Hidroxietil zelulosa (HEC) eguneroko produktu kimikoetan, eraikuntzan, estalduretan, medikuntzan, elikaduran eta beste industrietan oso erabilia den polimero arrunta da. Zelulosa naturala kimikoki aldatuz egindako zelulosa-eter ez-ionikoa da. Hidroxietil zelulosa fabrikatzeko prozesuak erreakzio kimiko konplexuak dakartza, besteak beste, zelulosa-erauzketa, alkalizazio-tratamendua, eterifikazio-erreakzioa, etab. Hona hemen bere fabrikazio-prozesuaren sarrera zehatza.
1. Lehengaien hautaketa eta zelulosa erauztea
Hidroxietil zelulosaren oinarrizko lehengaia zelulosa naturala da, batez ere egurretik, kotoitik edo beste landare-zuntzetatik datorrena. Landare-zelulen hormetan zelulosa-edukia handia da, eta material natural horietatik zelulosa purua atera daiteke bide mekaniko edo kimikoen bidez. Erauzketa-prozesuak birrintzea, ezpurutasunak kentzea (adibidez, lignina, hemizelulosa), zuritzea eta beste urrats batzuk ditu.
Zelulosa erauzketa: zelulosa naturala mekanikoki edo kimikoki tratatu ohi da zelulosa ez diren substantziak kentzeko, purutasun handiko zelulosa lortzeko. Kotoi-zuntza, egur-orea eta abar lehengaien iturri arruntak izan daitezke. Tratamendu prozesuan, alkaliak (adibidez, sodio hidroxidoa) erabiltzen dira zelulosa ez diren osagaiak disolbatzen laguntzeko, eta gainerakoa zelulosa da batez ere.
2. Alkalizazio tratamendua
Araztutako zelulosa alkalizatu behar da lehenik. Urrats hau zelulosa molekularreko talde hidroxiloak aktiboagoak izatea da, agente eterifikatzailearekin errazago erreakzionatu ahal izateko. Alkalizazio tratamenduaren urrats nagusiak hauek dira:
Zelulosa alkalinoaren erreakzioa: zelulosa alkali indartsu batekin (normalean sodio hidroxidoa) nahasten da zelulosa alkalina (Zelulosa alkalina) sortzeko. Prozesu hau ur-ertain batean egiten da normalean. Zelulosa alkalina zelulosa eta sodio hidroxidoaren erreakzio produktua da. Substantzia honek egitura solteagoa eta erreaktibotasun handiagoa du, eta horrek ondoko eterifikazio-erreakziorako laguntzen du.
Alkalizazio-prozesua batez ere tenperatura eta hezetasun egokian gertatzen da, normalean 20 ℃ ~ 30 ℃ tartean hainbat orduz, zelulosa molekulen hidroxilo-taldeak guztiz aktibatuta daudela ziurtatzeko.
3. Eterifikazio erreakzioa
Eterifikazioa funtsezko urratsa da hidroxietil zelulosa ekoizteko. Hidroxietil zelulosa alkalina zelulosa etileno oxidoarekin erreakzionatuz sortzen da, hidroxietil-taldeak sartzeko. Urrats zehatzak hauek dira:
Etileno oxidoarekin erreakzioa: zelulosa alkalinoak etileno oxido kopuru jakin batekin erreakzionatzen du tenperatura eta presio baldintza jakin batzuetan. Etileno oxidoaren eraztun-egitura eter-lotura eratzeko irekitzen da, zelulosa molekulen hidroxilo taldeekin erreakzionatzen du eta hidroxietil-taldeak sartzen ditu (–CH2CH2OH). Prozesu honek eterifikazio-maila doi dezake erreakzio-baldintzak kontrolatuz (adibidez, tenperatura, presioa eta denbora).
Erreakzioa ingurune alkalino batean egiten da normalean eterifikazioaren eraginkortasuna bermatzeko. Erreakzio-tenperatura 50 ℃ ~ 100 ℃ da, eta erreakzio-denbora hainbat ordukoa da. Etileno oxidoaren kantitatea egokituz, azken produktuaren ordezkapen maila kontrola daiteke, hau da, zelulosa molekulen zenbat hidroxilo talde ordezkatzen diren hidroxietil taldeek.
