เทคโนโลยีของเซลลูโลสอีเทอร์

เทคโนโลยีของเซลลูโลสอีเทอร์เกี่ยวข้องกับการปรับเปลี่ยนเซลลูโลสพอลิเมอร์ธรรมชาติที่ได้มาจากผนังเซลล์พืชเพื่อผลิตอนุพันธ์ที่มีคุณสมบัติและฟังก์ชันเฉพาะ เซลลูโลสอีเทอร์ที่พบมากที่สุด ได้แก่ hydroxypropyl methylcellulose (HPMC), carboxymethyl เซลลูโลส (CMC), ไฮดรอกซีเอธิลเซลลูโลส (HEC), เมทิลเซลลูโลส (MC) และเอทิลเซลลูโลส (EC) นี่คือภาพรวมของเทคโนโลยีที่ใช้ในการผลิตอีเทอร์เซลลูโลส:

1. วัตถุดิบ:
   • แหล่งที่มาของเซลลูโลส: วัตถุดิบหลักสำหรับอีเทอร์เซลลูโลสคือเซลลูโลสซึ่งได้มาจากเยื่อไม้หรือฝ้าย แหล่งที่มาของเซลลูโลสมีผลต่อคุณสมบัติของผลิตภัณฑ์อีเธอร์เซลลูโลสสุดท้าย
2. การเตรียมเซลลูโลส:
   • เยื่อกระดาษ: เยื่อไม้หรือฝ้ายอยู่ภายใต้กระบวนการเยื่อกระดาษเพื่อทำลายเส้นใยเซลลูโลสในรูปแบบที่จัดการได้มากขึ้น
   • การทำให้บริสุทธิ์: เซลลูโลสได้รับการทำให้บริสุทธิ์เพื่อกำจัดสิ่งสกปรกและลิกนินส่งผลให้วัสดุเซลลูโลสบริสุทธิ์
3. การปรับเปลี่ยนสารเคมี:
   • ปฏิกิริยา Etherification: ขั้นตอนสำคัญในการผลิตเซลลูโลสอีเธอร์คือการปรับเปลี่ยนสารเคมีของเซลลูโลสผ่านปฏิกิริยาอีเทอร์ไฟ สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับการแนะนำกลุ่มอีเธอร์ (เช่นไฮดรอกซีเอธิล, ไฮดรอกซีโพรพิล, คาร์บอกซีเมธิล, เมธิลหรือเอทิล) ไปยังกลุ่มไฮดรอกซิลบนโซ่พอลิเมอร์เซลลูโลส
   • ทางเลือกของรีเอเจนต์: รีเอเจนต์เช่นเอทิลีนออกไซด์, โพรพิลีนออกไซด์, โซเดียมคลอโรเซตหรือเมธิลคลอไรด์มักใช้ในปฏิกิริยาเหล่านี้
4. การควบคุมพารามิเตอร์ปฏิกิริยา:
   • อุณหภูมิและความดัน: ปฏิกิริยาอีเทอร์ไฟจะดำเนินการภายใต้อุณหภูมิที่ควบคุมและเงื่อนไขความดันเพื่อให้ได้ระดับการทดแทน (DS) ที่ต้องการและหลีกเลี่ยงปฏิกิริยาด้านข้าง
   • เงื่อนไขอัลคาไลน์: ปฏิกิริยาอีเทอร์ไฟจำนวนมากดำเนินการภายใต้สภาวะอัลคาไลน์และค่า pH ของส่วนผสมของปฏิกิริยาจะถูกตรวจสอบอย่างระมัดระวัง
5. การทำให้บริสุทธิ์:
   • การวางตัวเป็นกลาง: หลังจากปฏิกิริยาอีเทอร์ไฟผลิตภัณฑ์มักจะถูกทำให้เป็นกลางเพื่อกำจัดรีเอเจนต์ส่วนเกินหรือผลพลอยได้
   • การล้าง: เซลลูโลสที่ได้รับการดัดแปลงจะถูกล้างเพื่อกำจัดสารเคมีและสิ่งสกปรกที่เหลือ
6. การอบแห้ง:
   • เซลลูโลสอีเธอร์บริสุทธิ์จะถูกทำให้แห้งเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายในรูปแบบผงหรือเม็ด
7. การควบคุมคุณภาพ:
   • การวิเคราะห์: เทคนิคการวิเคราะห์ต่าง ๆ เช่นสเปกโทรสโกปีแม่เหล็กนิวเคลียร์ (NMR) สเปกโทรสโกปีฟูริเยร์ฟูริเยร์ฟูริเออร์อินฟราเรด (FTIR) สเปกโทรสโกปีและโครมาโตกราฟีถูกนำมาใช้เพื่อวิเคราะห์โครงสร้างและคุณสมบัติของเซลลูโลสอีเธอร์ส
   • ระดับของการทดแทน (DS): DS ซึ่งแสดงถึงจำนวนเฉลี่ยของ substituents ต่อหน่วย anhydroglucose เป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญที่ควบคุมระหว่างการผลิต
8. สูตรและแอปพลิเคชัน:
   • สูตรผู้ใช้ปลายทาง: อีเทอร์เซลลูโลสถูกส่งมอบให้กับผู้ใช้ปลายทางในอุตสาหกรรมต่าง ๆ รวมถึงการก่อสร้างยาอาหารการดูแลส่วนบุคคลและการเคลือบ
   • เกรดเฉพาะของแอปพลิเคชัน: มีการผลิตอีเทอร์เซลลูโลสที่แตกต่างกันเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดเฉพาะของแอปพลิเคชันที่หลากหลาย
9. การวิจัยและนวัตกรรม:
   • การปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง: กิจกรรมการวิจัยและพัฒนามุ่งเน้นไปที่การปรับปรุงกระบวนการผลิตเพิ่มประสิทธิภาพของเซลลูโลสอีเทอร์และการสำรวจแอพพลิเคชั่นใหม่

เป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องทราบว่าเทคโนโลยีในการผลิตอีเทอร์เซลลูโลสที่เฉพาะเจาะจงอาจแตกต่างกันไปตามคุณสมบัติและแอปพลิเคชันที่ต้องการ การปรับเปลี่ยนการควบคุมของเซลลูโลสผ่านปฏิกิริยา Etherification ช่วยให้อีเทอร์เซลลูโลสที่หลากหลายมีฟังก์ชั่นที่หลากหลายทำให้พวกเขามีค่าในอุตสาหกรรมต่างๆ