محتوى الرماد من هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز HPMC

ووفقا لإحصائيات غير كاملة، فإن الإنتاج الحالي من إيثر السليلوز غير الأيوني قد وصل إلى أكثر من 500 ألف طن على مستوى العالم، وهيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز HPMCتمثل 80٪ من 400000 طن، الصين في العامين الأخيرين، قام عدد من الشركات بتوسيع الطاقة الإنتاجية توسعت بسرعة إلى القدرة الحالية التي تبلغ حوالي 180000 طن، حوالي 60000 طن من الاستهلاك المحلي، من هذا، أكثر من 550 مليون ويستخدم طن في الصناعة ويستخدم حوالي 70٪ كمضافات للبناء.

بسبب الاستخدامات المختلفة للمنتجات، يمكن أن تكون متطلبات مؤشر الرماد للمنتجات مختلفة، بحيث يؤدي تنظيم الإنتاج في عملية الإنتاج وفقًا لمتطلبات النماذج المختلفة إلى تأثير توفير الطاقة وتقليل الاستهلاك و خفض الانبعاثات.

1. محتوى الرماد من هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز HPMC وشكله الموجود

يمكن ببساطة فهم معايير الجودة الصناعية هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز (HPMC) التي تسمى الرماد ودستور الأدوية الذي يسمى الكبريتات، أي بقايا الحرق، على أنها شوائب ملح غير عضوية في المنتج. بشكل رئيسي عن طريق عملية إنتاج القلويات القوية (هيدروكسيد الصوديوم) من خلال التفاعل مع التعديل النهائي لدرجة الحموضة إلى الملح المحايد والمواد الخام الأصلية المتأصلة في مجموع الملح غير العضوي.

طريقة تحديد الرماد الكلي. يتم حرق كمية معينة من العينات في فرن ذو درجة حرارة عالية بعد الكربنة، بحيث تتأكسد المواد العضوية وتتحلل، وتخرج على شكل ثاني أكسيد الكربون وأكاسيد النيتروجين وماء، بينما تبقى المواد غير العضوية على شكل كبريتات وفوسفات وكربونات. والكلوريد والأملاح غير العضوية الأخرى وأكاسيد المعادن، وهذه البقايا عبارة عن رماد. يمكن حساب محتوى الرماد الإجمالي للعينة عن طريق وزن البقايا.

وفقًا للعملية، يتم استخدام حمض مختلف وينتج ملحًا مختلفًا: كلوريد الصوديوم بشكل رئيسي (عن طريق تفاعل أيون الكلوريد في كلورو ميثان وهيدروكسيد الصوديوم) وغيرها من معادلة الأحماض يمكن أن تنتج خلات الصوديوم أو كبريتيد الصوديوم أو أكسالات الصوديوم.

2. متطلبات محتوى الرماد من هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز HPMC

يستخدم هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز HPMC بشكل أساسي في التسميك، والاستحلاب، وتشكيل الأفلام، وحماية الغروانية، واحتباس الماء، والالتصاق، ومقاومة الإنزيمات والقصور الذاتي الأيضي، وما إلى ذلك. ويستخدم على نطاق واسع في العديد من مجالات الصناعة، والتي يمكن تقسيمها تقريبًا إلى الجوانب التالية :

(1) البناء: الدور الرئيسي هو الاحتفاظ بالمياه، والسماكة، واللزوجة، والتشحيم، والتدفق لتحسين قابلية تشغيل الأسمنت والجبس، والضخ. يتم استخدام الطلاءات المعمارية، وطلاءات اللاتكس بشكل أساسي كغروانية واقية، وتشكيل الفيلم، وعامل سماكة ومساعد تعليق الصباغ.

(2) كلوريد البولي فينيل: يستخدم بشكل أساسي كمشتت في تفاعل البلمرة لنظام بلمرة التعليق.

