Hydroksietyyliselluloosa (HEC) on yleinen vesiliukoinen polymeeri, jota käytetään laajalti päivittäisissä kemikaaleissa, rakentamisessa, pinnoitteissa, lääketieteessä, elintarviketeollisuudessa ja muilla aloilla. Se on ioniton selluloosaeetteri, joka on valmistettu kemiallisesti modifioimalla luonnollista selluloosaa. Hydroksietyyliselluloosan valmistusprosessiin liittyy monimutkaisia kemiallisia reaktioita, mukaan lukien selluloosan uuttaminen, alkalointikäsittely, eetteröintireaktio jne. Seuraavassa on yksityiskohtainen johdatus sen valmistusprosessiin.
1. Raaka-aineiden valinta ja selluloosan uuttaminen
Hydroksietyyliselluloosan perusraaka-aine on luonnonselluloosa, joka tulee pääasiassa puusta, puuvillasta tai muista kasvikuiduista. Kasvien soluseinien selluloosapitoisuus on korkea, ja puhdasta selluloosaa voidaan uuttaa näistä luonnonmateriaaleista mekaanisin tai kemiallisin keinoin. Uuttoprosessi sisältää murskauksen, epäpuhtauksien (kuten ligniinin, hemiselluloosan) poistamisen, valkaisun ja muita vaiheita.
Selluloosan uuttaminen: Luonnollinen selluloosa käsitellään yleensä mekaanisesti tai kemiallisesti muiden kuin selluloosa-aineiden poistamiseksi erittäin puhtaan selluloosan saamiseksi. Puuvillakuitu, puumassa jne. voivat kaikki olla yleisiä raaka-ainelähteitä. Käsittelyn aikana käytetään alkalia (kuten natriumhydroksidia) liuottamaan muita kuin selluloosaa, ja loppu on pääasiassa selluloosaa.
2. Alkalisointikäsittely
Puhdistettu selluloosa on ensin alkalisoitava. Tämä vaihe on tehdä selluloosan molekyyliketjun hydroksyyliryhmistä aktiivisempia, jotta ne voivat reagoida helpommin eetteröivän aineen kanssa. Alkalisointikäsittelyn päävaiheet ovat seuraavat:
Selluloosan reaktio emäksen kanssa: Selluloosa sekoitetaan vahvan alkalin (yleensä natriumhydroksidin) kanssa alkaliselluloosan (Alkali Cellulose) tuottamiseksi. Tämä prosessi suoritetaan tavallisesti vesipitoisessa väliaineessa. Alkaliselluloosa on selluloosan ja natriumhydroksidin reaktiotuote. Tällä aineella on löysempi rakenne ja korkeampi reaktiivisuus, mikä edistää myöhempää eetteröintireaktiota.
Alkalisointiprosessi tapahtuu pääasiassa sopivassa lämpötilassa ja kosteudessa, yleensä välillä 20 ℃ - 30 ℃ useiden tuntien ajan, jotta varmistetaan, että selluloosamolekyylien hydroksyyliryhmät aktivoituvat täysin.
3. Eetteröintireaktio
Eetteröinti on avainvaihe hydroksietyyliselluloosan tuotannossa. Hydroksietyyliselluloosaa valmistetaan saattamalla alkaliselluloosa reagoimaan etyleenioksidin kanssa hydroksietyyliryhmien lisäämiseksi. Tarkat vaiheet ovat seuraavat:
Reaktio eteenioksidin kanssa: Alkaliselluloosa reagoi tietyn määrän eteenioksidia tietyissä lämpötila- ja paineolosuhteissa. Etyleenioksidin rengasrakenne avautuu muodostaen eetterisidoksen, reagoi selluloosamolekyylien hydroksyyliryhmien kanssa ja lisää hydroksietyyliryhmiä (-CH2CH2OH). Tämä prosessi voi säätää eetteröitymisastetta säätämällä reaktio-olosuhteita (kuten lämpötilaa, painetta ja aikaa).
Reaktio suoritetaan tavallisesti emäksisessä ympäristössä eetteröinnin tehokkuuden varmistamiseksi. Reaktiolämpötila on yleensä 50-100 °C ja reaktioaika on useita tunteja. Säätämällä eteenioksidin määrää voidaan kontrolloida lopputuotteen substituutioastetta, eli kuinka monta hydroksyyliryhmää selluloosamolekyylissä korvataan hydroksietyyliryhmillä.
