بھنگ کے ڈنٹھل سیلولوز ایتھر سائز کی تیاری اور سائز میں اس کا اطلاق

خلاصہ:غیر انحطاط پذیر پولی وینیل الکحل (PVA) سلوری کو تبدیل کرنے کے لیے، بھنگ اسٹالک سیلولوز ایتھر-ہائیڈروکسائپروپل میتھائل سیلولوز کو زرعی فضلے کے بھنگ کے ڈنٹھوں سے تیار کیا گیا تھا، اور گارا تیار کرنے کے لیے مخصوص اسٹارچ کے ساتھ ملایا گیا تھا۔پالئیےسٹر-کاٹن بلینڈڈ یارن T/C65/35 14.7 ٹیکس کا سائز تھا اور اس کی سائزنگ کی کارکردگی کو جانچا گیا۔ہائیڈروکسی پروپیل میتھیل سیلولوز کی بہترین پیداوار کا عمل حسب ذیل تھا: لائی کا بڑے پیمانے پر حصہ 35% تھا۔الکلی سیلولوز کا کمپریشن تناسب 2.4 تھا؛میتھین اور پروپیلین آکسائیڈ کے مائع حجم کا تناسب 7:3 ہے؛isopropanol کے ساتھ پتلا؛رد عمل کا دباؤ 2 ہے۔0MPaہائیڈروکسی پروپیل میتھائل سیلولوز اور مخصوص نشاستہ کو ملا کر تیار کردہ سائز میں کم سی او ڈی ہے اور یہ زیادہ ماحول دوست ہے، اور تمام سائز کے اشارے PVA سائز کی جگہ لے سکتے ہیں۔

کلیدی الفاظ:بھنگ کا ڈنٹھل؛بھنگ ڈنٹھل سیلولوز ایتھر؛پولی وینائل الکحل؛سیلولوز ایتھر کا سائز

0.دیباچہ

چین نسبتاً امیر بھوسے کے وسائل کے ساتھ ممالک میں سے ایک ہے۔فصل کی پیداوار 700 ملین ٹن سے زیادہ ہے، اور ہر سال بھوسے کے استعمال کی شرح صرف 3% ہے۔بھوسے کے وسائل کی ایک بڑی مقدار استعمال نہیں کی گئی۔اسٹرا ایک بھرپور قدرتی lignocellulosic خام مال ہے، جسے فیڈ، کھاد، سیلولوز ڈیریویٹیوز اور دیگر مصنوعات میں استعمال کیا جا سکتا ہے۔

اس وقت، ٹیکسٹائل کی پیداوار کے عمل میں گندے پانی کی آلودگی کو ڈیزائز کرنا آلودگی کے سب سے بڑے ذرائع میں سے ایک بن گیا ہے۔PVA کی کیمیائی آکسیجن کی طلب بہت زیادہ ہے۔پرنٹنگ اور ڈائینگ کے عمل میں PVA کے ذریعہ تیار کردہ صنعتی گندے پانی کو دریا میں خارج کرنے کے بعد، یہ آبی حیاتیات کی سانس کو روک دے گا یا اسے تباہ کر دے گا۔مزید یہ کہ، پی وی اے آبی ذخائر میں تلچھٹ میں بھاری دھاتوں کے اخراج اور منتقلی کو بڑھاتا ہے، جس سے زیادہ سنگین ماحولیاتی مسائل پیدا ہوتے ہیں۔پی وی اے کو سبز گارے سے تبدیل کرنے پر تحقیق کرنے کے لیے، نہ صرف سائز سازی کے عمل کی ضروریات کو پورا کرنا، بلکہ سائزنگ کے عمل کے دوران پانی اور ہوا کی آلودگی کو بھی کم کرنا ضروری ہے۔

اس تحقیق میں، بھنگ کے ڈنٹھل سیلولوز ایتھر-ہائیڈروکسائپروپل میتھل سیلولوز (HPMC) کو زرعی فضلے کے بھنگ کے ڈنڈوں سے تیار کیا گیا تھا، اور اس کی پیداوار کے عمل پر تبادلہ خیال کیا گیا تھا۔اور hydroxypropyl methylcellulose اور مخصوص نشاستے کے سائز کو سائز کے طور پر مکس کریں، PVA سائز کے ساتھ موازنہ کریں، اور اس کی سائزنگ کی کارکردگی پر تبادلہ خیال کریں۔

1. تجربہ

1.1 مواد اور آلات

بھنگ کا ڈنڈا، ہیلونگ جیانگ؛پالئیےسٹر کپاس ملا ہوا سوت T/C65/3514.7 ٹیکس؛خود ساختہ ہیمپ اسٹالک سیلولوز ایتھر ہائیڈروکسائپروپل میتھل سیلولوز؛FS-101، ترمیم شدہ نشاستہ، PVA-1799، PVA-0588، Liaoning Zhongze Group Chaoyang Textile Co., Ltd.;پروپانول، پریمیم گریڈ؛پروپیلین آکسائیڈ، گلیشیل ایسٹک ایسڈ، سوڈیم ہائیڈرو آکسائیڈ، آئسوپروپینول، تجزیاتی طور پر خالص؛میتھائل کلورائڈ، اعلی طہارت نائٹروجن.

