Ի՞նչ է պոլիանիոնային ցելյուլոզը:

Պոլիանիոնային ցելյուլոզը (PAC) ցելյուլոզայի փոփոխված ածանցյալ է, որը լայնորեն օգտագործվում է տարբեր արդյունաբերական ծրագրերում:Այս բազմակողմանի պոլիմերը ստացվում է ցելյուլոզից՝ բնական պոլիսախարիդից, որը հայտնաբերված է բույսերի բջիջների պատերում:Փոփոխությունը ներառում է անիոնային խմբերի ներմուծում ցելյուլոզային ողնաշարի վրա, դրանով իսկ բարձրացնելով ջրի լուծելիությունը և բարելավելով ռեոլոգիական հատկությունները:Ստացված PAC-ն ունի եզակի հատկություններ, որոնք այն դարձնում են արժեքավոր նավթի և գազի արդյունաբերության, սննդի արտադրության, դեղագործության և այլ ոլորտներում:

Ցելյուլոզը գծային պոլիմեր է, որը կազմված է կրկնվող գլյուկոզայի միավորներից՝ կապված β-1,4-գլիկոզիդային կապերով։Բնության մեջ այն առատ է և բույսերի բջիջների պատերի կառուցվածքային բաղադրիչն է։Այնուամենայնիվ, բնական ցելյուլոզը ջրում սահմանափակ լուծելիություն ունի՝ շնորհիվ իր ուժեղ միջմոլեկուլային ջրածնային կապերի։Այս սահմանափակումը հաղթահարելու համար պոլիանիոնային ցելյուլոզը սինթեզվել է մի շարք քիմիական փոփոխությունների միջոցով:

PAC-ի արտադրության ընդհանուր մեթոդը ներառում է եթերիֆիկացման կամ էսթերիֆիկացման ռեակցիաներ:Այս գործընթացների ընթացքում անիոնային խմբերը, ինչպիսիք են կարբոքսիլատային կամ սուլֆոնատային խմբերը, ներմուծվում են ցելյուլոզային շղթաների մեջ։Սա պոլիմերին տալիս է բացասական լիցք՝ դարձնելով այն ջրում լուծելի և տալով յուրահատուկ հատկություններ։Փոխարինման աստիճանը կամ անիոնային խմբերի քանակը մեկ գլյուկոզայի միավորի համար կարող է ճշգրտվել՝ արդյունքում ստացված PAC-ի հատկությունները հարմարեցնելու համար՝ համապատասխան կիրառման հատուկ պահանջներին:

PAC-ի հիմնական կիրառություններից մեկը նավթի և գազի արդյունաբերության մեջ է, որտեղ այն օգտագործվում է որպես հորատման հեղուկների հիմնական հավելում:Հորատման հեղուկները, որոնք նաև հայտնի են որպես ցեխ, մի շարք կարևոր դերեր են խաղում նավթի և գազի հորերի հորատման գործընթացում, ներառյալ հորատման բիտը սառեցնելը, հատումները մակերես տեղափոխելը և հորատանցքի կայունությունը պահպանելը:Հորատման հեղուկներին PAC ավելացնելը վերահսկում է դրա ռեոլոգիական հատկությունները, ինչպիսիք են մածուցիկությունը և հեղուկի կորուստը:Այն հանդես է գալիս որպես կպչող նյութ՝ կանխելով պինդ նյութերի նստեցումը և ապահովելով արդյունավետ կասեցում հեղուկում:

PAC-ի ռեոլոգիական հատկությունները կարող են ճշգրտվել՝ մածուցիկության և հեղուկի կորստի վերահսկման միջև ցանկալի հավասարակշռության հասնելու համար:Սա հատկապես կարևոր է տարբեր պայմաններում հորատման աշխատանքների համար, ինչպիսիք են տարբեր ձևավորումները և ջերմաստիճանները:PAC-ի ջրի լուծելիությունը նաև հեշտացնում է այն խառնել հորատման հեղուկների հետ, և դրա կայունությունը pH-ի մի շարք պայմանների դեպքում էլ ավելի է մեծացնում դրա օգտակարությունը դաշտում:

Բացի հորատման հեղուկների մեջ իր դերից, PAC-ն օգտագործվում է մի շարք այլ ծրագրերում:Սննդի արդյունաբերության մեջ այն օգտագործվում է որպես խտացուցիչ և կայունացուցիչ այնպիսի ապրանքների մեջ, ինչպիսիք են աղցանների սոուսները, սոուսները և կաթնամթերքը:Մածուցիկությունը բարձրացնելու և հյուսվածքը կառավարելու նրա կարողությունը արժեքավոր է դարձնում այն ​​ձևակերպումներում, որտեղ այդ հատկությունները կարևոր են:

Դեղագործական արդյունաբերությունը նաև օգտագործում է PAC-ները որպես օժանդակ նյութեր դեղերի ձևակերպումների մեջ:Այն կարող է ներառվել պլանշետների ծածկույթների և վերահսկվող թողարկման ձևակերպումների մեջ՝ թմրամիջոցների թողարկման արագությունը կարգավորելու համար:PAC-ի կենսահամատեղելիությունը և ցածր թունավորությունը նպաստում են դրա ընդունմանը դեղագործական կիրառություններում:

Բացի այդ, PAC-ը կիրառել է ջրի մաքրման գործընթացներում:Դրա անիոնային բնույթը թույլ է տալիս փոխազդել դրական լիցքավորված մասնիկների հետ՝ օգնելով հեռացնել կեղտերը ջրից:Այս դեպքում այն ​​հանդես է գալիս որպես ֆլոկուլանտ կամ կոագուլանտ՝ նպաստելով մասնիկների ագրեգացմանը, որպեսզի դրանք ավելի հեշտ հեռացվեն նստվածքի կամ ֆիլտրման միջոցով:

Չնայած դրա լայն կիրառմանը, պետք է հաշվի առնել PAC-ի արտադրության և հեռացման հետ կապված հնարավոր բնապահպանական և կայունության խնդիրները:Հետազոտողները և արդյունաբերությունը շարունակաբար ուսումնասիրում են կանաչ քիմիան և ցելյուլոզայի այլընտրանքային աղբյուրները՝ այս խնդիրները լուծելու համար:

Պոլիանիոնային ցելյուլոզը վառ օրինակ է այն բանի, թե ինչպես քիմիական մոդիֆիկացիան կարող է բնական պոլիմերները վերածել բազմաֆունկցիոնալ նյութերի՝ տարբեր կիրառություններով:Նրա դերը այնպիսի ոլորտներում, ինչպիսիք են նավթը և գազը, սննդամթերքը և դեղագործությունը, ընդգծում է դրա բազմակողմանիությունը և ցելյուլոզայի ածանցյալների շարունակական նշանակությունը ժամանակակից արտադրական գործընթացներում:Քանի որ տեխնոլոգիաները զարգանում են և կայուն լուծումների անհրաժեշտությունը մեծանում է, PAC-ի արտադրության էկոլոգիապես մաքուր մեթոդների և դրա կիրառման որոնումները, հավանաբար, կշարունակեն զարգանալ: