تأثیر شاخص محتوای خاکستر هیدروکسی پروپیل متیل سلولز صنعتی بر کاربرد

طبق آمار ناقص، تولید جهانی فعلی اتر سلولز غیر یونی به بیش از 500000 تن رسیده است و هیدروکسی پروپیل متیل سلولز 80٪ تا بیش از 400000 تن را تشکیل می دهد، چین در دو سال اخیر تعدادی از شرکت ها تولید را به سرعت گسترش داده اند. افزایش ظرفیت به حدود 180000 تن رسیده است که حدود 60000 تن برای مصارف داخلی است که از این مقدار بیش از 550 میلیون تن در صنعت و حدود 70 درصد به عنوان افزودنی ساختمان استفاده می شود.

با توجه به کاربردهای مختلف محصولات، نیازهای شاخص خاکستر محصولات نیز می تواند متفاوت باشد، به طوری که می توان تولید را با توجه به نیازهای مدل های مختلف در فرآیند تولید سازماندهی کرد که منجر به صرفه جویی در انرژی می شود. کاهش مصرف و کاهش انتشار

1 خاکستر هیدروکسی پروپیل متیل سلولز و اشکال موجود آن
هیدروکسی پروپیل متیل سلولز (HPMC) توسط استانداردهای کیفیت صنعت خاکستر و در داروسازی سولفات یا باقیمانده داغ نامیده می شود که به سادگی می توان به عنوان یک ناخالصی نمک معدنی در محصول فهمید. فرآیند تولید اصلی توسط قلیایی قوی (هیدروکسید سدیم) از طریق واکنش به تنظیم نهایی pH به نمک خنثی و مواد خام در اصل در مجموع نمک معدنی ذاتی است.
روش تعیین خاکستر کل. پس از اینکه مقدار معینی از نمونه ها کربنیزه شدند و در کوره ای با دمای بالا سوختند، مواد آلی اکسید شده و تجزیه می شوند و به صورت دی اکسید کربن، اکسیدهای نیتروژن و آب خارج می شوند، در حالی که مواد معدنی به شکل سولفات، فسفات باقی می مانند. کربنات، کلرید و سایر نمک های معدنی و اکسیدهای فلزی. این باقیمانده ها خاکستر هستند. مقدار کل خاکستر نمونه را می توان با وزن کردن باقیمانده محاسبه کرد.
با توجه به فرآیند با استفاده از اسیدهای مختلف و نمک های مختلف تولید می شود: عمدتاً کلرید سدیم (تولید شده توسط واکنش یون های کلرید در کلرومتان و هیدروکسید سدیم) به علاوه اسیدهای دیگر خنثی سازی می تواند استات سدیم، سولفید سدیم یا اگزالات سدیم تولید کند.
2. خاکستر مورد نیاز هیدروکسی پروپیل متیل سلولز درجه صنعتی
هیدروکسی پروپیل متیل سلولز عمدتاً به عنوان ضخیم کننده، امولسیون، تشکیل فیلم، کلوئید محافظ، احتباس آب، چسبندگی، ضد آنزیم و بی اثر متابولیک و موارد دیگر استفاده می شود، به طور گسترده در بسیاری از زمینه های صنعت استفاده می شود که تقریباً می توان به موارد زیر تقسیم کرد. جنبه ها:
(1) ساخت و ساز: نقش اصلی حفظ آب، ضخیم شدن، ویسکوزیته، روانکاری، کمک جریان برای بهبود ماشینکاری سیمان و گچ، پمپاژ است. پوشش های معماری، پوشش های لاتکس عمدتا به عنوان کلوئید محافظ، تشکیل فیلم، عامل ضخیم کننده و کمک تعلیق رنگدانه استفاده می شود.
(2) پلی وینیل کلرید: عمدتاً به عنوان پخش کننده در واکنش پلیمریزاسیون سیستم پلیمریزاسیون تعلیق استفاده می شود.
(3) مواد شیمیایی روزانه: عمدتاً به عنوان لوازم محافظ استفاده می شود، می تواند امولسیون سازی محصول، ضد آنزیم، پراکندگی، چسبندگی، فعالیت سطحی، تشکیل فیلم، مرطوب کننده، کف کردن، تشکیل، عامل رهاسازی، نرم کننده، روان کننده و سایر خواص را بهبود بخشد.