GSH-3L ری ایکشن کیتلی، JRA-6 ڈیجیٹل ڈسپلے مقناطیسی ہلچل پانی کا غسل، DHG-9079A الیکٹرک ہیٹنگ مستقل درجہ حرارت خشک کرنے والا اوون، IKARW-20 اوور ہیڈ مکینیکل ایجیٹیٹر، ESS-1000 سیمپل سائزنگ مشین، YG 061/PC الیکٹرانک سنگل یارن طاقت میٹر، LFY-109B کمپیوٹرائزڈ یارن ابریشن ٹیسٹر۔

1.2 hydroxypropyl methylcellulose کی تیاری

1. 2. 1 الکلی فائبر کی تیاری

بھنگ کے ڈنٹھل کو تقسیم کریں، اسے ایک پلورائزر کے ساتھ 20 میشوں میں کچل دیں، بھنگ کے ڈنٹھل پاؤڈر کو 35% NaOH آبی محلول میں شامل کریں، اور اسے کمرے کے درجہ حرارت پر 1 تک بھگو دیں۔5 ~ 20 گھنٹہرنگدار الکلی فائبر کو نچوڑیں تاکہ الکلی، سیلولوز اور پانی کا بڑے پیمانے پر تناسب 1. 2:1 ہو۔2:1۔

1. 2. 2 ایتھریفیکیشن ری ایکشن

تیار شدہ الکالی سیلولوز کو ری ایکشن کیتلی میں پھینک دیں، 100 ملی لیٹر آئسوپروپانول ڈالیں، مائع 140 ملی لیٹر میتھائل کلورائیڈ اور 60 ملی لیٹر پروپیلین آکسائیڈ شامل کریں، ویکیومائز کریں اور 2 پر دباؤ ڈالیں۔0 MPa، آہستہ آہستہ درجہ حرارت کو 1-2 گھنٹے کے لیے 45 ° C تک بڑھائیں، اور 75 ° C پر 1-2 گھنٹے کے لیے ہائیڈروکسائپروپل میتھائل سیلولوز تیار کرنے کے لیے رد عمل ظاہر کریں۔

1. 2. 3 پوسٹ پروسیسنگ

ایتھریفائیڈ سیلولوز ایتھر کے پی ایچ کو گلیشیل ایسٹک ایسڈ کے ساتھ 6 پر ایڈجسٹ کریں۔5 ~ 75، تین بار پروپینول سے دھویا، اور 85 ° C پر تندور میں خشک کیا گیا۔

1.3 hydroxypropyl methylcellulose کی پیداوار کا عمل

1. 3. 1 سیلولوز ایتھر کی تیاری پر گردشی رفتار کا اثر

عام طور پر ایتھریفیکیشن ری ایکشن اندر سے اندر تک ایک متفاوت ردعمل ہوتا ہے۔اگر کوئی بیرونی طاقت نہیں ہے تو، ایتھریفیکیشن ایجنٹ کے لیے سیلولوز کے کرسٹلائزیشن میں داخل ہونا مشکل ہے، اس لیے ضروری ہے کہ ہلچل کے ذریعے ایتھریفیکیشن ایجنٹ کو سیلولوز کے ساتھ مکمل طور پر ملایا جائے۔اس مطالعہ میں، ایک ہائی پریشر ہلایا ری ایکٹر استعمال کیا گیا تھا.بار بار کے تجربات اور مظاہروں کے بعد، منتخب گردشی رفتار 240-350 r/min تھی۔

