هیدروکسی اتیل متیل سلولز

سلولز اتر یک ماده شیمیایی ریز پلیمری است که به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد که از سلولز پلیمری طبیعی از طریق عملیات شیمیایی ساخته می شود. پس از ساخت نیترات سلولز و استات سلولز در قرن نوزدهم، شیمیدانان مجموعه ای از مشتقات سلولز بسیاری از اترهای سلولز را توسعه دادند و زمینه های کاربردی جدیدی به طور مداوم کشف شد که بخش های صنعتی بسیاری را در بر می گیرد. محصولات سلولزی اتر مانند سدیم کربوکسی متیل سلولز (CMC)، اتیل سلولز (EC)، هیدروکسی اتیل سلولز (HEC)، هیدروکسی پروپیل سلولز (HPC)، متیل هیدروکسی اتیل سلولز (MHEC) و متیل هیدروکسی پروپیل سلولز (MHPC) و سایر اترها به عنوان سلولز شناخته می شوند. "مونوسدیم گلوتامات صنعتی" و به طور گسترده در حفاری نفت، ساخت و ساز، پوشش، غذا، دارو و مواد شیمیایی روزانه استفاده می شود.

هیدروکسی اتیل متیل سلولز(MHEC) یک پودر سفید بی بو، بی مزه و غیر سمی است که می تواند در آب سرد حل شود و یک محلول چسبناک شفاف تشکیل دهد. دارای ویژگی های ضخیم کننده، اتصال، پخش کننده، امولسیون کننده، تشکیل فیلم، تعلیق، جذب، ژل شدن، سطح فعال، حفظ رطوبت و محافظت از کلوئید است. با توجه به عملکرد سطحی محلول آبی، می توان از آن به عنوان یک عامل محافظ کلوئیدی، امولسیفایر و پخش کننده استفاده کرد. محلول آبی هیدروکسی اتیل متیل سلولز آب دوستی خوبی دارد و یک عامل نگهدارنده آب کارآمد است. از آنجایی که هیدروکسی اتیل متیل سلولز حاوی گروه های هیدروکسی اتیل است، توانایی ضد کپک خوب، پایداری ویسکوزیته خوب و مقاومت در برابر کپک در طول نگهداری طولانی مدت دارد.

هیدروکسی اتیل متیل سلولز (HEMC) با وارد کردن جایگزین های اکسید اتیلن (MS 0.3-0.4) به متیل سلولز (MC) تهیه می شود و مقاومت آن در برابر نمک بهتر از پلیمرهای اصلاح نشده است. دمای ژل شدن متیل سلولز نیز بالاتر از دمای MC است.

ساختار:

ویژگی:

ویژگی های اصلی هیدروکسی اتیل متیل سلولز (HEMC) عبارتند از:

1. حلالیت: محلول در آب و برخی از حلالهای آلی. HEMC را می توان در آب سرد حل کرد. بالاترین غلظت آن تنها با ویسکوزیته تعیین می شود. حلالیت با ویسکوزیته متفاوت است. هرچه ویسکوزیته کمتر باشد، حلالیت بیشتر است.
2. مقاومت به نمک: محصولات HEMC اترهای سلولزی غیر یونی هستند و پلی الکترولیت نیستند، بنابراین زمانی که نمک های فلزی یا الکترولیت های آلی وجود دارند در محلول های آبی نسبتاً پایدار هستند، اما اضافه کردن بیش از حد الکترولیت ها می تواند باعث ژل شدن و رسوب شود.
3. فعالیت سطحی: با توجه به عملکرد سطحی محلول آبی، می توان از آن به عنوان یک عامل محافظ کلوئیدی، امولسیفایر و پخش کننده استفاده کرد.
4. ژل حرارتی: هنگامی که محلول آبی محصولات HEMC تا دمای معینی گرم می شود، مات می شود، ژل می کند و رسوب می کند، اما زمانی که به طور مداوم سرد می شود، به حالت محلول اولیه و دمایی که این ژل و رسوب در آن ایجاد می شود، باز می گردد. عمدتاً بسته به آنها روان کننده ها، کمک های تعلیق، کلوئیدهای محافظ، امولسیفایرها و غیره رخ می دهد.
5. متابولیسم بی اثر و کم بو و عطر: HEMC به طور گسترده در غذا و دارو استفاده می شود زیرا متابولیزه نمی شود و بو و عطر کمی دارد.
6. مقاومت در برابر کپک: HEMC مقاومت نسبتاً خوبی در برابر کپک و پایداری ویسکوزیته خوب در طول نگهداری طولانی مدت دارد.
7. پایداری PH: ویسکوزیته محلول آبی محصولات HEMC به سختی تحت تأثیر اسید یا قلیایی قرار می گیرد و مقدار pH در محدوده 3.0 تا 11.0 نسبتاً پایدار است.

