Selulosi ya Hydroxyethyl (HEC) ni polima isiyo ya ioni, mumunyifu wa maji inayotokana na selulosi, polima asilia inayopatikana katika kuta za seli za mimea. Inatumika sana katika tasnia mbalimbali, ikiwa ni pamoja na dawa, vipodozi, rangi, na viungio, kwa sababu ya unene wake bora, uundaji wa filamu na sifa za rheological. Maandalizi ya selulosi ya hydroxyethyl inahusisha etherification ya selulosi na oksidi ya ethilini chini ya hali ya alkali. Utaratibu huu unaweza kugawanywa katika hatua kadhaa muhimu: utakaso wa selulosi, alkalization, etherification, neutralization, kuosha, na kukausha.
1. Utakaso wa Selulosi
Hatua ya kwanza katika utayarishaji wa selulosi ya hydroxyethyl ni utakaso wa selulosi, ambayo hutolewa kwa kawaida kutoka kwa massa ya kuni au lita za pamba. Selulosi mbichi ina uchafu kama vile lignin, hemicellulose, na viambato vingine ambavyo lazima viondolewe ili kupata selulosi yenye usafi wa hali ya juu inayofaa kwa urekebishaji wa kemikali.
Hatua zinazohusika:
Usindikaji wa Mitambo: Selulosi mbichi huchakatwa kimitambo ili kupunguza ukubwa wake na kuongeza eneo lake la uso, na hivyo kuwezesha matibabu ya kemikali yanayofuata.
Matibabu ya Kemikali: Selulosi hutibiwa kwa kemikali kama vile hidroksidi ya sodiamu (NaOH) na salfaiti ya sodiamu (Na2SO3) ili kuvunja lignin na hemicellulose, ikifuatiwa na kuosha na blekning ili kuondoa uchafu uliobaki na kupata selulosi nyeupe, yenye nyuzi.
2. Alkalization
Selulosi iliyosafishwa basi hutiwa alkali ili kuiwasha kwa mmenyuko wa etherification. Hii inahusisha kutibu selulosi na ufumbuzi wa maji ya hidroksidi ya sodiamu.
Maoni:
Selulosi+NaOH→selulosi ya alkali
Utaratibu:
Selulosi imesimamishwa kwa maji, na suluhisho la hidroksidi ya sodiamu huongezwa. Mkusanyiko wa NaOH kawaida huanzia 10-30%, na majibu hufanyika kwa joto kati ya 20-40 ° C.
Mchanganyiko huo huchochewa ili kuhakikisha kunyonya kwa alkali, na kusababisha kuundwa kwa selulosi ya alkali. Kipengele hiki cha kati ni tendaji zaidi kuelekea oksidi ya ethilini, kuwezesha mchakato wa etherification.
3. Etherification
Hatua muhimu katika utayarishaji wa selulosi ya hydroxyethyl ni etherification ya selulosi ya alkali na oksidi ya ethilini. Mwitikio huu huleta vikundi vya hydroxyethyl (-CH2CH2OH) kwenye uti wa mgongo wa selulosi, na kuifanya mumunyifu katika maji.
Maoni:
Selulosi ya alkali+Oksidi ya ethilini→Selulosi ya Hydroxyethyl+NaOH
Utaratibu:
Oksidi ya ethilini huongezwa kwa selulosi ya alkali, ama kwa kundi au mchakato unaoendelea. Mwitikio kawaida hufanywa kwa kiotomatiki au kinu cha shinikizo.
Hali ya mmenyuko, ikiwa ni pamoja na joto (50-100 ° C) na shinikizo (1-5 atm), inadhibitiwa kwa uangalifu ili kuhakikisha uingizwaji bora wa vikundi vya hydroxyethyl. Kiwango cha uingizwaji (DS) na uingizwaji wa molar (MS) ni vigezo muhimu vinavyoathiri sifa za bidhaa ya mwisho.
4. Neutralization
Baada ya mmenyuko wa etherification, mchanganyiko una selulosi ya hidroxyethyl na hidroksidi ya sodiamu iliyobaki. Hatua inayofuata ni kutoweka, ambapo alkali ya ziada hupunguzwa kwa kutumia asidi, kwa kawaida asidi asetiki (CH3COOH) au asidi hidrokloriki (HCl).