1. 3. 2 سیلولوز ایتھر کی تیاری پر الکلی کے ارتکاز کا اثر

الکالی سیلولوز کے کمپیکٹ ڈھانچے کو تباہ کر سکتا ہے تاکہ اسے پھولا جائے، اور جب بے ساختہ علاقے اور کرسٹل لائن کی سوجن ایک جیسی ہوتی ہے، تو ایتھریفیکیشن آسانی سے آگے بڑھتا ہے۔سیلولوز ایتھر کی پیداوار کے عمل میں، سیلولوز الکلائزیشن کے عمل میں استعمال ہونے والی الکالی کی مقدار ایتھریفیکیشن مصنوعات کی ایتھریفیکیشن کی کارکردگی اور گروپوں کے متبادل کی ڈگری پر بہت زیادہ اثر ڈالتی ہے۔ہائیڈرو آکسی پروپیل میتھل سیلولوز کی تیاری کے عمل میں، جیسے جیسے لائی کا ارتکاز بڑھتا ہے، میتھوکسیل گروپس کا مواد بھی بڑھتا ہے۔اس کے برعکس، جب لائی کا ارتکاز کم ہوجاتا ہے، تو ہائیڈروکسائپروپل میتھائل سیلولوز کا بنیادی مواد بڑا ہوتا ہے۔میتھوکسی گروپ کا مواد لائی کے ارتکاز کے براہ راست متناسب ہے۔hydroxypropyl کا مواد لائی کے ارتکاز کے الٹا متناسب ہے۔بار بار ٹیسٹ کے بعد NaOH کے بڑے پیمانے پر حصہ کو 35٪ کے طور پر منتخب کیا گیا تھا۔

1. 3. 3 سیلولوز ایتھر کی تیاری پر الکلی سیلولوز دبانے کے تناسب کا اثر

الکلی فائبر کو دبانے کا مقصد الکلی سیلولوز کے پانی کے مواد کو کنٹرول کرنا ہے۔جب دبانے کا تناسب بہت چھوٹا ہوتا ہے، تو پانی کا مواد بڑھ جاتا ہے، لائی کا ارتکاز کم ہو جاتا ہے، ایتھریفیکیشن کی شرح کم ہو جاتی ہے، اور ایتھریفیکیشن ایجنٹ کو ہائیڈولائز کیا جاتا ہے اور ضمنی ردعمل میں اضافہ ہوتا ہے۔، etherification کی کارکردگی بہت کم ہے.جب دبانے کا تناسب بہت بڑا ہوتا ہے، پانی کا مواد کم ہو جاتا ہے، سیلولوز سوجن نہیں ہو سکتا، اور اس میں کوئی رد عمل نہیں ہوتا، اور ایتھریفیکیشن ایجنٹ الکلی سیلولوز کے ساتھ مکمل طور پر رابطہ نہیں کر سکتا، اور رد عمل ناہموار ہوتا ہے۔بہت سے ٹیسٹوں اور دباؤ کے موازنہ کے بعد، یہ طے پایا کہ الکلی، پانی اور سیلولوز کا بڑے پیمانے پر تناسب 1. 2:1 تھا۔2:1۔

1. 3. 4 سیلولوز ایتھر کی تیاری پر درجہ حرارت کا اثر

ہائیڈروکسی پروپیل میتھائل سیلولوز کی تیاری کے عمل میں، پہلے درجہ حرارت کو 50-60 °C پر کنٹرول کریں اور اسے 2 گھنٹے تک مستقل درجہ حرارت پر رکھیں۔hydroxypropylation رد عمل تقریبا 30 ℃ پر کیا جا سکتا ہے، اور hydroxypropylation رد عمل کی شرح 50 ℃ پر بہت بڑھ جاتی ہے؛آہستہ آہستہ درجہ حرارت کو 75 ℃ تک بڑھائیں، اور 2 گھنٹے تک درجہ حرارت کو کنٹرول کریں۔50 ° C پر، میتھیلیشن رد عمل مشکل سے رد عمل ظاہر کرتا ہے، 60 ° C پر، رد عمل کی شرح سست ہوتی ہے، اور 75 ° C پر، میتھیلیشن رد عمل کی شرح بہت تیز ہو جاتی ہے۔

ملٹی اسٹیج ٹمپریچر کنٹرول کے ساتھ ہائیڈرو آکسی پروپیل میتھائل سیلولوز کی تیاری نہ صرف میتھوکسیل اور ہائیڈروکسی پروپیل گروپس کے توازن کو کنٹرول کر سکتی ہے بلکہ ضمنی رد عمل اور بعد از علاج کو کم کرنے اور مناسب ساخت کے ساتھ مصنوعات حاصل کرنے میں بھی مدد دیتی ہے۔

