מהו תהליך הייצור של מתיל -סלולוזה?

Methylcellulose (MC) הוא תרכובת פולימרית מסיסה במים הנמצאת בשימוש נרחב במזון, רפואה, כימיקלים יומיים, בנייה ותעשיות אחרות. תהליך הייצור שלה כולל מספר שלבים, בעיקר כולל מיצוי תאית, תגובת שינוי, ייבוש וריסוק.

1. מיצוי תאית
חומר הגלם הבסיסי של מתיל -סלולוזה הוא תאית טבעית, הנגזרת בדרך כלל מעיסת עץ או כותנה. ראשית, העץ או הכותנה נתון לסדרת טיפול מקדים להסרת זיהומים (כמו ליגנין, שרף, חלבון וכו ') להשגת תאית טהורה. שיטות טיפול מקדים שכיחות כוללות שיטת בסיס חומצה ושיטה אנזימטית. בשיטת בסיס החומצה, עיסת עץ או כותנה מטופלת בנתרן הידרוקסיד (NAOH) או בתמיסות אלקליין אחרות כדי להמיס ליגנין וזיהומים אחרים, ובכך לחלץ תאית.

2. תגובת האתור של התאית
בשלב הבא מתבצעת תגובת מתילציה (תגובת אתריזציה) להכנת מתיל -סלולוזה. שלב הליבה של תגובת האתריזציה הוא להגיב תאית עם חומר מתילציה (בדרך כלל מתיל כלוריד, מתיל יוד וכו ') להשגת מתיל -סלולוזה. הפעולה הספציפית היא כדלקמן:

בחירה של ממס תגובה: ממיסים קוטביים (כמו מים, אתנול או ממס מעורב של מים ואלכוהול) משמשים בדרך כלל כתקשורת תגובה, וזרזים (כמו נתרן הידרוקסיד) מתווספים לעיתים לשיפור יעילות התגובה.
תנאי תגובה: התגובה מתבצעת בטמפרטורה ולחץ מסוימים, וטמפרטורת התגובה הרגילה היא 50-70 מעלות צלזיוס. במהלך התגובה, מתיל כלוריד מגיב עם קבוצת ההידרוקסיל (-OH) במולקולת התאית כדי להמיר אותה למתיל תאית.
בקרת תגובה: תגובת המתילציה דורשת שליטה מדויקת של זמן התגובה והטמפרטורה. זמן תגובה ארוך מדי או טמפרטורה גבוהה מדי עלול לגרום לפירוק תאית, בעוד שתגובה נמוכה מדי או לא שלמה עלולה להוביל למתילציה לא מספקת, ולהשפיע על הביצועים של מתיל תאית.

3. נטרול וניקוי
לאחר סיום התגובה, ריאגנטים למתילציה שלא הוגשו וזרזים עשויים להישאר במוצר מתיל תאית, שצריך לנטרל ולנקות אותו. תהליך הנטרול משתמש בדרך כלל בתמיסה חומצית (כמו תמיסת חומצה אצטית) כדי לנטרל את החומרים האלקליים במוצר התגובה. תהליך הניקוי משתמש בכמות גדולה של מים או אלכוהול כדי להסיר ממיסים, כימיקלים בלתי מוגשים ותוצרי לוואי לאחר התגובה כדי להבטיח את טוהר המוצר הסופי.

4. ייבוש ומריס
לאחר הכביסה, מתיל -סלולוזה נמצא בדרך כלל במצב משחה או ג'ל, ולכן יש לייבש אותו כדי להשיג מוצר אבקה. ישנן דרכים רבות לייבוש, והן הנפוצות כוללות ייבוש ריסוס, ייבוש הקפאה וייבוש ואקום. במהלך תהליך הייבוש, יש לשלוט בקפדנות על הטמפרטורה והלחות כדי למנוע פירוק הנגרם כתוצאה מטמפרטורה גבוהה או נזק לתכונות הג'ל.

לאחר הייבוש, יש לכתוש את המתיל -סלולוזה המתקבל כדי להשיג את גודל החלקיקים הנדרש. תהליך הריסוק מושלם בדרך כלל על ידי כרסום סילון אוויר או כרסום מכני. על ידי שליטה בגודל החלקיקים, ניתן להתאים את קצב הפירוק ומאפייני הצמיגות של מתיל -סלולוזה.

5. בדיקה ואריזה של המוצר הסופי
לאחר ריסוק, המתילסולולוזה צריכה לעבור בקרת איכות קפדנית כדי להבטיח שהוא עומד במפרט הטכני. פריטי בדיקה נפוצים כוללים:

תכולת לחות: תכולת לחות גבוהה מדי של מתיל -סלולוזה תשפיע על יציבותו ואחסונו.
חלוקת גודל החלקיקים: גודל וחלוקת החלקיקים ישפיעו על המסיסות של מתיל -סלולוזה.
דרגת מתילציה: מידת המתילציה היא אינדיקטור מרכזי להערכת איכות המתיל -סלולוזה, המשפיעה על המסיסות ועל ביצועי היישום שלה.
מסיסות וצמיגות: המסיסות והצמיגות של מתיל -סלולוזה הם פרמטרים חשובים ביישום שלה, במיוחד בתחום המזון והרפואה.
לאחר שעבר את הבדיקה, המוצר יארוז לפי צרכים שונים, בדרך כלל בשקיות ניילון או שקיות נייר, ומסומן במספר אצווה ייצור, מפרטים, תאריך ייצור ומידע אחר.

6. הגנה על הסביבה ובטיחות
במהלך תהליך הייצור של מתיל תאית, יש לנקוט במדדי הגנה על הסביבה המתאימים, במיוחד לכימיקלים וממסים המשמשים בתהליך התגובה. לאחר התגובה, יש לטפל בנוזל פסולת וגז פסולת כדי להימנע מזהמת הסביבה. בנוסף, יש לבצע ריאגנטים כימיים בתהליך הייצור בקפדנות בהתאם לנהלי הפעלה בטיחותיים כדי להבטיח את בטיחות העובדים.

תהליך הייצור של מתיל תאית כולל בעיקר מיצוי תאית, תגובת מתילציה, שטיפה ונטרול, ייבוש וריסוק. לכל קישור יש השפעה חשובה על איכות המוצר הסופי, ולכן השליטה והניטור בתהליך הייצור הם קריטיים מאוד. באמצעות שלבי תהליכים אלה ניתן לייצר מתיל תאית העונה על דרישות יישום שונות.