Celuloza hidroksietil (HEC) është një polimer jo-jonik, i tretshëm në ujë që rrjedh nga celuloza, një polimer natyral që gjendet në muret qelizore të bimëve. Përdoret gjerësisht në industri të ndryshme, duke përfshirë farmaceutikë, kozmetikë, bojëra dhe ngjitës, për shkak të trashjes së tij të shkëlqyeshme, formimit të filmit dhe vetive reologjike. Përgatitja e celulozës hidroksietil përfshin eterifikimin e celulozës me oksid etileni në kushte alkaline. Ky proces mund të ndahet në disa hapa kryesorë: pastrimi i celulozës, alkalizimi, eterifikimi, neutralizimi, larja dhe tharja.
1. Pastrimi i celulozës
Hapi i parë në përgatitjen e celulozës hidroksietil është pastrimi i celulozës, me burim zakonisht nga pulpë druri ose linjash pambuku. Celuloza e papërpunuar përmban papastërti të tilla si linjina, hemiceluloza dhe ekstraktuesit e tjerë që duhet të hiqen për të marrë celulozë me pastërti të lartë të përshtatshme për modifikimin kimik.
Hapat e përfshirë:
Përpunimi mekanik: Celuloza e papërpunuar përpunohet mekanikisht për të zvogëluar madhësinë e saj dhe për të rritur sipërfaqen e saj, duke lehtësuar trajtimet kimike të mëvonshme.
Trajtimi kimik: Celuloza trajtohet me kimikate të tilla si hidroksidi i natriumit (NaOH) dhe sulfiti i natriumit (Na2SO3) për të prishur linjinën dhe hemicelulozën, e ndjekur nga larja dhe zbardhimi për të hequr papastërtitë e mbetura dhe për të marrë një celulozë të bardhë, fibroze.
2. Alkalizimi
Celuloza e pastruar është alkalizuar më pas për ta aktivizuar atë për reaksionin e eterifikimit. Kjo përfshin trajtimin e celulozës me një zgjidhje ujore të hidroksidit të natriumit.
Reagimi:
Celulozë+NaOH → Celulozë alkali
Procedura:
Celuloza është pezulluar në ujë, dhe shtohet zgjidhja e hidroksidit të natriumit. Përqendrimi i NaOH zakonisht varion nga 10-30%, dhe reagimi kryhet në temperatura midis 20-40 ° C.
Përzierja nxitet për të siguruar thithjen e njëtrajtshme të alkalisë, duke çuar në formimin e celulozës alkali. Ky ndërmjetës është më reaktiv ndaj oksidit të etilenit, duke lehtësuar procesin e eterifikimit.
3. Eterifikimi
Hapi kryesor në përgatitjen e celulozës hidroksietil është eterifikimi i celulozës alkali me oksid etileni. Ky reagim prezanton grupe hidroksietil (-CH2CH2OH) në shtyllën kurrizore të celulozës, duke e bërë atë të tretshme në ujë.
Reagimi:
Celulozë alkali+oksid etileni → hidroksietil celulozë+naoh
Procedura:
Oksidi i etilenit i shtohet celulozës alkali, qoftë në një grumbull ose në proces të vazhdueshëm. Reagimi zakonisht kryhet në një autoklavë ose reaktor presioni.
Kushtet e reagimit, përfshirë temperaturën (50-100 ° C) dhe presionin (1-5 ATM), kontrollohen me kujdes për të siguruar zëvendësimin optimal të grupeve hidroksietil. Shkalla e zëvendësimit (DS) dhe zëvendësimi molar (MS) janë parametra kritikë që ndikojnë në vetitë e produktit përfundimtar.
4. neutralizimi
Pas reaksionit të eterifikimit, përzierja përmban hidroksietil celulozë dhe hidroksid natriumi të mbetur. Hapi tjetër është neutralizimi, ku alkali i tepërt neutralizohet duke përdorur një acid, zakonisht acid acetik (CH3COOH) ose acid klorhidrik (HCL).