1. 3. 5 سیلولوز ایتھر کی تیاری پر ایتھریفیکیشن ایجنٹ کی خوراک کے تناسب کا اثر

چونکہ hydroxypropyl methylcellulose ایک عام غیر ionic مخلوط ایتھر ہے، میتھائل اور hydroxypropyl گروپوں کو مختلف hydroxypropyl methylcellulose macromolecular زنجیروں پر بدل دیا جاتا ہے، یعنی ہر گلوکوز کی انگوٹھی میں مختلف C۔دوسری طرف، میتھائل اور ہائیڈروکسائپروپل کی تقسیم کے تناسب میں زیادہ بازی اور بے ترتیب پن ہے۔HPMC کی پانی میں حل پذیری میتھوکسی گروپ کے مواد سے متعلق ہے۔جب میتھوکسی گروپ کا مواد کم ہو تو اسے مضبوط الکلی میں تحلیل کیا جا سکتا ہے۔جیسے جیسے میتھوکسیل کا مواد بڑھتا ہے، یہ پانی کی سوجن کے لیے زیادہ حساس ہو جاتا ہے۔میتھوکسی کا مواد جتنا زیادہ ہوگا، پانی میں حل پذیری اتنی ہی بہتر ہوگی، اور اسے گارا بنایا جاسکتا ہے۔

ایتھریفائنگ ایجنٹ میتھائل کلورائد اور پروپیلین آکسائیڈ کی مقدار کا براہ راست اثر میتھوکسیل اور ہائیڈرو آکسی پروپیل کے مواد پر پڑتا ہے۔پانی میں اچھی حل پذیری کے ساتھ ہائیڈرو آکسی پروپیل میتھائل سیلولوز تیار کرنے کے لیے، میتھائل کلورائیڈ اور پروپیلین آکسائیڈ کے مائع حجم کا تناسب 7:3 منتخب کیا گیا تھا۔

1.3.6 ہائیڈروکسی پروپیل میتھیل سیلولوز کی بہترین پیداواری عمل

رد عمل کا سامان ایک ہائی پریشر سٹرڈ ری ایکٹر ہے۔گردش کی رفتار 240-350 r/منٹ ہے؛لائی کا بڑے پیمانے پر حصہ 35٪ ہے؛الکلی سیلولوز کا کمپریشن تناسب 2. 4 ہے؛2 گھنٹے کے لیے 50 ° C پر ہائیڈروکسی پروپوکسیلیشن، 2 گھنٹے کے لیے 75 ° C پر میتھو آکسیلیشن؛ایتھریفیکیشن ایجنٹ میتھائل کلورائیڈ اور پروپیلین آکسائیڈ مائع حجم کا تناسب 7:3؛ویکیومدباؤ 20 ایم پی اے؛diluent isopropanol ہے.

2. کھوج اور درخواست

بھنگ سیلولوز اور الکلی سیلولوز کا 2.1 SEM

علاج نہ کیے جانے والے بھنگ سیلولوز اور 35% NaOH کے ساتھ علاج کیے جانے والے بھنگ سیلولوز کا موازنہ کرتے ہوئے، یہ واضح طور پر پایا جا سکتا ہے کہ الکلائزڈ سیلولوز کی سطح پر زیادہ دراڑیں، سطح کا بڑا رقبہ، زیادہ سرگرمی اور آسان ایتھریفیکیشن رد عمل ہوتا ہے۔

2.2 انفراریڈ سپیکٹروسکوپی کا تعین

علاج کے بعد بھنگ کے ڈنڈوں سے نکالا جانے والا سیلولوز اور HPMC کا انفراریڈ سپیکٹرم بھنگ کے ڈنٹھل سیلولوز سے تیار ہوتا ہے۔ان میں، 3295 سینٹی میٹر -1 پر مضبوط اور وسیع جذب بینڈ ایچ پی ایم سی ایسوسی ایشن ہائیڈروکسیل گروپ کا اسٹریچنگ وائبریشن ابسورپشن بینڈ ہے، 1250 ~ 1460 سینٹی میٹر -1 پر جذب بینڈ CH، CH، CH2 اور ایبسورپشن بینڈ ہے۔ 1600 سینٹی میٹر پر بینڈ -1 پولیمر جذب بینڈ میں پانی کا جذب کرنے والا بینڈ ہے۔1025cm -1 پر جذب بینڈ پولیمر میں C — O — C کا جذب بینڈ ہے۔

2.3 واسکوسیٹی کا تعین

تیار شدہ بھنگ کے ڈنٹھنے والے سیلولوز ایتھر کا نمونہ لیں اور اسے ایک بیکر میں شامل کریں تاکہ 2% آبی محلول تیار کیا جا سکے، اسے اچھی طرح ہلائیں، اس کی چپکنے والی اور چپکنے والی استحکام کو ویزومیٹر سے ناپیں، اور اوسط چپچپا پن کی 3 بار پیمائش کریں۔تیار کینابیس اسٹالک سیلولوز ایتھر کے نمونے کی viscosity 11 تھی۔8 ایم پی اے۔

