La cel·lulosa polianiònica (PAC) és un derivat de la cel·lulosa soluble en aigua que té una àmplia gamma d'aplicacions en diverses indústries, especialment en el camp dels fluids de perforació a la indústria del petroli i el gas.És conegut per les seves excel·lents propietats reològiques, l'alta estabilitat i la compatibilitat amb altres additius.La producció de cel·lulosa polianiònica implica diversos passos, incloent l'extracció de cel·lulosa, la modificació química i la purificació.
1. Extracció de cel·lulosa:
El material de partida per a la cel·lulosa polianiònica és la cel·lulosa, un polímer natural que es troba a les parets cel·lulars de les plantes.La cel·lulosa es pot derivar de diferents materials vegetals, com ara polpa de fusta, linters de cotó o altres plantes fibroses.El procés d'extracció inclou els següents passos:
A. Preparació de la matèria primera:
Els materials vegetals seleccionats són pretractats per eliminar impureses com la lignina, l'hemicel·lulosa i la pectina.Normalment, això s'aconsegueix mitjançant una combinació de tractaments mecànics i químics.
b.Pulpament:
A continuació, el material pretractat es despulpa, un procés que trenca les fibres de cel·lulosa.Els mètodes comuns de pasta inclouen la pasta kraft i la pasta de sulfit, cadascun amb els seus propis avantatges i desavantatges.
C. Separació de la cel·lulosa:
El material de pasta es processa per separar fibres cel·lulòsiques.Normalment, això implica un procés de rentat i blanqueig per obtenir material cel·lulòsic pur.
2. Modificació química:
Un cop obtinguda la cel·lulosa, es modifica químicament per introduir grups aniònics, convertint-la en cel·lulosa polianiònica.Un mètode utilitzat habitualment per a aquest propòsit és l'eterificació.
A. Eterificació:
L'eterificació implica la reacció de la cel·lulosa amb un agent eterificant per introduir enllaços èter.En el cas de la cel·lulosa polianiònica, s'acostumen a introduir grups carboximetil.Això s'aconsegueix mitjançant la reacció amb monocloroacetat de sodi en presència d'un catalitzador bàsic.
b.Reacció de carboximetilació:
La reacció de carboximetilació implica la substitució d'àtoms d'hidrogen dels grups hidroxil de la cel·lulosa per grups carboximetil.Aquesta reacció és crítica per a la introducció de càrregues aniòniques a la columna vertebral de la cel·lulosa.
C. neutralitzar:
Després de la carboximetilació, el producte es neutralitza per convertir el grup carboximetil en ions carboxilat.Aquest pas és fonamental per fer que la cel·lulosa polianiònica sigui soluble en aigua.
3. Purificació:
A continuació, la cel·lulosa modificada es purifica per eliminar els subproductes, els productes químics no reaccionats i qualsevol impuresa que pugui afectar el seu rendiment en una aplicació específica.
A. rentat:
Els productes es netegen a fons per eliminar l'excés de reactius, sals i altres impureses.Sovint s'utilitza aigua per a aquest propòsit.
b.Assecat:
A continuació, la cel·lulosa polianiònica purificada s'asseca per obtenir el producte final en pols o en forma granular.
4. Control de qualitat:
Durant tot el procés de fabricació s'apliquen mesures de control de qualitat per garantir que la cel·lulosa polianiònica resultant compleix les especificacions requerides.Això implica provar el pes molecular, el grau de substitució i altres paràmetres rellevants.
5. Aplicació:
La cel·lulosa polianiònica té aplicacions en diverses indústries, principalment en sistemes de fluids de perforació en el sector del petroli i el gas.Actua com a adherent, agent de control de pèrdues de fluids i inhibidor d'esquist, millorant el rendiment global del fluid de perforació.Altres aplicacions inclouen les indústries alimentàries i farmacèutiques on la seva solubilitat en aigua i propietats reològiques ofereixen avantatges.
La cel·lulosa polianiònica és un derivat de cel·lulosa versàtil i valuós, la producció del qual requereix una sèrie de passos ben definits.L'extracció de cel·lulosa de material vegetal, la modificació química mitjançant l'eterificació, la purificació i el control de qualitat són parts integrals del procés de fabricació.La cel·lulosa polianiònica resultant és un ingredient clau en una varietat d'aplicacions industrials, ajudant a millorar el rendiment i la funcionalitat de diferents formulacions.A mesura que la indústria continua desenvolupant-se, s'espera que la demanda de derivats de cel·lulosa especialitzats com la cel·lulosa polianiònica creixi, impulsant la investigació i el desenvolupament continus en tecnologies i aplicacions de modificació de la cel·lulosa.
Hora de publicació: 26-12-2023