Polianionska celuloza (PAC) je derivat celuloze rastvorljiv u vodi koji ima široku primenu u raznim industrijama, posebno u oblasti bušaćih fluida u industriji nafte i gasa.Poznat je po odličnim reološkim svojstvima, visokoj stabilnosti i kompatibilnosti sa drugim aditivima.Proizvodnja polianionske celuloze uključuje nekoliko koraka, uključujući ekstrakciju celuloze, hemijsku modifikaciju i prečišćavanje.
1. Ekstrakcija celuloze:
Početni materijal za polianionsku celulozu je celuloza, prirodni polimer koji se nalazi u zidovima biljnih ćelija.Celuloza se može dobiti iz različitih biljnih materijala, kao što su drvena pulpa, pamuk ili druge vlaknaste biljke.Proces ekstrakcije uključuje sljedeće korake:
A. Priprema sirovina:
Odabrani biljni materijali se prethodno tretiraju kako bi se uklonile nečistoće kao što su lignin, hemiceluloza i pektin.To se obično postiže kombinacijom mehaničkih i hemijskih tretmana.
b.pulpiranje:
Prethodno obrađeni materijal se zatim pulpira, proces koji razgrađuje celulozna vlakna.Uobičajene metode izrade pulpe uključuju kraft pulpiranje i sulfitno pulpiranje, od kojih svaka ima svoje prednosti i nedostatke.
C. Odvajanje celuloze:
Materijal pulpe se obrađuje kako bi se odvojila celulozna vlakna.Ovo obično uključuje proces pranja i izbjeljivanja kako bi se dobio čisti celulozni materijal.
2. Hemijska modifikacija:
Jednom kada se dobije celuloza, hemijski se modifikuje kako bi se uvele anionske grupe, pretvarajući je u polianionsku celulozu.Često korištena metoda za ovu svrhu je eterifikacija.
A. Eterifikacija:
Eterifikacija uključuje reakciju celuloze sa agensom za eterifikaciju za uvođenje eterskih veza.U slučaju polianionske celuloze obično se uvode karboksimetilne grupe.Ovo se postiže reakcijom sa natrijum monokloroacetatom u prisustvu baznog katalizatora.
b.Reakcija karboksimetilacije:
Reakcija karboksimetilacije uključuje zamjenu atoma vodika na hidroksilnim grupama celuloze karboksimetil grupama.Ova reakcija je kritična za uvođenje anjonskih naboja na celuloznu kičmu.
C. neutralizirati:
Nakon karboksimetilacije, proizvod se neutralizira kako bi se karboksimetilna grupa pretvorila u karboksilat ione.Ovaj korak je kritičan da bi polianionska celuloza postala rastvorljiva u vodi.
3. Pročišćavanje:
Modifikovana celuloza se zatim pročišćava kako bi se uklonili nusproizvodi, neizreagovane hemikalije i sve nečistoće koje bi mogle uticati na njen učinak u određenoj primeni.
A. pranje:
Proizvodi se temeljito čiste kako bi se uklonili višak reaktanata, soli i drugih nečistoća.U tu svrhu se često koristi voda.
b.Sušenje:
Pročišćena polianionska celuloza se zatim suši kako bi se dobio konačni proizvod u obliku praha ili granula.
4. Kontrola kvaliteta:
Mjere kontrole kvaliteta provode se kroz cijeli proizvodni proces kako bi se osiguralo da rezultirajuća polianionska celuloza ispunjava tražene specifikacije.Ovo uključuje ispitivanje molekularne težine, stepena supstitucije i drugih relevantnih parametara.
5. Aplikacija:
Polianionska celuloza ima primenu u raznim industrijama, prvenstveno u sistemima bušaćih fluida u sektoru nafte i gasa.Deluje kao sredstvo za povećanje lepljivosti, sredstvo za kontrolu gubitka tečnosti i inhibitor škriljaca, poboljšavajući ukupne performanse tečnosti za bušenje.Ostale primjene uključuju prehrambenu i farmaceutsku industriju gdje njegova topljivost u vodi i reološka svojstva nude prednosti.
Polianionska celuloza je svestran i vrijedan derivat celuloze čija proizvodnja zahtijeva dobro definiran niz koraka.Ekstrakcija celuloze iz biljnog materijala, hemijska modifikacija kroz eterifikaciju, prečišćavanje i kontrola kvaliteta sastavni su delovi procesa proizvodnje.Rezultirajuća polianionska celuloza je ključni sastojak u raznim industrijskim primjenama, pomažući da se poboljšaju performanse i funkcionalnost različitih formulacija.Kako se industrija nastavlja razvijati, očekuje se da će potražnja za specijaliziranim derivatima celuloze, kao što je polianionska celuloza, rasti, podstičući kontinuirano istraživanje i razvoj tehnologija i primjena modifikacije celuloze.
Vrijeme objave: 26.12.2023