2.4 سائز کی درخواست

2.4.1 گارا کنفیگریشن

3.5% کے بڑے حصے کے ساتھ گارا کو 1000mL میں تیار کیا گیا، مکسر کے ساتھ یکساں طور پر ہلایا گیا، اور پھر پانی کے غسل میں رکھا گیا اور 1 گھنٹے کے لیے 95°C پر گرم کیا گیا۔اس کے ساتھ ہی، یہ بھی یاد رکھیں کہ گودا پکانے والے برتن کو اچھی طرح سے بند کر دیا جائے تاکہ پانی کے بخارات کی وجہ سے گارا کے ارتکاز کو بڑھنے سے روکا جا سکے۔

2.4.2 سلری فارمولیشن پی ایچ، غلط اور سی او ڈی

hydroxypropyl methyl cellulose اور مخصوص نشاستے کے سائز کو ملا کر گارا تیار کریں (1#~4#)، اور pH، miscibility اور COD کا تجزیہ کرنے کے لیے PVA فارمولا سلوری (0#) سے موازنہ کریں۔ESS1000 سیمپل سائزنگ مشین پر پالئیےسٹر-کاٹن بلینڈڈ یارن T/C65/3514.7 ٹیکس کا سائز کیا گیا تھا، اور اس کی سائزنگ کی کارکردگی کا تجزیہ کیا گیا تھا۔

یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ گھریلو بھنگ اسٹالک سیلولوز ایتھر اور مخصوص سٹارچ سائز 3 # بہترین سائز کی تشکیل ہیں: 25% بھنگ اسٹالک سیلولوز ایتھر، 65% تبدیل شدہ سٹارچ اور 10% FS-101۔

تمام سائزنگ ڈیٹا کا موازنہ PVA سائز کے سائزنگ ڈیٹا سے کیا جا سکتا ہے، جو اس بات کی نشاندہی کرتا ہے کہ ہائیڈرو آکسی پروپیل میتھائل سیلولوز اور مخصوص نشاستہ کے مخلوط سائز میں اچھی سائزنگ کارکردگی ہے۔اس کا پی ایچ غیر جانبدار کے قریب ہے۔hydroxypropyl methylcellulose اور مخصوص نشاستہ مخصوص نشاستے کے مخلوط سائز کا COD (17459.2 mg/L) PVA سائز (26448.0 mg/L) سے نمایاں طور پر کم تھا، اور ماحولیاتی تحفظ کی کارکردگی اچھی تھی۔

3. نتیجہ

بھنگ اسٹالک سیلولوز ایتھر-ہائیڈروکسائپروپل میتھائل سیلولوز کو سائز کے لیے تیار کرنے کے لیے بہترین پیداواری عمل حسب ذیل ہے: ایک ہائی پریشر اسٹرڈ ری ایکٹر جس کی گردش کی رفتار 240-350 r/منٹ، لائی کا ایک بڑے پیمانے پر حصہ 35%، اور کمپریشن تناسب الکلی سیلولوز 2.4 کا، میتھیلیشن درجہ حرارت 75 ℃ ہے، اور ہائیڈروکسائپروپلیشن درجہ حرارت 50 ℃ ہے، ہر ایک کو 2 گھنٹے تک برقرار رکھا جاتا ہے، میتھائل کلورائیڈ اور پروپیلین آکسائیڈ کا مائع حجم کا تناسب 7:3، ویکیوم، رد عمل کا دباؤ 2.0 MPa ہے، isopropanol diluent ہے

ہیمپ اسٹالک سیلولوز ایتھر کا استعمال PVA سائز کو تبدیل کرنے کے لیے کیا گیا تھا، اور سائز کا بہترین تناسب یہ تھا: 25% ہیمپ اسٹالک سیلولوز ایتھر، 65% تبدیل شدہ نشاستہ اور 10% FS-101۔سلوری کا pH 6.5 ہے اور COD (17459.2 mg/L) PVA slurry (26448.0 mg/L) سے نمایاں طور پر کم ہے، جو اچھی ماحولیاتی کارکردگی کو ظاہر کرتا ہے۔

ہیمپ اسٹالک سیلولوز ایتھر کا استعمال PVA سائز کے بجائے پالئیےسٹر-کاٹن بلینڈڈ یارن T/C 65/3514.7tex کو سائز دینے کے لیے کیا گیا تھا۔سائزنگ انڈیکس برابر ہے۔نیا بھنگ اسٹالک سیلولوز ایتھر اور تبدیل شدہ نشاستے کا مخلوط سائز PVA سائز کی جگہ لے سکتا ہے۔