Reagimi: NaOH+HCl → NaCl+H2O
Procedura:
Acidi shtohet ngadalë në përzierjen e reaksionit në kushte të kontrolluara për të shmangur nxehtësinë e tepërt dhe për të parandaluar degradimin e hidroksietil celulozës.
Përzierja e neutralizuar më pas i nënshtrohet rregullimit të pH për të siguruar që është brenda intervalit të dëshiruar, zakonisht rreth pH neutral (6-8).
5. Larja
Pas neutralizimit, produkti duhet të lahet për të hequr kripërat dhe nënproduktet e tjera. Ky hap është thelbësor për marrjen e celulozës së pastër hidroksietil.
Procedura:
Përzierja e reagimit hollohet me ujë, dhe celuloza hidroksietil është e ndarë me filtrim ose centrifugim.
Celuloza hidroksietil e ndarë është larë vazhdimisht me ujë të deionizuar për të hequr kripërat dhe papastërtitë e mbetura. Procesi i larjes vazhdon derisa uji i larjes të arrijë një përçueshmëri të caktuar, duke treguar heqjen e papastërtive të tretshme.
6. Tharje
Hapi i fundit në përgatitjen e celulozës hidroksietil është tharja. Ky hap heq ujin e tepërt, duke dhënë një produkt të thatë, pluhur të përshtatshëm për aplikime të ndryshme.
Procedura:
Celuloza hidroksietil e larë është përhapur në tabaka tharjeje ose përcillet përmes një tuneli të tharjes. Temperatura e tharjes kontrollohet me kujdes për të shmangur degradimin termik, zakonisht duke filluar nga 50-80 ° C.
Përndryshe, tharja e llakit mund të përdoret për tharje të shpejtë dhe efikase. Në tharjen e llakut, zgjidhja ujore hidroksietil celuloze hidroksietil është atomizuar në pikat e imëta dhe thahet në një rrjedhë të ajrit të nxehtë, duke rezultuar në një pluhur të imët.
Produkti i tharë më pas është bluar në madhësinë e grimcave të dëshiruara dhe është paketuar për ruajtje dhe shpërndarje.
Kontrolli i cilësisë dhe aplikimet
Gjatë gjithë procesit të përgatitjes, masat rigoroze të kontrollit të cilësisë janë zbatuar për të siguruar qëndrueshmërinë dhe cilësinë e hidroksietil celulozës. Parametrat kryesorë si viskoziteti, shkalla e zëvendësimit, përmbajtja e lagështisë dhe madhësia e grimcave monitorohen rregullisht.
Aplikimet:
Farmaceutikë: Përdoret si një agjent trashësie, lidhës dhe stabilizues në formulime si tableta, pezullime dhe ointments.
Kozmetika: Siguron viskozitet dhe cilësi për produkte si kremra, locione dhe shampona.
Bojëra dhe veshje: vepron si një modifikues i trashës dhe reologji, duke përmirësuar vetitë e aplikimit dhe stabilitetin e bojrave.
Industria ushqimore: Funksionon si një trashës, stabilizues dhe emulsifikues në produkte të ndryshme ushqimore.
Përgatitja e celulozës hidroksietil përfshin një seri procesesh kimike dhe mekanike të përcaktuara mirë që synojnë modifikimin e celulozës për të prezantuar grupe hidroksietil. Stepdo hap, nga pastrimi i celulozës deri tek tharja, është thelbësor në përcaktimin e cilësisë dhe funksionalitetit të produktit përfundimtar. Karakteristikat e gjithanshme të hidroksietil celulozës e bëjnë atë një përbërës të paçmuar në industri të shumta, duke theksuar rëndësinë e praktikave të sakta të prodhimit për të përmbushur kërkesat specifike të aplikacioneve të ndryshme.
Koha e postimit: maj-28-2024