کاربرد:

هیدروکسی اتیل متیل سلولز به دلیل عملکرد فعال سطحی آن در محلول آبی می تواند به عنوان یک عامل محافظ کلوئیدی، امولسیفایر و پخش کننده استفاده شود. نمونه های کاربردی آن به شرح زیر است:

1. اثر هیدروکسی اتیل متیل سلولز بر عملکرد سیمان. هیدروکسی اتیل متیل سلولز یک پودر سفید بی بو، بی مزه و غیر سمی است که می تواند در آب سرد حل شود و یک محلول چسبناک شفاف تشکیل دهد. دارای ویژگی های ضخیم کننده، اتصال، پخش کننده، امولسیون کننده، تشکیل فیلم، تعلیق، جذب، ژل شدن، سطح فعال، حفظ رطوبت و محافظت از کلوئید است. از آنجایی که محلول آبی دارای عملکرد فعال سطحی است، می توان از آن به عنوان یک عامل محافظ کلوئیدی، امولسیفایر و پخش کننده استفاده کرد. محلول آبی هیدروکسی اتیل متیل سلولز آب دوستی خوبی دارد و یک عامل نگهدارنده آب کارآمد است.
2. یک رنگ برجسته با انعطاف پذیری بالا تهیه می شود که از مواد اولیه زیر در قسمت های وزنی ساخته می شود: 150-200 گرم آب دیونیزه. 60-70 گرم امولسیون اکریلیک خالص؛ 550-650 گرم کلسیم سنگین؛ 70-90 گرم پودر تالک؛ محلول آبی سلولز پایه 30-40 گرم؛ محلول آبی لیگنوسلولز 10-20 گرم؛ 4-6 گرم کمک تشکیل فیلم؛ 1.5-2.5 گرم ضد عفونی کننده و باکتری کش؛ 1.8-2.2 گرم پراکنده؛ 3.5-4.5 گرم؛ اتیلن گلیکول 9-11 گرم؛ محلول آبی هیدروکسی اتیل متیل سلولز با حل کردن 2-4٪ هیدروکسی اتیل متیل سلولز در آب ساخته می شود. محلول آبی لیگنوسلولز از 1 تا 3 درصد تشکیل شده است.

آماده سازی:

روش تهیه هیدروکسی اتیل متیل سلولز، روش استفاده از پنبه تصفیه شده به عنوان ماده خام و اکسید اتیلن به عنوان عامل اتریفیکاسیون برای تهیه هیدروکسی اتیل متیل سلولز است. وزن مواد اولیه برای تهیه هیدروکسی اتیل متیل سلولز به شرح زیر است: 700-800 قسمت مخلوط تولوئن و ایزوپروپانول به عنوان حلال، 30-40 قسمت آب، 70-80 قسمت هیدروکسید سدیم، 80-85 قسمت پنبه تصفیه شده، حلقه 20-28 قسمت اکسی تان، 80-90 قسمت متیل کلرید، 16-19 قسمت اسید استیک یخبندان. مراحل خاص عبارتند از:

مرحله اول، در کتری واکنش، مخلوط تولوئن و ایزوپروپانول، آب و هیدروکسید سدیم را اضافه کنید، تا دمای 60-80 درجه سانتیگراد گرم کنید، 20-40 دقیقه گرم نگه دارید.

مرحله دوم، قلیایی کردن: مواد فوق را تا 30-50 درجه سانتیگراد خنک کنید، پنبه تصفیه شده را اضافه کنید، حلال مخلوط تولوئن و ایزوپروپانول را اسپری کنید، آن را تا 0.006 مگاپاسکال پمپ کنید، نیتروژن را برای 3 جایگزین پر کنید و پس از جایگزینی، قلیایی شدن را انجام دهید. شرایط قلیایی شدن عبارتند از: زمان قلیایی شدن 2 ساعت و دمای قلیایی شدن 30 درجه سانتیگراد تا 50 درجه سانتیگراد است.

مرحله سوم، اتریفیکاسیون: پس از اتمام قلیایی کردن، راکتور به 0.05-0.07MPa تخلیه می شود و اکسید اتیلن و متیل کلرید به مدت 30-50 دقیقه اضافه می شود. مرحله اول اتریفیکاسیون: 40-60 درجه سانتیگراد، 1.0-2.0 ساعت، فشار بین 0.15 و 0.3 مگاپاسکال کنترل می شود. مرحله دوم اتریفیکاسیون: 60 ~ 90 ℃، 2.0 ~ 2.5 ساعت، فشار بین 0.4 و 0.8 مگاپاسکال کنترل می شود.

مرحله چهارم، خنثی سازی: اسید استیک یخچالی اندازه گیری شده را از قبل به کتری بارش اضافه کنید، مواد اتری شده را برای خنثی شدن فشار دهید، دما را به 80-75 درجه سانتیگراد برای بارش برسانید، دما را به 102 درجه سانتیگراد افزایش دهید و pH را افزایش دهید. مقدار 6 است در ساعت 8، حلال‌زدایی کامل می‌شود. مخزن حلال زدایی با آب لوله کشی تصفیه شده توسط دستگاه اسمز معکوس در دمای 90 درجه سانتیگراد تا 100 درجه سانتیگراد پر می شود.

مرحله پنجم، شستشوی گریز از مرکز: مواد در مرحله چهارم از طریق یک سانتریفیوژ پیچی افقی سانتریفیوژ می شوند و مواد جدا شده برای شستشوی مواد به یک مخزن شستشو که از قبل با آب داغ پر شده است، منتقل می شود.

مرحله ششم، خشک کردن گریز از مرکز: مواد شسته شده از طریق یک سانتریفیوژ پیچ افقی به خشک کن منتقل می شود و مواد در دمای 150-170 درجه سانتیگراد خشک می شوند و مواد خشک شده خرد و بسته بندی می شوند.

در مقایسه با تکنولوژی تولید اتر سلولز موجود، اختراع حاضر از اکسید اتیلن به عنوان عامل اتریفیکاسیون برای تهیه هیدروکسی اتیل متیل سلولز استفاده می کند که به دلیل دارا بودن گروه های هیدروکسی اتیل توانایی ضد کپک خوبی دارد. پایداری ویسکوزیته و مقاومت در برابر کپک در طول نگهداری طولانی مدت دارد. می توان از آن به جای دیگر اترهای سلولزی استفاده کرد.