Polianionska celuloza (PAC) je u vodi topljivi derivat celuloze koji ima široku primjenu u raznim industrijama, posebno u području tekućina za bušenje u naftnoj i plinskoj industriji.Poznato je po izvrsnim reološkim svojstvima, visokoj stabilnosti i kompatibilnosti s drugim dodacima.Proizvodnja polianionske celuloze uključuje nekoliko koraka, uključujući ekstrakciju celuloze, kemijsku modifikaciju i pročišćavanje.
1. Ekstrakcija celuloze:
Polazni materijal za polianionsku celulozu je celuloza, prirodni polimer koji se nalazi u stjenkama biljnih stanica.Celuloza se može dobiti iz različitih biljnih materijala, kao što su drvna pulpa, linter pamuka ili druge vlaknaste biljke.Proces ekstrakcije uključuje sljedeće korake:
A. Priprema sirovina:
Odabrani biljni materijali prethodno se tretiraju kako bi se uklonile nečistoće poput lignina, hemiceluloze i pektina.To se obično postiže kombinacijom mehaničkih i kemijskih tretmana.
b.Pulpiranje:
Prethodno obrađeni materijal se zatim pretvara u kašu, proces koji razgrađuje celulozna vlakna.Uobičajene metode proizvodnje celuloze uključuju izradu kraft celuloze i proizvodnju sulfitne celuloze, od kojih svaka ima svoje prednosti i nedostatke.
C. Odvajanje celuloze:
Materijal pulpe se obrađuje za odvajanje celuloznih vlakana.To obično uključuje proces pranja i izbjeljivanja kako bi se dobio čisti celulozni materijal.
2. Kemijska modifikacija:
Kada se dobije celuloza, ona se kemijski modificira kako bi se unijele anionske skupine, pretvarajući je u polianionsku celulozu.Često korištena metoda za ovu svrhu je eterifikacija.
A. Eterifikacija:
Eterifikacija uključuje reakciju celuloze sa sredstvom za eterifikaciju kako bi se uvele eterske veze.U slučaju polianionske celuloze obično se uvode karboksimetilne skupine.To se postiže reakcijom s natrijevim monokloroacetatom u prisutnosti bazičnog katalizatora.
b.Reakcija karboksimetilacije:
Reakcija karboksimetilacije uključuje zamjenu atoma vodika na hidroksilnim skupinama celuloze s karboksimetilnim skupinama.Ova reakcija je kritična za uvođenje anionskih naboja na celuloznu okosnicu.
C. neutralizirati:
Nakon karboksimetilacije, produkt se neutralizira kako bi se karboksimetilna skupina pretvorila u karboksilatne ione.Ovaj korak je ključan za postizanje vodotopivosti polianionske celuloze.
3. Pročišćavanje:
Modificirana celuloza se zatim pročišćava kako bi se uklonili nusproizvodi, neizreagirane kemikalije i sve nečistoće koje bi mogle utjecati na njezinu izvedbu u određenoj primjeni.
A. pranje:
Proizvodi se temeljito čiste kako bi se uklonio višak reaktanata, soli i drugih nečistoća.Često se u tu svrhu koristi voda.
b.Sušenje:
Pročišćena polianionska celuloza zatim se suši kako bi se dobio konačni proizvod u obliku praha ili granula.
4. Kontrola kvalitete:
Mjere kontrole kvalitete provode se tijekom cijelog procesa proizvodnje kako bi se osiguralo da dobivena polianionska celuloza zadovoljava tražene specifikacije.To uključuje testiranje molekularne težine, stupnja supstitucije i drugih relevantnih parametara.
5. Primjena:
Polianionska celuloza ima primjenu u raznim industrijama, prvenstveno u sustavima tekućina za bušenje u sektoru nafte i plina.Djeluje kao sredstvo za povećanje ljepljivosti, sredstvo za kontrolu gubitka tekućine i inhibitor škriljevca, poboljšavajući ukupnu učinkovitost tekućine 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, kemijska modifikacija kroz eterifikaciju, pročišćavanje i kontrola kvalitete sastavni su dijelovi procesa proizvodnje.Rezultirajuća polianionska celuloza ključni je sastojak u raznim industrijskim primjenama, pomažući u poboljšanju učinkovitosti i funkcionalnosti različitih formulacija.Kako se industrija nastavlja razvijati, očekuje se da će potražnja za specijaliziranim derivatima celuloze kao što je polianionska celuloza rasti, potičući nastavak istraživanja i razvoja tehnologija i primjena za modificiranje celuloze.
Vrijeme objave: 26. prosinca 2023