(4) صنعت داروسازی: در صنعت داروسازی به طور عمده برای تولید آماده سازی استفاده می شود، به عنوان تهیه جامد از عامل پوشش، مواد کپسول توخالی، چسب، مورد استفاده برای اسکلت دارویی آهسته رهش، تشکیل فیلم، عامل تشکیل منافذ، استفاده می شود به عنوان مایع، ضخیم شدن آماده سازی نیمه جامد، امولسیون، سوسپانسیون، کاربرد ماتریس.
(5) سرامیک: به عنوان یک عامل تشکیل دهنده چسب برای بیلت صنعت سرامیک، عامل پخش کننده برای رنگ لعاب استفاده می شود.
(6) کاغذ سازی: پراکندگی، رنگ آمیزی، عامل تقویت کننده.
(7) چاپ و رنگرزی پارچه: خمیر پارچه، رنگ، گسترش دهنده رنگ:
(8) تولید کشاورزی: ​​در کشاورزی می توان از آن برای درمان بذرهای زراعی، بهبود سرعت جوانه زنی، محافظت از رطوبت و جلوگیری از کپک زدن، تازه نگه داشتن میوه، عامل آهسته رهایش کودهای شیمیایی و آفت کش ها و غیره استفاده کرد.
با توجه به بازخورد تجربه استفاده طولانی مدت فوق و خلاصه استانداردهای کنترل داخلی برخی از شرکت های خارجی و داخلی، تنها برخی از محصولات پلیمریزاسیون پلی وینیل کلراید و مواد شیمیایی روزانه برای کنترل نمک کمتر از 0.010 و داروسازی مورد نیاز است. کشورهای مختلف نیاز به کنترل نمک کمتر از 0.015 دارند. و دیگر استفاده از کنترل نمک می تواند نسبتا گسترده تر، به خصوص محصولات ساختمانی علاوه بر تولید بتونه، نمک رنگ دارای الزامات خاصی است، بقیه می توانند نمک را کنترل کنند < 0.05 اساسا می توانند استفاده را برآورده کنند.
3 هیدروکسی پروپیل متیل سلولز فرآیند و روش حذف نمک
روش های اصلی تولید هیدروکسی پروپیل متیل سلولز در داخل و خارج از کشور به شرح زیر است:
(1) روش فاز مایع (روش دوغاب): پودر ریز سلولز که باید خرد شود در حدود 10 برابر حلال آلی در یک راکتور عمودی یا افقی با هم زدن قوی پراکنده می شود و سپس مقدار کمی لیمو و عامل اتریف کننده برای واکنش اضافه می شود. پس از واکنش، محصول شسته، خشک، خرد و با آب داغ الک شد.
(2) روش فاز گاز (روش گاز جامد): واکنش پودر سلولز در حال خرد شدن در حالت نیمه خشک با افزودن مستقیم لیمو و عامل اتریف کننده و مقدار کمی از محصولات جانبی با نقطه جوش کم تکمیل می شود. در یک راکتور افقی با هم زدن قوی. هیچ حلال آلی اضافی برای واکنش مورد نیاز نیست. پس از واکنش، محصول شسته، خشک، خرد و با آب داغ الک شد.
(3) روش همگن (روش انحلال): افقی را می توان مستقیماً پس از خرد کردن سلولز با یک راکتور همزن قوی پراکنده در naoh / اوره (یا سایر حلال های سلولز) حدود 5 تا 8 برابر حلال انجماد آب در حلال اضافه کرد، سپس با افزودن کمی لیمو و عامل اتریف کننده در واکنش، پس از واکنش با واکنش رسوب استون اتر سلولز خوب، سپس در آب داغ شسته شده، خشک شده، خرد شده و الک می شود تا محصول نهایی به دست آید. (هنوز به تولید صنعتی نرسیده است).
پایان واکنش صرف نظر از استفاده از روش های ذکر شده در بالا دارای مقدار زیادی نمک است، با توجه به فرآیندهای مختلف می توان تولید کرد: کلرید سدیم و استات سدیم، سولفید سدیم، اگزالات سدیم و غیره مخلوط نمک، نیاز از طریق نمک زدایی، استفاده از نمک در حلالیت آب، به طور کلی با شستشوی آب گرم فراوان، در حال حاضر تجهیزات اصلی و روش شستشو عبارتند از:
(1) فیلتر خلاء تسمه؛ این کار را با ریختن مواد خام تمام شده با آب داغ انجام می دهد و سپس نمک را با پخش یکنواخت دوغاب روی یک تسمه صافی با پاشیدن آب داغ روی آن و جاروبرقی زیر آن شسته می شود.
