Hydroxyethyl Cellulose (HEC) is 'n algemene wateroplosbare polimeer wat wyd gebruik word in daaglikse chemikalieë, konstruksie, coatings, medisyne, voedsel en ander industrieë. Dit is 'n nie-ioniese sellulose-eter wat gemaak word deur natuurlike sellulose chemies te modifiseer. Die vervaardigingsproses van hidroksielsellulose behels komplekse chemiese reaksies, insluitend sellulose-ekstraksie, alkaliseringsbehandeling, eterifikasiereaksie, ens. Die volgende is 'n gedetailleerde inleiding tot die vervaardigingsproses daarvan.
1. Seleksie van grondstowwe en onttrekking van sellulose
Die basiese grondstof van hidroksielsellulose is natuurlike sellulose, wat hoofsaaklik afkomstig is van hout, katoen of ander plantvesels. Die sellulose-inhoud in plantselwande is hoog, en suiwer sellulose kan op meganiese of chemiese wyse uit hierdie natuurlike materiale onttrek word. Die ekstraksieproses sluit vergruising, verwydering van onsuiwerhede (soos lignien, hemisellulose), bleiking en ander stappe in.
Sellulose-ekstraksie: Natuurlike sellulose word gewoonlik meganies of chemies behandel om nie-sellulose stowwe te verwyder om hoë-suiwer sellulose te verkry. Katoenvesel, houtpulp, ens. kan almal algemene bronne van grondstowwe wees. Tydens die behandelingsproses word alkali (soos natriumhidroksied) gebruik om nie-sellulose-komponente te help oplos, en die oorblywende is hoofsaaklik sellulose.
2. Alkaliseringsbehandeling
Die gesuiwerde sellulose moet eers gealkaliseer word. Hierdie stap is om die hidroksielgroepe op die sellulose molekulêre ketting meer aktief te maak sodat hulle makliker met die veretheringsmiddel kan reageer. Die hoofstappe van die alkaliseringsbehandeling is soos volg:
Reaksie van sellulose met alkali: sellulose word gemeng met 'n sterk alkali (gewoonlik natriumhidroksied) om alkali-sellulose (Alkali Sellulose) te produseer. Hierdie proses word gewoonlik in 'n waterige medium uitgevoer. Alkalisellulose is die reaksieproduk van sellulose en natriumhidroksied. Hierdie stof het 'n losser struktuur en hoër reaktiwiteit, wat bevorderlik is vir die daaropvolgende veretheringsreaksie.
Die alkaliseringsproses vind hoofsaaklik plaas by toepaslike temperatuur en humiditeit, gewoonlik in die reeks van 20 ℃ ~ 30 ℃ vir 'n paar uur om te verseker dat die hidroksielgroepe in die sellulosemolekules ten volle geaktiveer word.
3. Veretheringsreaksie
Verethering is 'n sleutelstap in die produksie van hidroksielsellulose. Hidroksie-etielsellulose word geproduseer deur alkalisellulose met etileenoksied te laat reageer om hidroksietielgroepe in te voer. Die spesifieke stappe is soos volg:
Reaksie met etileenoksied: Alkalisellulose reageer met 'n sekere hoeveelheid etileenoksied onder sekere temperatuur- en druktoestande. Die ringstruktuur in etileenoksied maak oop om 'n eterbinding te vorm, reageer met die hidroksielgroepe in die sellulosemolekules en stel hidroksielgroepe (–CH2CH2OH) in. Hierdie proses kan die graad van verethering aanpas deur die reaksietoestande (soos temperatuur, druk en tyd) te beheer.
Die reaksie word gewoonlik in 'n alkaliese omgewing uitgevoer om die doeltreffendheid van verethering te verseker. Die reaksietemperatuur is oor die algemeen 50 ℃ ~ 100 ℃, en die reaksietyd is 'n paar uur. Deur die hoeveelheid etileenoksied aan te pas, kan die mate van substitusie van die finale produk beheer word, dit wil sê hoeveel hidroksielgroepe in die sellulosemolekules deur hidroksielgroepe vervang word.
