ہائیڈروکسیتھائل سیلولوز کی تیاری

Hydroxyethyl cellulose (HEC) ایک غیر آئنک، پانی میں گھلنشیل پولیمر ہے جو سیلولوز سے ماخوذ ہے، یہ ایک قدرتی پولیمر ہے جو پودوں کی سیل کی دیواروں میں پایا جاتا ہے۔ یہ مختلف صنعتوں میں وسیع پیمانے پر استعمال ہوتا ہے، بشمول دواسازی، کاسمیٹکس، پینٹس، اور چپکنے والی چیزیں، اس کی بہترین گاڑھا ہونا، فلم بنانے، اور rheological خصوصیات کی وجہ سے۔ ہائیڈروکسیتھائل سیلولوز کی تیاری میں الکلائن حالات میں ایتھیلین آکسائیڈ کے ساتھ سیلولوز کی ایتھریفیکیشن شامل ہے۔ اس عمل کو کئی اہم مراحل میں تقسیم کیا جا سکتا ہے: سیلولوز پیوریفیکیشن، الکلائزیشن، ایتھریفیکیشن، نیوٹرلائزیشن، واشنگ اور خشک کرنا۔

1. سیلولوز پیوریفیکیشن
ہائیڈروکسیتھائل سیلولوز کی تیاری میں پہلا قدم سیلولوز کو صاف کرنا ہے، جو عام طور پر لکڑی کے گودے یا روئی کے لنٹر سے حاصل کیا جاتا ہے۔ خام سیلولوز میں نجاست شامل ہوتی ہے جیسے کہ لگنن، ہیمی سیلولوز، اور دیگر ایکسٹریکٹیو جنہیں کیمیائی ترمیم کے لیے موزوں اعلیٰ پاکیزگی سیلولوز حاصل کرنے کے لیے ہٹانا ضروری ہے۔

شامل اقدامات:

مکینیکل پروسیسنگ: خام سیلولوز کو میکانکی طور پر اس کے سائز کو کم کرنے اور اس کی سطح کے رقبے کو بڑھانے کے لیے پروسیس کیا جاتا ہے، جس سے بعد میں کیمیائی علاج کی سہولت ہوتی ہے۔
کیمیائی علاج: سیلولوز کا علاج سوڈیم ہائیڈرو آکسائیڈ (NaOH) اور سوڈیم سلفائٹ (Na2SO3) جیسے کیمیکلز سے کیا جاتا ہے تاکہ لگنن اور ہیمی سیلولوز کو توڑا جا سکے، اس کے بعد باقی نجاستوں کو دور کرنے اور سفید، ریشے دار سیلولوز حاصل کرنے کے لیے دھونے اور بلیچنگ کے ذریعے علاج کیا جاتا ہے۔

2. الکلائزیشن
صاف شدہ سیلولوز کو پھر الکلائز کیا جاتا ہے تاکہ اسے ایتھریفیکیشن ری ایکشن کے لیے چالو کیا جا سکے۔ اس میں سوڈیم ہائیڈرو آکسائیڈ کے آبی محلول سے سیلولوز کا علاج کرنا شامل ہے۔

رد عمل:
سیلولوز+NaOH→ الکلی سیلولوز

طریقہ کار:

سیلولوز کو پانی میں بند کر دیا جاتا ہے، اور سوڈیم ہائیڈرو آکسائیڈ کا محلول شامل کیا جاتا ہے۔ NaOH کا ارتکاز عام طور پر 10-30% تک ہوتا ہے، اور رد عمل 20-40°C کے درمیان درجہ حرارت پر ہوتا ہے۔
الکلی کے یکساں جذب کو یقینی بنانے کے لیے مرکب کو ہلایا جاتا ہے، جس سے الکلی سیلولوز بنتا ہے۔ یہ انٹرمیڈیٹ ایتھیلین آکسائڈ کی طرف زیادہ رد عمل ظاہر کرتا ہے، ایتھریفیکیشن کے عمل کو آسان بناتا ہے۔

