Гидроксиэтилцеллюлозаны (ГЭС) өндіру өсімдіктерден алынған табиғи полимер целлюлозаны өзгерту үшін бірқатар химиялық реакцияларды қамтиды. HEC қалыңдататын, тұрақтандырушы және суды сақтайтын қасиеттеріне байланысты әртүрлі салаларда, соның ішінде фармацевтика, косметика, тамақ және құрылыста кеңінен қолданылады.
Гидроксиэтилцеллюлозаға кіріспе (HEC)
Гидроксиэтил целлюлоза (ГЭК) – химиялық модификация арқылы целлюлозадан алынған иондық емес, суда еритін полимер. Ол әртүрлі салаларда қоюландырғыш, гельдік және тұрақтандырушы агент ретінде кеңінен қолданылады.
Шикізат
Целлюлоза: HEC өндірісінің негізгі шикізаты. Целлюлоза ағаш целлюлозасы, мақта немесе ауылшаруашылық қалдықтары сияқты әртүрлі өсімдік негізіндегі материалдардан алынуы мүмкін.
Этилен оксиді (EO): гидроксиэтил топтарын целлюлоза магистраліне енгізу үшін қолданылатын негізгі химиялық зат.
Сілті: реакцияда катализатор ретінде әдетте натрий гидроксиді (NaOH) немесе калий гидроксиді (KOH) қолданылады.
Өндірістік процесс
ГЭК өндірісі сілтілі жағдайларда целлюлозаны этилен оксидімен эфирлеуден тұрады.
Келесі қадамдар процесті сипаттайды:
1. Целлюлозаны алдын ала өңдеу
Целлюлоза алдымен лигнин, гемицеллюлоза және басқа экстрактивті заттар сияқты қоспаларды жою үшін тазартылады. Содан кейін тазартылған целлюлоза белгілі бір ылғалдылыққа дейін кептіріледі.
2. Эфирлену реакциясы
Сілтілік ерітіндіні дайындау: натрий гидроксидінің (NaOH) немесе калий гидроксидінің (KOH) сулы ерітіндісі дайындалады. Сілті ерітіндісінің концентрациясы өте маңызды және соңғы өнімнің қажетті алмастыру дәрежесіне (DS) негізделген оңтайландыру қажет.
Реакцияны орнату: Тазартылған целлюлоза сілті ерітіндісінде дисперсті. Целлюлозаның толығымен ісінгенін және реакцияға қол жетімді болуын қамтамасыз ету үшін қоспаны белгілі бір температураға дейін, әдетте шамамен 50-70°C дейін қыздырады.
Этилен оксидін (ЭО) қосу: этилен оксиді (ЭО) температураны сақтай отырып және үздіксіз араластыра отырып, реакция ыдысына баяу қосылады. Реакция экзотермиялық, сондықтан қызып кетудің алдын алу үшін температураны бақылау өте маңызды.
Реакцияны бақылау: Реакцияның барысы үлгілерді жүйелі түрде талдау арқылы бақыланады. Фурье-трансформациялық инфрақызыл спектроскопия (FTIR) сияқты әдістерді целлюлоза магистраліндегі гидроксиэтил топтарының орын басу дәрежесін (DS) анықтау үшін пайдалануға болады.
Бейтараптандыру және жуу: Қажетті DS-ке қол жеткізгеннен кейін реакция сілтілі ерітіндіні қышқылмен, әдетте сірке қышқылымен бейтараптандыру арқылы сөндіріледі. Содан кейін алынған HEC реакцияға түспеген реагенттер мен қоспаларды кетіру үшін сумен мұқият жуылады.
3. Тазарту және кептіру
Жуылған HEC қалған қоспаларды кетіру үшін сүзу немесе центрифугалау арқылы одан әрі тазартылады. Содан кейін тазартылған HEC соңғы өнімді алу үшін белгілі бір ылғалдылыққа дейін кептіріледі.
Сапаны бақылау
Сапаны бақылау соңғы өнімнің дәйектілігі мен тазалығын қамтамасыз ету үшін HEC өндірісінің бүкіл процесінде өте маңызды. Бақыланатын негізгі параметрлерге мыналар жатады:
Ауыстыру дәрежесі (DS)
Тұтқырлық
Ылғалдылық
pH
Тазалық (қоспалардың болмауы)
Сапаны бақылау үшін әдетте FTIR, тұтқырлықты өлшеу және элементтік талдау сияқты аналитикалық әдістер қолданылады.
Гидроксиэтилцеллюлозаның (HEC) қолданылуы
HEC жан-жақты қасиеттеріне байланысты әртүрлі салаларда қолданбаларды табады:
Фармацевтикалық препараттар: ауызша суспензияларда, жергілікті препараттарда және бақыланатын босатылатын дәрілерді жеткізу жүйелерінде қоюландырғыш агент ретінде қолданылады.
Косметика: кремдерде, лосьондарда және сусабындарда қалыңдататын және тұрақтандырғыш ретінде жиі қолданылады.
Тағамдар: тамақ өнімдеріне қоюландырғыш және гель түзуші, эмульгатор және тұрақтандырғыш ретінде қосылады.
Құрылысы: Цемент негізіндегі ерітінділер мен ерітінділерде жұмыс қабілеттілігін және суды ұстауды жақсарту үшін қолданылады.
Қоршаған орта және қауіпсіздік мәселелері
Қоршаған ортаға әсері: HEC өндірісі қоршаған ортаға әсер етуі мүмкін этилен оксиді және сілтілер сияқты химиялық заттарды қолдануды қамтиды. Қоршаған ортаға әсерді азайту үшін қалдықтарды дұрыс басқару және ережелерді сақтау маңызды.
Қауіпсіздік: Этилен оксиді жоғары реактивті және жанғыш газ болып табылады, өңдеу және сақтау кезінде қауіпсіздікке қауіп төндіреді. Жұмысшылардың қауіпсіздігін қамтамасыз ету үшін тиісті желдету, жеке қорғаныс құралдары (ЖҚҚ) және қауіпсіздік хаттамалары қажет.
Гидроксиэтил целлюлоза (HEC) фармацевтикадан құрылысқа дейінгі салаларда әртүрлі қолданбалы құнды полимер болып табылады. Оның өндірісі сілтілі жағдайларда целлюлозаны этилен оксидімен эфирлеуден тұрады. Сапаны бақылау шаралары соңғы өнімнің дәйектілігі мен тазалығын қамтамасыз ету үшін өте маңызды. Өндіріс процесінде қоршаған орта мен қауіпсіздік мәселелері де ескерілуі керек. Тиісті процедуралар мен хаттамаларды орындау арқылы қоршаған ортаға әсерді азайту және жұмысшылардың қауіпсіздігін қамтамасыз ету кезінде HEC тиімді түрде жасалуы мүмкін.
Бұл жан-жақты нұсқаулық гидроксиэтил целлюлозасының (HEC) өндіріс процесін шикізаттан бастап сапаны бақылауға және қолдану орындарына дейін егжей-тегжейлі қамтиды, бұл маңызды полимерді өндіру процесін толық түсінуді қамтамасыз етеді.
Жіберу уақыты: 2024 жылдың 10 сәуірі