4. Neutralisasie en was
Nadat die veretheringsreaksie voltooi is, moet die alkaliese stowwe in die reaksiestelsel geneutraliseer word. Algemeen gebruikte neutraliseerders is suur stowwe, soos asynsuur of soutsuur. Die neutralisasieproses sal die oortollige alkali in soute neutraliseer, wat nie die prestasie van die produk sal beïnvloed nie.
Neutralisasiereaksie: Haal die produk uit die reaktor en voeg 'n gepaste hoeveelheid suur by vir neutralisasie totdat die pH-waarde in die sisteem neutraal bereik. Hierdie proses verwyder nie net oorblywende alkali nie, maar verminder ook die impak van reaksie neweprodukte op die werkverrigting van hidroksieletielsellulose.
Was en dehidrasie: Die geneutraliseerde produk moet verskeie kere gewas word, gewoonlik met water of etanol en ander oplosmiddels om oorblywende onsuiwerhede en neweprodukte weg te was. Die gewasde produk word gedehidreer deur sentrifugering, filterpers en ander metodes om die voginhoud te verminder.
5. Droog en vergruis
Na was en dehidrasie bevat die hidroksielsellulose nog 'n sekere hoeveelheid vog en moet verder gedroog word. Die droogproses kan deur lugdroging of vakuumdroging uitgevoer word om te verseker dat die produk goeie stabiliteit het tydens berging en gebruik.
Droog: Droog die produk by 'n sekere temperatuur (gewoonlik onder 60°C) om oorblywende vog te verwyder. Die droogtemperatuur moet nie te hoog wees nie, anders kan dit produkagteruitgang veroorsaak en die werkverrigting daarvan beïnvloed.
Kneus en sifting: Die gedroogde hidroksielsellulose bestaan gewoonlik in blokke of klonte, en moet fyngedruk word om fyn poeier te verkry. Die fyngemaakte produk moet ook gesif word om 'n deeltjiegrootteverspreiding te verkry wat aan die vereistes voldoen om die oplosbaarheid en dispergeerbaarheid daarvan in praktiese toepassings te verseker.
6. Toetsing en verpakking van finale produkte
Na vervaardiging moet hidroksielsellulose vir kwaliteit getoets word om te verseker dat sy prestasie-aanwysers aan die standaardvereistes voldoen. Toetsitems sluit gewoonlik in:
Viskositeitsmeting: Die viskositeit van hidroksiëtielsellulose nadat dit in water opgelos is, is 'n belangrike kwaliteitsaanwyser, wat die gebruik daarvan in bedekkings, konstruksie, daaglikse chemikalieë en ander velde beïnvloed.
Voginhoud: Toets die voginhoud van die produk om sy bergingsstabiliteit te verseker.
Graad van substitusie (DS) en molêre substitusie (MS): Bepaal die graad van substitusie en molêre substitusie in die produk deur chemiese analise om die effek van die veretheringsreaksie te verseker.
Nadat die toets geslaag is, sal hidroksielsellulose in poeier- of korrelprodukte verpak word, gewoonlik in vogbestande plastieksakke of papiersakke om te voorkom dat dit klam of besoedel word.
Die vervaardigingsproses van hidroksieletielsellulose sluit hoofsaaklik die stappe van sellulose-ekstraksie, alkaliseringsbehandeling, veretheringsreaksie, neutralisering en was, droog en vergruis in. Die hele proses hang af van die alkalisering en verethering in die chemiese reaksie, en die sellulose kry goeie wateroplosbaarheid en verdikkingseienskappe deur hidroksieletielgroepe in te voer. Hydroxyethyl sellulose word wyd gebruik in baie nywerhede, soos verdikkingsmiddel vir bedekkings, waterhoumiddel vir boumateriaal, stabiliseerder in daaglikse chemiese produkte, ens. Elke skakel in die produksieproses moet streng beheer word om die hoë gehalte en stabiele werkverrigting te verseker van die produk.
Postyd: 25 Okt-2024