرکبات جي وچ ۾ رد عمل آهي جنهن ۾ الڪائن وچولي ۾ فعال ڊبل بانڊ شامل آهن، Y هڪ اليڪٽران ڪڍڻ وارو گروپ آهي، جهڙوڪ CN، CONH2، يا SO3-Na+. اڄڪلهه هن قسم جو ردعمل گهٽ ۾ گهٽ صنعتي طور استعمال ڪيو ويندو آهي.
رد عمل فارمولا (4)، diazoalkane سان etherification اڃا صنعتي نه ڪيو ويو آهي.
- سيلولوز ايٿرز جا قسم
Cellulose Ether monoether يا مخلوط آسمان ٿي سگهي ٿو، ۽ ان جا خاصيتون مختلف آهن. سيلولوز ميڪروموليڪيول تي گهٽ متبادل هائيڊروفيلڪ گروپ آهن، جهڙوڪ هائيڊروڪسيٿيل گروپ، جيڪي پيداوار کي هڪ خاص درجي جي پاڻيءَ ۾ حل ڪرڻ جي صلاحيت رکن ٿا، جڏهن ته هائيڊروفوبڪ گروپن لاءِ، جهڙوڪ ميٿيل، ايٿل وغيره، صرف اعتدال پسند متبادل اعليٰ درجي جا هوندا. پراڊڪٽ کي پاڻيءَ ۾ هڪ خاص محلول ڏيو، ۽ گهٽ متبادل پراڊڪٽ صرف پاڻيءَ ۾ سوجي ٿو يا ٿي سگهي ٿو. dilute alkali حل ۾ dissolve. سيلولوز ايٿرز جي خاصيتن تي گہرے تحقيق سان، نئين سيلولوز ايٿرز ۽ انهن جي ايپليڪيشن فيلڊ کي مسلسل ترقي ۽ پيداوار ڪئي ويندي، ۽ سڀ کان وڏي ڊرائيونگ فورس وسيع ۽ مسلسل سڌريل ايپليڪيشن مارڪيٽ آهي.
حلوليت جي خاصيتن تي مخلوط ايٿرز ۾ گروپن جي اثر جو عام قانون آهي:
1) پيداوار ۾ هائيڊروفوبڪ گروپن جي مواد کي وڌايو ايٿر جي هائيڊروفوبيسي کي وڌائڻ ۽ جيل پوائنٽ کي گھٽ ڪرڻ؛
2) hydrophilic گروپن جي مواد کي وڌايو (جهڙوڪ hydroxyethyl گروپن) ان جي جيل پوائنٽ کي وڌائڻ لاء؛
3) hydroxypropyl گروپ خاص آهي، ۽ مناسب hydroxypropylation پيداوار جي جيل گرمي پد کي گهٽ ڪري سگهو ٿا، ۽ وچولي hydroxypropylated پيداوار جي جيل گرمي پد ٻيهر اڀري ويندو، پر متبادل جي هڪ اعلي سطحي ان جي جيل پوائنٽ کي گهٽائيندو؛ ان جو سبب اهو آهي ته هائيڊروڪسائپروپيل گروپ جي خاص ڪاربان زنجير جي ڊگھائي جوڙجڪ، گهٽ-سطح واري هائيڊروڪسائپوليشن، سيلولوز ميڪروموليڪيول ۾ ماليڪيولز ۾ ۽ وچ ۾ ڪمزور هائيڊروجن بانڊز، ۽ برانچ زنجيرن تي هائيڊروفيلڪ هائيڊروڪسيل گروپ. پاڻي غالب آهي. ٻئي طرف، جيڪڏهن متبادل وڌيڪ آهي، ته پاسي واري گروپ تي پوليمرائيزيشن ٿيندي، هائيڊروڪسيل گروپ جو لاڳاپو مواد گهٽجي ويندو، هائيڊروفوبيسيٽي وڌندي، ۽ ان جي بدران گهٽجي ويندي.
جي پيداوار ۽ تحقيقسيلولوز آسمانهڪ ڊگهي تاريخ آهي. 1905 ۾، سوڊا پهريون ڀيرو سيلولوز جي ايٿيريفڪيشن جي رپورٽ ڪئي، جيڪا ڊيميٿيل سلفيٽ سان ميٿيليٽ ڪئي وئي هئي. Nonionic alkyl ethers کي پيٽنٽ ڪيو ويو ليلين فيلڊ (1912)، ڊريفس (1914) ۽ ليوچس (1920) پاڻي ۾ حل ٿيندڙ يا تيل ۾ حل ٿيندڙ سيلولوز ايٿرز لاءِ. Buchler ۽ Gomberg 1921 ۾ بينزيل سيلولوز پيدا ڪيو، ڪاربوڪسي ميٿائل سيلولوز پهريون ڀيرو 1918 ۾ جانسن پاران پيدا ڪيو ويو، ۽ هوبرٽ 1920 ۾ هائيڊروڪسائيٿيل سيلولوز پيدا ڪيو. 1920 جي شروعات ۾، ڪاربوڪسيٿيل سيلولوز جرمني ۾ ڪمرشل ڪيو ويو. 1937 کان 1938 تائين، MC ۽ HEC جي صنعتي پيداوار آمريڪا ۾ محسوس ڪئي وئي. سويڊن 1945ع ۾ پاڻي ۾ حل ٿيندڙ EHEC جي پيداوار شروع ڪئي. 1945ع کان پوءِ، سيلولوز ايٿر جي پيداوار تيزي سان مغربي يورپ، آمريڪا ۽ جاپان ۾ وڌي وئي. 1957 جي آخر ۾، چين CMC پهريون ڀيرو شنگھائي Celluloid فئڪٽري ۾ پيداوار ۾ رکيو ويو. 2004 تائين، منهنجي ملڪ جي پيداواري صلاحيت 30,000 ٽن ionic ether ۽ 10,000 ton non ionic ether هوندي. 2007 تائين، اهو 100,000 ٽن ionic ether ۽ 40,000 ton nonionic ether تائين پهچي ويندو. گهر ۾ ۽ ٻاهرين ۾ گڏيل ٽيڪنالاجي ڪمپنيون پڻ مسلسل اڀري رهيون آهن، ۽ چين جي سيلولوز ايٿر جي پيداوار جي صلاحيت ۽ ٽيڪنيڪل سطح مسلسل بهتر ٿي رهيا آهن.
تازن سالن ۾، مختلف DS قدرن سان گڏ ڪيترائي سيلولوز مونوٿيرس ۽ مخلوط ايٿرز، viscosities، پاڪائي ۽ rheological خاصيتن سان مسلسل ترقي ڪئي وئي آهي. هن وقت، cellulose ethers جي ميدان ۾ ترقي جو ڌيان ترقي يافته پيداوار ٽيڪنالاجي کي اپنائڻ، نئين تياري ٽيڪنالاجي، نئين سامان، نئين شين، اعلي معيار جي شين، ۽ منظم شين کي ٽيڪنالاجي طور تحقيق ڪيو وڃي.
پوسٽ جو وقت: اپريل-28-2024