4. Neutralizazioa eta garbiketa
Eterifikazio-erreakzioa amaitu ondoren, erreakzio-sistemako substantzia alkalinoak neutralizatu behar dira. Gehien erabiltzen diren neutralizatzaileak substantzia azidoak dira, hala nola azido azetikoa edo azido klorhidrikoa. Neutralizazio prozesuak gehiegizko alkalia neutralizatuko du gatzetan, eta horrek ez du produktuaren errendimenduan eragingo.
Neutralizazio-erreakzioa: atera produktua erreaktoretik eta gehitu azido kopuru egoki bat neutralizatzeko, sistemako pH balioa neutrora iritsi arte. Prozesu honek hondar alkaliak kentzeaz gain, erreakzio-azpiproduktuek hidroxietil zelulosaren errendimenduan duten eragina murrizten du.
Garbiketa eta deshidratazioa: neutralizatutako produktua hainbat aldiz garbitu behar da, normalean urarekin edo etanolarekin eta beste disolbatzaile batzuekin, hondar ezpurutasunak eta azpiproduktuak garbitzeko. Garbitutako produktua zentrifugazioaren, iragazkiaren prentsaketa eta hezetasun edukia murrizteko beste metodo batzuen bidez deshidratatzen da.
5. Lehortzea eta birrintzea
Garbitu eta deshidratatu ondoren, hidroxietil zelulosa oraindik hezetasun kopuru bat dauka eta gehiago lehortu behar da. Lehortze-prozesua aire lehortuz edo hutsean lehortuz egin daiteke, produktuak biltegiratze eta erabileran egonkortasun ona duela ziurtatzeko.
Lehortzea: Lehortu produktua tenperatura jakin batean (normalean 60 °C-tik behera) hondar hezetasuna kentzeko. Lehortzeko tenperatura ez da altuegia izan behar, bestela produktuaren degradazioa eragin dezake eta bere errendimenduan eragina izan dezake.
Birrintzea eta bahetzea: hidroxietil zelulosa lehortua bloke edo pikortan egon ohi da, eta hauts fina lortzeko birrindu behar da. Birrindutako produktua ere bahetu egin behar da, aplikazio praktikoetan bere disolbagarritasuna eta sakabanaketa bermatzeko baldintzak betetzen dituen partikulen tamainaren banaketa lortzeko.
6. Azken produktuen saiakuntza eta ontziratzea
Fabrikazio ondoren, hidroxietil zelulosa kalitatea probatu behar da bere errendimendu-adierazleek baldintza estandarrak betetzen dituztela ziurtatzeko. Probak egiteko elementuak normalean hauek dira:
Biskositatea neurtzea: hidroxietil zelulosa uretan disolbatu ondoren likatasun-adierazle garrantzitsu bat da, eta horrek estalduretan, eraikuntzan, eguneroko produktu kimikoetan eta beste alor batzuetan eragiten du.
Hezetasun edukia: Probatu produktuaren hezetasun edukia biltegiratzeko egonkortasuna ziurtatzeko.
Ordezkapen gradua (DS) eta ordezkapen molarra (MS): analisi kimikoaren bidez produktuaren ordezkapen eta ordezkapen molarra zehaztea, eterifikazio-erreakzioaren eragina ziurtatzeko.
Proba gainditu ondoren, hidroxietil zelulosa hauts edo pikordun produktuetan ontziratuko da, normalean hezetasunik gabeko plastikozko poltsetan edo paperezko poltsetan heze edo kutsatu ez dadin.
Hidroxietil zelulosa fabrikatzeko prozesuak zelulosa erauzketa, alkalizazio tratamendua, eterifikazio erreakzioa, neutralizazioa eta garbiketa, lehortzea eta birrintzeko urratsak barne hartzen ditu. Prozesu osoa erreakzio kimikoko alkalizazioaren eta eterifikazioaren araberakoa da, eta zelulosari ur-disolbagarritasun eta loditze-propietate onak ematen zaizkio hidroxietil-taldeak sartuz. Hidroxietil zelulosa asko erabiltzen da industria askotan, hala nola estalduretarako lodigarriak, eraikuntzako materialen ura atxikitzeko agentea, eguneroko produktu kimikoen egonkortzailea, etab. Produkzio-prozesuko lotura bakoitza zorrotz kontrolatu behar da kalitate handiko eta errendimendu egonkorra bermatzeko. produktuarena.
Argitalpenaren ordua: 2024-10-25