4. Neutralointi ja pesu
Kun eetteröintireaktio on päättynyt, reaktiojärjestelmän alkaliset aineet on neutraloitava. Yleisesti käytettyjä neutralointiaineita ovat happamat aineet, kuten etikkahappo tai kloorivetyhappo. Neutralointiprosessi neutraloi ylimääräisen alkalin suoloiksi, mikä ei vaikuta tuotteen suorituskykyyn.
Neutralointireaktio: Ota tuote pois reaktorista ja lisää sopiva määrä happoa neutralointia varten, kunnes järjestelmän pH-arvo saavuttaa neutraalin. Tämä prosessi ei ainoastaan poista jäännösalkaa, vaan myös vähentää reaktion sivutuotteiden vaikutusta hydroksietyyliselluloosan suorituskykyyn.
Pesu ja kuivaus: Neutraloitu tuote on pestävä useita kertoja, yleensä vedellä tai etanolilla ja muilla liuottimilla jäämien epäpuhtauksien ja sivutuotteiden pesemiseksi pois. Pesty tuote dehydratoidaan sentrifugoimalla, suodatinpuristamalla ja muilla menetelmillä kosteuspitoisuuden vähentämiseksi.
5. Kuivaus ja murskaus
Pesun ja kuivauksen jälkeen hydroksietyyliselluloosa sisältää edelleen tietyn määrän kosteutta, ja se on kuivattava edelleen. Kuivaus voidaan suorittaa ilmakuivauksella tai tyhjiökuivauksella, jotta varmistetaan tuotteen hyvä stabiilisuus varastoinnin ja käytön aikana.
Kuivaus: Kuivaa tuote tietyssä lämpötilassa (yleensä alle 60°C) jäännöskosteuden poistamiseksi. Kuivauslämpötila ei saa olla liian korkea, muuten se voi aiheuttaa tuotteen hajoamista ja vaikuttaa sen suorituskykyyn.
Murskaus ja seulonta: Kuivattu hydroksietyyliselluloosa on yleensä lohkoina tai kokkareina, ja se on murskattava hienoksi jauheeksi. Murskattu tuote on myös seulottava, jotta saadaan sellainen partikkelikokojakauma, joka täyttää vaatimukset sen liukoisuuden ja dispergoituvuuden varmistamiseksi käytännön sovelluksissa.
6. Lopputuotteiden testaus ja pakkaus
Valmistuksen jälkeen hydroksietyyliselluloosan laatu on testattava sen varmistamiseksi, että sen suorituskykyindikaattorit täyttävät standardivaatimukset. Testauskohteet sisältävät yleensä:
Viskositeettimittaus: Hydroksietyyliselluloosan viskositeetti veteen liukenemisen jälkeen on tärkeä laatuindikaattori, joka vaikuttaa sen käyttöön pinnoitteissa, rakentamisessa, päivittäisissä kemikaaleissa ja muilla aloilla.
Kosteus: Testaa tuotteen kosteuspitoisuus varmistaaksesi sen säilyvyyden.
Substituutioaste (DS) ja molaarinen substituutio (MS): Määritä tuotteen substituutio- ja molaarinen substituutioaste kemiallisen analyysin avulla varmistaaksesi eetteröintireaktion vaikutuksen.
Testin läpäisemisen jälkeen hydroksietyyliselluloosa pakataan jauhemaisiin tai rakeisiin tuotteisiin, yleensä kosteutta kestäviin muovipusseihin tai paperipusseihin, jotta se ei kostu tai likaannu.
Hydroksietyyliselluloosan valmistusprosessi sisältää pääasiassa selluloosan uuton, alkalointikäsittelyn, eetteröintireaktion, neutraloinnin ja pesun, kuivauksen ja murskaamisen. Koko prosessi riippuu kemiallisessa reaktiossa tapahtuvasta alkalisaatiosta ja eetteröimisestä, ja selluloosalle saadaan hyvät vesiliukoisuus ja sakeutusominaisuudet lisäämällä siihen hydroksietyyliryhmiä. Hydroksietyyliselluloosaa käytetään laajalti monilla teollisuudenaloilla, kuten pinnoitteiden sakeuttamisaine, rakennusmateriaalien vettä pidättävä aine, päivittäisten kemiallisten tuotteiden stabilointiaine jne. Jokainen tuotantoprosessin lenkki on valvottava tarkasti korkean laadun ja vakaan suorituskyvyn varmistamiseksi. tuotteesta.
Postitusaika: 25.10.2024