(3) المواد الكيميائية اليومية: تستخدم بشكل أساسي كمواد وقائية، يمكنها تحسين استحلاب المنتج، ومضاد الإنزيم، والتشتت، والترابط، والنشاط السطحي، وتشكيل الفيلم، والترطيب، والرغوة، والتشكيل، وعامل الإطلاق، والمنقي، ومواد التشحيم وغيرها من الخصائص؛

(4) صناعة المستحضرات الصيدلانية: في صناعة المستحضرات الصيدلانية تستخدم بشكل رئيسي لإنتاج التحضير، كتحضير قوي لعامل الطلاء، مادة كبسولة مجوفة، رابط، لإطار عوامل الإطلاق المستدام، تشكيل الفيلم، عامل مسبب للمسام، كعامل تحضير سائل وشبه صلب للتكثيف، والاستحلاب، والتعليق، وتطبيق المصفوفة؛

(5) السيراميك: يستخدم كعامل تشكيل للربط للفراغات الصناعية الخزفية، ومشتت لون التزجيج؛

(6) الورق: التشتت، التلوين، عامل التقوية؛

(7) طباعة المنسوجات والصباغة: لب القماش، اللون، عامل تمديد اللون:

(8) في الإنتاج الزراعي: يستخدم في الزراعة لمعالجة بذور المحاصيل، ويمكن أن يحسن معدل الإنبات، ويمكن أن يرطب ويمنع العفن الفطري، والحفاظ على الفاكهة، والإطلاق المستمر للأسمدة الكيماوية والمبيدات الحشرية.

من ردود الفعل من تجربة التطبيق طويلة الأجل المذكورة أعلاه وملخص معايير الرقابة الداخلية لبعض الشركات الأجنبية والمحلية، يمكن ملاحظة أن بعض منتجات بلمرة PVC والمنتجات الكيميائية اليومية فقط هي التي تتطلب التحكم في الملح < 0.010 ودستور الأدوية تتطلب بلدان مختلفة التحكم في الملح < 0.015. والاستخدامات الأخرى للتحكم في الملح يمكن أن تكون أوسع نسبيًا، خاصة منتجات البناء بالإضافة إلى إنتاج المعجون، طلاء الملح له متطلبات معينة خارج الباقي يمكن التحكم في الملح < 0.05 يمكن أن يلبي الاستخدام بشكل أساسي.

3. عملية هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز HPMC وطريقة الإنتاج

هناك ثلاث طرق إنتاج رئيسية لهيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز HPMC في الداخل والخارج:

(1) طريقة الطور السائل (طريقة الملاط): يتم تشتيت مسحوق السليلوز المسحوق في حوالي 10 مرات من المذيب العضوي في مفاعلات رأسية وأفقية مع تحريض قوي، ثم تتم إضافة محلول قلوي كمي وعامل إثير للتفاعل. بعد التفاعل، يتم غسل المنتج النهائي وتجفيفه وسحقه وغربلته بالماء الساخن.

(2) طريقة الطور الغازي (طريقة الغاز الصلب): يتم الانتهاء من تفاعل مسحوق السليلوز المسحوق في حالة شبه جافة تقريبًا عن طريق إضافة الغسول الكمي وعامل الإثر مباشرة واستعادة كمية صغيرة من المنتجات الثانوية منخفضة الغليان في مفاعل أفقي مع التحريض القوي. لا حاجة لإضافة مذيب عضوي للتفاعل. بعد التفاعل، يتم غسل المنتج النهائي وتجفيفه وسحقه وغربلته بالماء الساخن.

(3) الطريقة المتجانسة (طريقة الذوبان): يمكن إضافة الأفقي مباشرة بعد سحق السليلوز بمفاعل تحريك قوي منثور في هيدروكسيد الصوديوم / اليوريا (أو مذيبات السليلوز الأخرى) حوالي 5 ~ 8 مرات من مذيب تجميد الماء في المذيب، ثم إضافة الغسول الكمي وعامل الأثير عند التفاعل، بعد التفاعل مع ترسيب الأسيتون، تفاعل أثير السليلوز الجيد، ثم الغسيل بالماء الساخن، والتجفيف، والطحن، والغربلة للحصول على المنتج النهائي. (لم يدخل بعد في الإنتاج الصناعي).