(2) سانتریفیوژ افقی: در پایان واکنش مواد خام به دوغاب با آب داغ نمک حل شده در آب گرم رقیق می شود و سپس از طریق جداسازی سانتریفیوژ، جداسازی مایع-جامد برای حذف نمک انجام می شود.
(3) با فیلتر فشار، آن را در پایان واکنش مواد خام به دوغاب با آب گرم، آن را به فیلتر فشار، ابتدا با آب دمیده بخار و سپس با آب گرم اسپری N بار با آب دمیده بخار جدا کنید و نمک را بردارید.
شستشو با آب گرم برای حذف املاح محلول، زیرا نیاز به پیوستن به آب گرم، شستشو، بیشتر هر چه مقدار خاکستر کمتر می شود و بالعکس، بنابراین خاکستر آن ارتباط مستقیمی با مقدار آب گرم دارد. محصول در صورت کنترل خاکستر زیر 1 درصد از آب گرم 10 تن استفاده می کند، اگر کنترل زیر 5 درصد حدود 6 تن آب گرم نیاز دارد.
فاضلاب اتر سلولزی دارای اکسیژن مورد نیاز شیمیایی (COD) بیش از 60000 میلی گرم در لیتر و محتوای نمک بیش از 30000 میلی گرم در لیتر است، بنابراین تصفیه چنین فاضلابی بسیار پرهزینه است، زیرا تصفیه مستقیم آن دشوار است. بیوشیمیایی چنین نمک بالایی دارد و مجاز به رقیق کردن آن مطابق با الزامات فعلی حفاظت از محیط زیست ملی نیست. راه حل نهایی حذف نمک با تقطیر است. بنابراین شستشوی یک تن آب جوش بیشتر یک تن فاضلاب بیشتر تولید می کند. با توجه به فناوری فعلی MUR با راندمان انرژی بالا، هزینه جامع هر تن شستشوی آب غلیظ حدود 80 یوان است و هزینه اصلی مصرف انرژی جامع است.
تأثیر خاکستر 4 بر میزان احتباس آب هیدروکسی پروپیل متیل سلولز صنعتی
HPMC عمدتاً سه نقش را در حفظ آب، ضخیم شدن و راحتی ساخت در مصالح ساختمانی ایفا می کند.
حفظ آب: برای افزایش زمان باز شدن احتباس آب مواد، برای کمک به عملکرد هیدراتاسیون آن به طور کامل.
ضخیم شدن: سلولز را می توان ضخیم کرد تا یک سوسپانسیون بازی کند، به طوری که محلول برای حفظ یکنواخت بالا و پایین همان نقش، مقاومت در برابر جریان آویزان شود.
ساخت و ساز: روانکاری سلولزی، می تواند ساختار خوبی داشته باشد. HPMC در چگونگی واکنش شیمیایی شرکت نمی کند، فقط نقش کمکی ایفا می کند. یکی از مهمترین آنها احتباس آب است، احتباس آب ملات بر همگن شدن ملات تأثیر می گذارد و سپس بر خواص مکانیکی و دوام ملات سخت شده تأثیر می گذارد. ملات بنایی و ملات گچ دو جزء مهم مصالح ملات هستند و زمینه مهم کاربرد ملات بنایی و ملات گچ سازه بنایی می باشد. از آنجایی که یک بلوک در کاربرد در فرآیند محصولات در حالت خشک است، به منظور کاهش بلوک خشک جذب آب قوی ملات، ساخت و ساز بلوک را قبل از خیس شدن اتخاذ می کند، برای جلوگیری از رطوبت خاص، رطوبت را در ملات حفظ می کند. برای جلوگیری از جذب بیش از حد مواد، می تواند هیدراتاسیون طبیعی مواد ژل کننده داخلی مانند ملات سیمان را حفظ کند. با این حال، عواملی مانند تفاوت نوع بلوک و درجه پیش مرطوب شدن محل بر میزان هدررفت آب و هدررفت آب ملات تأثیر می‌گذارد که خطرات پنهانی را برای کیفیت کلی سازه بنایی به همراه خواهد داشت. ملات با حفظ آب عالی می تواند تأثیر مواد بلوک و عوامل انسانی را از بین ببرد و از همگنی ملات اطمینان حاصل کند.