3. ایتھریفیکیشن
ہائیڈروکسیتھائل سیلولوز کی تیاری میں کلیدی مرحلہ ایتھیلین آکسائیڈ کے ساتھ الکلی سیلولوز کی ایتھریفیکیشن ہے۔ یہ ردعمل ہائیڈروکسیتھائل گروپس (-CH2CH2OH) کو سیلولوز کی ریڑھ کی ہڈی میں داخل کرتا ہے، اسے پانی میں گھلنشیل بناتا ہے۔

رد عمل:
الکلی سیلولوز+ایتھیلین آکسائیڈ→ہائیڈروکسیتھائل سیلولوز+NaOH

طریقہ کار:

ایتھیلین آکسائیڈ الکلی سیلولوز میں شامل کیا جاتا ہے، یا تو بیچ یا مسلسل عمل میں۔ رد عمل عام طور پر آٹوکلیو یا پریشر ری ایکٹر میں ہوتا ہے۔
درجہ حرارت (50-100°C) اور دباؤ (1-5 atm) سمیت رد عمل کے حالات کو ہائیڈروکسیتھائل گروپس کے بہترین متبادل کو یقینی بنانے کے لیے احتیاط سے کنٹرول کیا جاتا ہے۔ متبادل کی ڈگری (DS) اور داڑھ متبادل (MS) اہم پیرامیٹرز ہیں جو حتمی مصنوعات کی خصوصیات کو متاثر کرتے ہیں۔

4. غیر جانبداری
ایتھریفیکیشن ری ایکشن کے بعد، اس مرکب میں ہائیڈروکسیتھائل سیلولوز اور بقایا سوڈیم ہائیڈرو آکسائیڈ ہوتا ہے۔ اگلا مرحلہ نیوٹرلائزیشن ہے، جہاں ایک تیزاب، عام طور پر ایسٹک ایسڈ (CH3COOH) یا ہائیڈروکلورک ایسڈ (HCl) کا استعمال کرتے ہوئے اضافی الکلی کو بے اثر کیا جاتا ہے۔

رد عمل:NaOH+HCl→NaCl+H2O

طریقہ کار:

زیادہ گرمی سے بچنے اور ہائیڈروکسیتھائل سیلولوز کے انحطاط کو روکنے کے لیے تیزاب کو کنٹرول شدہ حالات میں رد عمل کے مرکب میں آہستہ آہستہ شامل کیا جاتا ہے۔
اس کے بعد غیر جانبدار مرکب کو پی ایچ ایڈجسٹمنٹ کا نشانہ بنایا جاتا ہے تاکہ یہ یقینی بنایا جا سکے کہ یہ مطلوبہ حد کے اندر ہے، عام طور پر غیر جانبدار پی ایچ (6-8) کے ارد گرد۔
5. دھونا
غیر جانبداری کے بعد، نمکیات اور دیگر ضمنی مصنوعات کو دور کرنے کے لیے مصنوعات کو دھونا ضروری ہے۔ یہ مرحلہ خالص ہائیڈروکسیتھائل سیلولوز حاصل کرنے کے لیے اہم ہے۔

طریقہ کار:

رد عمل کے مرکب کو پانی سے پتلا کیا جاتا ہے، اور ہائیڈروکسیتھائل سیلولوز کو فلٹریشن یا سینٹرفیوگریشن کے ذریعے الگ کیا جاتا ہے۔
الگ کیے گئے ہائیڈروکسیتھائل سیلولوز کو بار بار ڈیونائزڈ پانی سے دھویا جاتا ہے تاکہ بقایا نمکیات اور نجاست کو دور کیا جا سکے۔ دھونے کا عمل اس وقت تک جاری رہتا ہے جب تک کہ دھونے کا پانی ایک مخصوص چالکتا تک نہ پہنچ جائے، جو گھلنشیل نجاست کے خاتمے کی نشاندہی کرتا ہے۔
6. خشک کرنا
ہائیڈروکسیتھائل سیلولوز کی تیاری کا آخری مرحلہ خشک ہونا ہے۔ یہ قدم اضافی پانی کو ہٹاتا ہے، جس سے مختلف ایپلی کیشنز کے لیے موزوں خشک، پاؤڈر والی پروڈکٹ ملتی ہے۔

