Reaktionsprincippet for celluloseether, hydroxypropylmethylcellulose: fremstillingen af HPMC-hydroxypropylmethylcellulose anvender methylchlorid og propylenoxid som etherificeringsmidler. Den kemiske reaktionsligning er: Rcell-OH (raffineret bomuld) + NaOH (natriumhydroxid), Natriumhydroxid) + CspanCl (methylchlorid) + CH2OCHCspan (propylenoxid) → Rcell-O -CH2OHCHCspan (hydroxypropylmethylcellulose) + NaCl (natriumchlorid) ) + H2O (vand)
Procesflow:
knusning af raffineret bomuld — alkalisering — fodring — alkalisering — etherificering — genvinding af opløsningsmidler og vask — centrifugalseparation — tørring — knusning — blanding — Produktemballage
1: Råvarer og hjælpematerialer til fremstilling af hydroxypropylmethylcellulose Hovedråmaterialet er raffineret bomuld, og hjælpematerialerne er natriumhydroxid (natriumhydroxid), propylenoxid, methylchlorid, eddikesyre, toluen, isopropanol og nitrogen. Formålet med raffineret bomuldsknusning er at ødelægge den aggregerede struktur af raffineret bomuld gennem mekanisk energi for at reducere krystallinitet og polymerisationsgrad og øge dets overfladeareal.
2: Måling og råvarekvalitetskontrol: Under forudsætning af bestemt udstyr påvirker kvaliteten af alle hoved- og hjælperåmaterialer og forholdet mellem den tilsatte mængde og koncentrationen af opløsningsmidlet direkte de forskellige indikatorer for produktet. Produktionsprocessystemet indeholder en vis mængde vand, og vand og organiske opløsningsmidler er ikke fuldstændigt blandbare, og dispergeringen af vand påvirker fordelingen af alkali i systemet. Hvis det ikke omrøres tilstrækkeligt, vil det være ufordelagtigt for ensartet alkalisering og etherificering af cellulose.
3: Omrøring og masseoverførsel og varmeoverførsel: Cellulosealkalisering og etherificering udføres alle under heterogene (omrøring ved ydre kraft) betingelser. Hvorvidt dispersionen og den gensidige kontakt mellem vand, alkali, raffineret bomuld og etherificeringsmiddel i opløsningsmiddelsystemet er tilstrækkelig ensartet, vil direkte påvirke alkaliserings- og etherificeringseffekterne. Ujævn omrøring under alkaliseringsprocessen vil forårsage alkalikrystaller og udfældning i bunden af udstyret. Koncentrationen af det øverste lag er lav, og alkaliseringen er ikke tilstrækkelig. Som et resultat er der stadig en stor mængde frit alkali i systemet, efter at etherificeringen er afsluttet. Ensartethed, hvilket resulterer i dårlig gennemsigtighed, flere frie fibre, dårlig vandretention, lavt gelpunkt og høj PH-værdi.
4: Produktionsproces (gylleproduktionsproces)
(1:) Tilsæt den angivne mængde fast alkali (790 kg) og vand (samlet systemvand 460 kg) i kaustisk soda-kedlen, omrør og opvarm til en konstant temperatur på 80 grader i mere end 40 minutter, og den faste alkali er fuldstændig opløst.
(2:) Tilsæt 6500 kg opløsningsmiddel til reaktoren (forholdet mellem isopropanol og toluen i opløsningsmidlet er ca. 15/85); tryk alkalien ind i reaktoren, og sprøjt 200 kg opløsningsmiddel til alkalitanken efter at have presset alkalien. Skyl rørledningen; reaktionskedlen afkøles til 23°C, og pulveriseret raffineret bomuld (800 kg) tilsættes. Efter at den raffinerede bomuld er tilsat, sprøjtes 600 kg opløsningsmiddel for at starte alkaliseringsreaktionen. Tilsætningen af knust raffineret bomuld skal gennemføres inden for den angivne tid (7 minutter) (længden af tilsætningstiden er meget vigtig). Når den raffinerede bomuld kommer i kontakt med alkaliopløsningen, begynder alkaliseringsreaktionen. Hvis fodringstiden er for lang, vil alkaliseringsgraden være anderledes på grund af det tidspunkt, hvor den raffinerede bomuld kommer ind i reaktionssystemet, hvilket resulterer i ujævn alkalisering og reduceret produktens ensartethed. Samtidig vil det få alkalicellulosen til at være i kontakt med luften i lang tid for at oxidere og nedbrydes, hvilket resulterer i Produktets viskositet falder. For at opnå produkter med forskellige viskositetsniveauer kan vakuum og nitrogen påføres under alkaliseringsprocessen, eller der kan tilsættes en vis mængde antioxidant (dichlormethan). Alkaliseringstiden styres til 120 minutter, og temperaturen holdes på 20-23 ℃.
(3:) Efter at alkaliseringen er overstået, tilsæt den specificerede mængde etherificeringsmiddel (methylchlorid og propylenoxid), hæv temperaturen til den specificerede temperatur og udfør etherificeringsreaktionen inden for den specificerede tid.
Foretheringsbetingelser: 950 kg methylchlorid og 303 kg propylenoxid. Tilsæt etherificeringsmidlet og afkøl og omrør i 40 minutter og hæv derefter temperaturen. Den første foretringstemperatur er 56°C, den konstante temperaturtid er 2,5 timer, den anden foretringstemperatur er 87°C, og den konstante temperatur er 2,5 timer. Hydroxypropylreaktionen kan forløbe ved ca. 30°C, reaktionshastigheden accelereres kraftigt ved 50°C, methoxyleringsreaktionen er langsom ved 60°C og svagere under 50°C. Mængden, andelen og timingen af methylchlorid og propylenoxid, såvel som temperaturstigningskontrollen af etherificeringsprocessen, påvirker direkte produktstrukturen.
Nøgleudstyret til fremstilling af HPMC er reaktor, tørretumbler, granulator, pulverisator osv. På nuværende tidspunkt bruger mange udenlandske producenter udstyr produceret i Tyskland. Indenlandsk produceret udstyr, hvad enten det er produktionskapacitet eller produktionskvalitet, kan ikke opfylde behovene for højkvalitets HPMC-produktion.
Alt-i-en-reaktoren produceret i Tyskland kan gennemføre flere procestrin med én enhed, realisere automatisk kontrol, stabil produktkvalitet og sikre og pålidelige produktionsoperationer.
De vigtigste råmaterialer til produktion af HPMC er raffineret bomuld, natriumhydroxid, methylchlorid og propylenoxid.
Indlægstid: 11-november 2021