اثر حفظ آب بر عملکرد سخت شدن ملات عمدتاً در اثر روی سطح مشترک بین ملات و بلوک منعکس می شود. با از دست دادن سریع آب ملات با احتباس آب ضعیف، محتوای آب ملات در قسمت رابط به وضوح کافی نیست و سیمان نمی تواند به طور کامل هیدراته شود، که بر رشد طبیعی استحکام تأثیر می گذارد. استحکام باند مواد مبتنی بر سیمان عمدتاً توسط لنگر انداختن محصولات هیدراتاسیون سیمان ایجاد می شود. هیدراتاسیون ناکافی سیمان در ناحیه مشترک استحکام باند رابط را کاهش می دهد و برآمدگی توخالی و ترک خوردگی ملات افزایش می یابد.
بنابراین، انتخاب حساس ترین به نیاز احتباس آب ساختمان با نام تجاری K سه دسته با ویسکوزیته مختلف، از طریق روش های مختلف شستشو به نظر می رسد همان دسته شماره دو محتوای خاکستر مورد انتظار، و سپس با توجه به روش رایج آزمایش حفظ آب (روش کاغذ فیلتر) ) بر روی همان تعداد دسته ای، محتوای خاکستر متفاوت احتباس آب سه گروه از نمونه ها به شرح زیر است:
4.1 روش آزمایشی برای تشخیص میزان احتباس آب (روش کاغذ فیلتر)
4.1.1 کاربرد ابزار و تجهیزات
میکسر دوغاب سیمان، سیلندر اندازه گیری، تعادل، کرونومتر، ظرف فولادی ضد زنگ، قاشق، قالب حلقه ای فولادی ضد زنگ (قطر داخلی φ100 میلی متر× قطر بیرونی φ110 میلی متر× ارتفاع 25 میلی متر، کاغذ صافی سریع، کاغذ صافی کند، صفحه شیشه ای.
4.1.2 مواد و معرفها
سیمان پرتلند معمولی (425#)، شن و ماسه استاندارد (شن و ماسه بدون گل شسته شده با آب)، نمونه محصول (HPMC)، آب تمیز برای آزمایش (آب لوله کشی، آب معدنی).
4.1.3 شرایط تجزیه و تحلیل تجربی
دمای آزمایشگاه: 2±23 ℃; رطوبت نسبی: ≥ 50%؛ دمای آب آزمایشگاه برابر با دمای اتاق 23 ℃ است.
4.1.4 روش های تجربی
صفحه شیشه ای را روی سکوی عملیاتی قرار دهید، کاغذ صافی مزمن وزن شده (وزن: M1) را روی آن قرار دهید، سپس یک تکه کاغذ صافی سریع را روی کاغذ صافی کند قرار دهید و سپس یک قالب حلقه فلزی را روی کاغذ صافی سریع قرار دهید. قالب حلقه نباید از کاغذ صافی سریع دایره ای تجاوز کند).
وزن دقیق (425#) سیمان 90 گرم; ماسه استاندارد 210 گرم; محصول (نمونه) 0.125 گرم; در ظرف استیل بریزید و خوب مخلوط کنید (مخلوط خشک).
از میکسر سیمان استفاده کنید (گلدان و برگ های همزن تمیز و خشک هستند، پس از هر آزمایش کاملا تمیز و خشک شده، کنار بگذارید). از یک سیلندر اندازه گیری برای اندازه گیری 72 میلی لیتر آب تمیز (23 ℃) استفاده کنید، ابتدا در قابلمه همزن بریزید و سپس مواد آماده شده را بریزید و به مدت 30 ثانیه نفوذ کنید. در همان زمان، قابلمه را به حالت مخلوط کردن برسانید، همزن را روشن کنید و با سرعت کم (یعنی هم زدن آهسته) به مدت 60 ثانیه هم بزنید. به مدت 15 ثانیه توقف کنید و دوغاب را روی دیوار بتراشید و تیغه را داخل قابلمه بریزید. به هم زدن سریع به مدت 120 ثانیه ادامه دهید تا متوقف شود. تمام ملات مخلوط شده را به سرعت در قالب حلقه فولادی ضد زنگ بریزید و از لحظه تماس ملات با کاغذ صافی سریع (کرنومتر را فشار دهید). پس از 2 دقیقه، قالب حلقه را برگردانده و کاغذ صافی مزمن را خارج کرده و وزن می کنیم (وزن: M2). آزمایش خالی را طبق روش فوق انجام دهید (وزن کاغذ صافی مزمن قبل و بعد از توزین M3, M4 است)
روش محاسبه به شرح زیر است:
(1)
جایی که، M1 - وزن کاغذ صافی مزمن قبل از آزمایش نمونه. M2 - وزن کاغذ صافی مزمن پس از آزمایش نمونه. M3 - وزن کاغذ صافی مزمن قبل از آزمایش خالی. M4 - وزن کاغذ صافی مزمن پس از آزمایش خالی.