طریقہ کار:

دھوئے ہوئے ہائیڈروکسیتھائل سیلولوز کو خشک کرنے والی ٹرے پر پھیلایا جاتا ہے یا خشک کرنے والی سرنگ کے ذریعے پہنچایا جاتا ہے۔ تھرمل انحطاط سے بچنے کے لیے خشک ہونے والے درجہ حرارت کو احتیاط سے کنٹرول کیا جاتا ہے، عام طور پر 50-80 ° C کے درمیان ہوتا ہے۔
متبادل طور پر، سپرے خشک کرنے والی مشین کو تیز رفتار اور موثر خشک کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ سپرے خشک کرنے میں، آبی ہائیڈروکسیتھائل سیلولوز محلول کو باریک بوندوں میں ایٹمائز کیا جاتا ہے اور گرم ہوا کی ندی میں خشک کیا جاتا ہے، جس کے نتیجے میں باریک پاؤڈر بنتا ہے۔
اس کے بعد خشک مصنوعات کو مطلوبہ ذرہ سائز میں مل کر ذخیرہ کرنے اور تقسیم کرنے کے لیے پیک کیا جاتا ہے۔
کوالٹی کنٹرول اور ایپلی کیشنز
تیاری کے پورے عمل کے دوران، ہائیڈروکسیتھائل سیلولوز کی مستقل مزاجی اور معیار کو یقینی بنانے کے لیے کوالٹی کنٹرول کے سخت اقدامات نافذ کیے جاتے ہیں۔ کلیدی پیرامیٹرز جیسے viscosity، متبادل کی ڈگری، نمی کا مواد، اور ذرات کے سائز کی باقاعدگی سے نگرانی کی جاتی ہے۔

درخواستیں:

دواسازی: گولیاں، معطلی اور مرہم جیسے فارمولیشنوں میں گاڑھا کرنے والے ایجنٹ، بائنڈر، اور سٹیبلائزر کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔
کاسمیٹکس: کریم، لوشن اور شیمپو جیسی مصنوعات کو چپکنے والی اور ساخت فراہم کرتا ہے۔
پینٹ اور کوٹنگز: گاڑھا کرنے والے اور ریولوجی موڈیفائر کے طور پر کام کرتا ہے، پینٹ کی ایپلی کیشن کی خصوصیات اور استحکام کو بہتر بناتا ہے۔
فوڈ انڈسٹری: مختلف کھانے کی مصنوعات میں گاڑھا کرنے والے، سٹیبلائزر اور ایملسیفائر کے طور پر کام کرتی ہے۔

ہائیڈروکسیتھائل سیلولوز کی تیاری میں اچھی طرح سے طے شدہ کیمیائی اور مکینیکل عمل کا ایک سلسلہ شامل ہے جس کا مقصد سیلولوز کو ہائیڈروکسیتھائل گروپوں کو متعارف کرانے کے لیے تبدیل کرنا ہے۔ ہر قدم، سیلولوز صاف کرنے سے لے کر خشک کرنے تک، حتمی مصنوعات کے معیار اور فعالیت کا تعین کرنے میں اہم ہے۔ Hydroxyethyl سیلولوز کی ورسٹائل خصوصیات اسے متعدد صنعتوں میں ایک انمول جزو بناتی ہیں، جو مختلف ایپلی کیشنز کی مخصوص ضروریات کو پورا کرنے کے لیے درست مینوفیکچرنگ طریقوں کی اہمیت کو اجاگر کرتی ہیں۔