نهاية التفاعل بغض النظر عن استخدام أنواع الطرق المذكورة أعلاه التي تحتوي على الكثير من الملح، وفقًا للعملية المختلفة التي يمكن أن تنتج هي: كلوريد الصوديوم وخلات الصوديوم، وكبريتيد الصوديوم، وأكسالات الصوديوم، وما إلى ذلك، مزيج الملح، الذي تحتاجه من خلال تحلية المياه، استخدام الملح في الذوبان في الماء، بشكل عام مع الكثير من الغسيل بالماء الساخن، الآن المعدات الرئيسية وطريقة الغسيل هي:

(1) مرشح فراغ الحزام؛ يتم استخدامه لغسل الملح عن طريق صب المواد الخام في الملاط بالماء الساخن ومن ثم وضع الملاط بالتساوي على حزام الفلتر عن طريق رش الماء الساخن من الأعلى وتنظيف الأسفل بالمكنسة الكهربائية.

(2) جهاز طرد مركزي أفقي: يتم في نهاية تفاعل المواد الخام في ملاط ​​الماء الساخن تخفيف الملح المذاب بالماء الساخن ثم من خلال فصل الطرد المركزي للفصل السائل والصلب لإزالة الملح.

(3) مع مرشح الضغط، بنهاية تفاعل المادة الخام في الملاط بالماء الساخن، يتم إدخالها إلى مرشح الضغط، أولاً بالبخار لنفخ الماء برذاذ الماء الساخن N مرات ثم بالبخار للنفخ الماء لفصل وإزالة الملح.

الغسيل بالماء الساخن لإزالة الأملاح الذائبة، لأن الماء الساخن يحتاج إلى ضم الغسيل، وكلما زاد محتوى الرماد، والعكس صحيح، لذلك يرتبط رماده ارتباطاً مباشراً بكمية الماء الساخن، الصناعية العامة المنتج إذا كان التحكم في الرماد أقل من 1% يستخدم الماء الساخن 10 طن، وإذا كان التحكم أقل من 5% فسوف يحتاج إلى حوالي 6 طن من الماء الساخن.

يصل الطلب على الأكسجين الكيميائي لمياه الصرف الصحي السليلوزية (COD) إلى 60000 ملغم / لتر، كما أن محتوى الملح يزيد أيضًا عن 30000 ملغم / لتر، وبالتالي فإن معالجة مياه الصرف الصحي هذه يجب أن تكون باهظة التكلفة، لأن ارتفاع نسبة الملح مباشرة الكيمياء الحيوية صعبة، وفقا لمتطلبات حماية البيئة الوطنية الحالية، لا يسمح للمعالجة بالتخفيف، والحل الأساسي هو إزالة الملح عن طريق التقطير. ولذلك، فإن طنًا إضافيًا من الغسيل بالماء المغلي سينتج طنًا إضافيًا من مياه الصرف الصحي. وفقًا لتقنية MUR الحالية ذات الكفاءة العالية في استخدام الطاقة والتبخر وإزالة الملح، تبلغ التكلفة الشاملة لكل معالجة لطن واحد من مياه الغسيل المركزة حوالي 80 يوانًا، والتكلفة الرئيسية هي استهلاك الطاقة الشامل.

4. تأثير محتوى الرماد على احتباس الماء لهيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز HPMC

يلعب HPMC بشكل أساسي ثلاثة أدوار تتمثل في احتجاز الماء والسماكة والبناء المريح في مواد البناء.

احتباس الماء: زيادة وقت فتح المادة التي تحتفظ بالماء، ومساعدتها على الترطيب بشكل كامل.

التثخين: يمكن تثخين السليلوز إلى التعليق، بحيث يظل المحلول موحدًا لأعلى ولأسفل في دور التعليق المضاد للتدفق.