Maoni:NaOH+HCl→NaCl+H2O
Utaratibu:
Asidi hiyo huongezwa polepole kwa mchanganyiko wa mmenyuko chini ya hali zinazodhibitiwa ili kuzuia joto kupita kiasi na kuzuia uharibifu wa selulosi ya hidroxyethyl.
Mchanganyiko ambao haubadilishwi huwekwa kwenye marekebisho ya pH ili kuhakikisha kuwa uko ndani ya kiwango unachotaka, kwa kawaida karibu na pH ya upande wowote (6-8).
5. Kuosha
Kufuatia neutralization, bidhaa lazima ioshwe ili kuondoa chumvi na bidhaa nyingine. Hatua hii ni muhimu kwa kupata selulosi safi ya hydroxyethyl.
Utaratibu:
Mchanganyiko wa mmenyuko hupunguzwa na maji, na selulosi ya hydroxyethyl hutenganishwa na filtration au centrifugation.
Selulosi ya hydroxyethyl iliyotenganishwa huoshwa mara kwa mara na maji yaliyotengwa ili kuondoa chumvi na uchafu uliobaki. Mchakato wa kuosha unaendelea mpaka maji ya safisha yanafikia conductivity maalum, inayoonyesha kuondolewa kwa uchafu wa mumunyifu.
6. Kukausha
Hatua ya mwisho katika maandalizi ya selulosi ya hydroxyethyl ni kukausha. Hatua hii huondoa maji ya ziada, ikitoa bidhaa kavu, ya unga inayofaa kwa matumizi mbalimbali.
Utaratibu:
Selulosi ya hidroxyethyl iliyooshwa husambazwa kwenye trei za kukaushia au kupitishwa kupitia handaki ya kukaushia. Joto la kukausha hudhibitiwa kwa uangalifu ili kuepuka uharibifu wa joto, kwa kawaida kuanzia 50-80 ° C.
Vinginevyo, kukausha kwa dawa kunaweza kutumika kwa kukausha haraka na kwa ufanisi. Katika kukausha kwa dawa, suluhisho la selulosi ya hydroxyethyl yenye maji hutiwa atomi kwenye matone laini na kukaushwa kwenye mkondo wa hewa moto, na kusababisha unga mwembamba.
Kisha bidhaa iliyokaushwa husagwa kwa ukubwa unaohitajika wa chembe na kupakizwa kwa ajili ya kuhifadhi na kusambazwa.
Udhibiti wa Ubora na Maombi
Katika mchakato mzima wa maandalizi, hatua kali za udhibiti wa ubora hutekelezwa ili kuhakikisha uthabiti na ubora wa selulosi ya hydroxyethyl. Vigezo muhimu kama vile mnato, kiwango cha uingizwaji, unyevunyevu na saizi ya chembe hufuatiliwa mara kwa mara.
Maombi:
Dawa: Hutumika kama wakala wa unene, kifunga, na kidhibiti katika uundaji kama vile vidonge, kusimamishwa na marashi.
Vipodozi: Hutoa mnato na umbile kwa bidhaa kama vile krimu, losheni na shampoos.
Rangi na Mipako: Hufanya kazi ya kurekebisha unene na rheolojia, kuboresha sifa za utumaji na uthabiti wa rangi.
Sekta ya Chakula: Hufanya kazi kama kiimarishaji, kiimarishaji, na emulsifier katika bidhaa mbalimbali za vyakula.
Maandalizi ya selulosi ya hydroxyethyl inahusisha mfululizo wa michakato iliyoelezwa vizuri ya kemikali na mitambo inayolenga kurekebisha selulosi ili kuanzisha vikundi vya hydroxyethyl. Kila hatua, kuanzia utakaso wa selulosi hadi ukaushaji, ni muhimu katika kubainisha ubora na utendakazi wa bidhaa ya mwisho. Sifa nyingi za selulosi ya Hydroxyethyl huifanya kuwa kiungo cha thamani sana katika tasnia nyingi, ikionyesha umuhimu wa mazoea mahususi ya utengenezaji ili kukidhi mahitaji mahususi ya matumizi mbalimbali.
Muda wa kutuma: Mei-28-2024