4.1.5 اقدامات احتیاطی
(1) دمای آب تمیز باید 23 ℃ باشد و وزن آن باید دقیق باشد.
(2) پس از هم زدن، قابلمه همزن را بردارید و به طور مساوی با قاشق هم بزنید.
(3) قالب باید به سرعت نصب شود و ملات هنگام نصب صاف و جامد می شود.
(4) لحظه تماس ملات با کاغذ صافی سریع را حتماً زمان بندی کنید و ملات را روی کاغذ صافی خارجی نریزید.
4.2 نمونه
سه شماره دسته با ویسکوزیته های مختلف از یک برند K به عنوان انتخاب شدند: 201302028 ویسکوزیته 75 000 mPa·s، 20130233 ویسکوزیته 150 000 mPa·s، 20130236 ویسکوزیته 200 mPa· به دست آوردن 200 mPa· 00 مختلف ویسکوزیته متفاوت. خاکستر (جدول 3.1 را ببینید). رطوبت و pH همان دسته از نمونه ها را تا حد امکان به شدت کنترل کنید و سپس آزمایش میزان احتباس آب را طبق روش فوق (روش کاغذ فیلتر) انجام دهید.
4.3 نتایج تجربی
نتایج آنالیز شاخص سه دسته نمونه در جدول 1، نتایج آزمون میزان نگهداری آب با ویسکوزیته های مختلف در شکل 1 نشان داده شده است، و نتایج آزمون نرخ احتباس آب خاکستر و pH مختلف در شکل 2 نشان داده شده است. .
(1) نتایج تجزیه و تحلیل شاخص سه دسته از نمونه ها در جدول 1 نشان داده شده است
جدول 1 نتایج تجزیه و تحلیل سه دسته از نمونه ها
پروژه
شماره دسته
خاکستر %
pH
ویسکوزیته/mPa، s
آب / %
احتباس آب
201302028
4.9
4.2
75,000
6
76
0.9
4.3
74, 500,
5.9
76
20130233
4.7
4.0
150,000
5.5
79
0.8
4.1
140,000
5.4
78
20130236
4.8
4.1
200,000
5.1
82
0.9
4.0
195,000,
5.2
81
(2) نتایج آزمایش احتباس آب از سه دسته نمونه با ویسکوزیته های مختلف در شکل 1 نشان داده شده است.

شکل 1 نتایج آزمایش احتباس آب سه دسته از نمونه ها با ویسکوزیته های مختلف
(3) نتایج تشخیص نرخ احتباس آب از سه دسته نمونه با محتوای خاکستر و pH متفاوت در شکل 2 نشان داده شده است.

شکل 2 نتایج تشخیص میزان احتباس آب سه دسته از نمونه ها با محتوای خاکستر و pH متفاوت
از طریق نتایج تجربی فوق، تأثیر نرخ احتباس آب عمدتاً از ویسکوزیته ناشی می‌شود، برعکس ویسکوزیته بالا نسبت به نرخ احتباس آب بالای آن ضعیف خواهد بود. نوسانات محتوای خاکستر در محدوده 1٪ تا 5٪ تقریباً بر میزان احتباس آب آن تأثیر نمی گذارد، بنابراین بر عملکرد حفظ آب تأثیر نمی گذارد.
5 نتیجه گیری
به منظور کاربردی‌تر کردن استاندارد با واقعیت و مطابقت با روند فزاینده شدید حفظ انرژی و حفاظت از محیط زیست، پیشنهاد می‌شود:
استاندارد صنعتی هیدروکسی پروپیل متیل سلولز صنعتی در کنترل خاکستر با گریدهایی مانند: خاکستر کنترل سطح 1 < 0.010، خاکستر کنترل سطح 2 < 0.050 فرموله می شود. به این ترتیب، تولید کننده می تواند انتخاب کند که کاربر نیز انتخاب های بیشتری داشته باشد. در عین حال می توان قیمت را بر اساس اصل کیفیت بالا و قیمت بالا تعیین کرد تا از سردرگمی بازار جلوگیری شود. مهمترین چیز این است که صرفه جویی در انرژی و حفاظت از محیط زیست باعث می شود که تولید محصولات سازگارتر و هماهنگ تر با محیط زیست باشد.