البناء: السليلوز له تأثير تشحيم، يمكن أن يكون له بناء جيد. لا يشارك HPMC في كيفية حدوث التفاعلات الكيميائية، ولكنه يلعب دورًا داعمًا فقط. وأهمها هو احتباس الماء، مما يؤثر على تجانس الملاط، ومن ثم يؤثر على الخواص الميكانيكية ومتانة الملاط المتصلب. ينقسم الملاط إلى ملاط ​​البناء وملاط التجصيص هما جزءان مهمان من مواد الملاط، والتطبيق المهم لملاط البناء وملاط التجصيص هو هيكل البناء. نظرًا لأن الكتلة في التطبيق أثناء عملية المنتجات تكون في الحالة الجافة، من أجل تقليل الكتلة الجافة لامتصاص الماء القوي للملاط، يعتمد البناء الكتلة قبل الترطيب المسبق، لمنع محتوى رطوبة معين، والحفاظ على الرطوبة في الملاط لمنع الامتصاص المفرط للمواد، يمكن الحفاظ على المواد التبلورية الداخلية للترطيب الطبيعي مثل ملاط ​​الأسمنت. ومع ذلك، فإن عوامل مثل الأنواع المختلفة من الكتل ودرجة التبليل المسبق في الموقع ستؤثر على معدل فقدان الماء وفقدان الماء للملاط، مما سيجلب مشاكل خفية للجودة الشاملة لهيكل البناء. يمكن للملاط الذي يتمتع باحتفاظ ممتاز بالماء أن يزيل تأثير مواد الكتل والعوامل البشرية ويضمن تجانسًا كافيًا للملاط.

ينعكس تأثير احتباس الماء على خاصية تصلب الملاط بشكل أساسي في التأثير على منطقة الواجهة بين الملاط والكتلة. نظرًا لأن الملاط الذي يعاني من ضعف احتباس الماء يفقد الماء بسرعة، فمن الواضح أن محتوى الماء في الملاط في منطقة الواجهة غير كافٍ، ولا يمكن ترطيب الأسمنت بالكامل، مما يؤثر على التطور الطبيعي للقوة. تعتمد قوة الترابط للمواد القائمة على الأسمنت بشكل أساسي على تأثير التثبيت لمنتجات ترطيب الأسمنت. إن عدم كفاية ترطيب الأسمنت في منطقة الواجهة يقلل من قوة ترابط الواجهة، وتزداد ظاهرة التجويف والتشقق في الملاط.

ولذلك، اختيار الأكثر حساسية لمتطلبات الاحتفاظ بالمياه بناء العلامة التجارية K ثلاث دفعات من اللزوجة المختلفة، من خلال طرق مختلفة للغسيل لتظهر نفس الدفعة رقم اثنين من محتوى الرماد المتوقع، ومن ثم وفقا لطريقة اختبار احتباس الماء الشائعة الحالية (طريقة ورق الترشيح ) على نفس رقم الدفعة محتوى رماد مختلف من احتباس الماء لثلاث مجموعات من العينات المحددة على النحو التالي:

4.1 الطريقة التجريبية لاختبار معدل احتباس الماء (طريقة ورق الترشيح)

4.1.1 أدوات ومعدات التطبيق

خلاطة أسمنت، أسطوانة قياس، ميزان، ساعة توقيت، حاوية من الفولاذ المقاوم للصدأ، ملعقة، قالب حلقي من الفولاذ المقاوم للصدأ (القطر الداخلي φ 100 مم × القطر الخارجي φ 110 مم × الارتفاع 25 مم، ورق ترشيح سريع، ورق ترشيح بطيء، لوح زجاجي.

4.1.2 المواد والكواشف

أسمنت بورتلاند عادي (#425)، رمل قياسي (من خلال المياه النظيفة بدون رمل طين)، عينات المنتج (HPMC)، مياه نظيفة للتجربة (مياه الصنبور، المياه المعدنية).

4.1.3 شروط التحليل التجريبي

درجة حرارة المختبر: 23±2 درجة مئوية؛ الرطوبة النسبية: ≥ 50%؛ درجة حرارة الماء في المختبر هي 23 درجة مئوية كدرجة حرارة الغرفة.

4.1.4 الطريقة التجريبية

ضع اللوحة الزجاجية على منصة التشغيل، ثم ضع ورق الترشيح البطيء (الوزن: M1) عليها، ثم ضع ورق الترشيح السريع على ورق الترشيح البطيء، ثم ضع قالب الحلقة المعدنية على ورق الترشيح السريع (الحلقة يجب ألا يتجاوز القالب ورق الترشيح السريع الدائري).

يزن بدقة (425#) أسمنت 90 جم؛ رمل قياسي 210 جم؛ المنتج (عينة) 0.125 جرام؛ تصب في وعاء من الفولاذ المقاوم للصدأ، وتخلط جيداً (المزيج الجاف) وتوضع جانباً.

استخدم خلاط معجون الأسمنت (وعاء الخلط والشفرة نظيفان وجافان، كل تجربة بعد التنظيف الشامل، تجفف مرة واحدة، محفوظة). استخدم أسطوانة قياس لقياس 72 مل من الماء النظيف (23 درجة مئوية)، ثم اسكبها أولاً في وعاء التحريك، ثم اسكب المواد المحضرة، وانقعها لمدة 30 ثانية؛ في نفس الوقت، ارفع الوعاء إلى وضع الخلط، وابدأ تشغيل الخلاط، وحركه بسرعة منخفضة (تحريك بطيء) لمدة 60 ثانية؛ توقف لمدة 15 ثانية عن كشط المادة الملاطية على جدار الوعاء ثم أدخل الشفرة في الوعاء؛ استمر في التحريك السريع لمدة 120 ثانية للتوقف. اسكب كل الملاط المختلط في القالب الدائري المصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ بسرعة، وحدد الوقت من لحظة ملامسة الملاط لورق الترشيح السريع (اضغط على ساعة الإيقاف). بعد مرور دقيقتين، أدر القالب الدائري وأخرج ورق الترشيح المزمن لوزنه (الوزن: M2). قم بإجراء تجربة فارغة وفقًا للطريقة المذكورة أعلاه (وزن ورق الترشيح المزمن قبل وبعد الوزن هو M3، M4)

طريقة الحساب هي كما يلي:

حيث M1 - وزن ورق الترشيح المزمن قبل تجربة العينة؛ M2 - وزن ورق الترشيح المزمن بعد تجربة العينة؛ M3 - وزن ورق الترشيح المزمن قبل التجربة الفارغة؛ M4 - وزن ورق الترشيح المزمن بعد التجربة الفارغة.

4.1.5 الاحتياطات

(1) يجب أن تكون درجة حرارة الماء النظيف 23 درجة مئوية، ويجب أن يكون الوزن دقيقًا؛

(2) بعد الخلط، قم بإزالة وعاء الخلط وحركه بالتساوي باستخدام ملعقة.

(3) يجب أن يكون القالب سريعًا، وأن يكون جانب جانب الملاط مطحونًا بشكل مسطح ومتماسك؛

(4) تأكد من توقيت الملاط عند لحظة ملامسة ورق الترشيح السريع، ولا تصب الملاط على ورق الترشيح الخارجي.

4.2 العينة

تأثير احتباس الماء يأتي بشكل رئيسي من اللزوجة، واللزوجة العالية ستكون أسوأ من احتباس الماء العالي. إن تقلب محتوى الرماد في نطاق 1% ~ 5% تقريبًا لا يؤثر على معدل الاحتفاظ بالمياه، لذلك لن يؤثر على استخدام أداء الاحتفاظ بالمياه.

5.الاستنتاج

ومن أجل جعل المعيار أكثر قابلية للتطبيق على الواقع ويتوافق مع الاتجاه المتزايد الشدة للحفاظ على الطاقة وحماية البيئة، يقترح ما يلي:

ينقسم المعيار الصناعي لهيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز HPMC إلى درجات في التحكم في الرماد، مثل: رماد التحكم من المستوى 1 <0.010، رماد التحكم من المستوى 2 <0.050. وبهذه الطريقة، يمكن للمنتجين الاختيار بأنفسهم ويمكن للمستخدمين الحصول على المزيد من الخيارات. وفي الوقت نفسه، يمكن تحديد الأسعار على أساس مبدأ الجودة العالية والأسعار التنافسية، وذلك لمنع ظاهرة الارتباك والارتباك في السوق. الشيء الأكثر أهمية هو الحفاظ على الطاقة وحماية البيئة، بحيث يكون إنتاج المنتجات والبيئة أكثر ودية وانسجاما.