Etè seluloz nan pwodwi ki baze sou siman

Etè seluloz se yon kalite aditif multi ki ka itilize nan pwodwi siman. Papye sa a prezante pwopriyete chimik methyl cellulose (MC) ak hydroxypropyl methyl cellulose (HPMC /) souvan itilize nan pwodwi siman, metòd ak prensip solisyon nèt la ak karakteristik prensipal yo nan solisyon an. Diminisyon nan tanperati jèl tèmik ak viskozite nan pwodwi siman te diskite ki baze sou eksperyans pwodiksyon pratik.

Mo kle:etè seluloz; Methyl cellulose;Hydroxypropyl methyl cellulose; Tanperati jèl cho; viskozite

1. Apèsi sou lekòl la

Etè seluloz (CE pou kout) se te fè nan seluloz nan reyaksyon eterifikasyon nan youn oswa plizyè ajan eterifikasyon ak fanm k'ap pile sèk. CE ka divize an kalite iyonik ak ki pa iyonik, nan mitan ki kalite ki pa iyonik CE paske nan karakteristik inik jèl tèmik li yo ak solubility, rezistans sèl, rezistans chalè, e li gen aktivite sifas ki apwopriye. Li ka itilize kòm ajan kenbe dlo, ajan sispansyon, emulsifyan, ajan fòme fim, librifyan, adezif ak amelyore reolojik. Zòn prensipal konsomasyon etranje yo se kouch an latèks, materyèl bilding, perçage lwil oliv ak sou sa. Konpare ak peyi etranje yo, pwodiksyon ak aplikasyon dlo-idrosolubl CE se toujou nan anfans li. Avèk amelyorasyon nan sante moun ak konsyans anviwònman an. Dlo-idrosolubl CE, ki inofansif nan fizyoloji epi ki pa polye anviwònman an, pral gen gwo devlopman.

Nan jaden an nan materyèl bilding anjeneral chwazi CE se methyl cellulose (MC) ak hydroxypropyl methyl cellulose (HPMC), yo ka itilize kòm penti, lacho, mòtye ak siman pwodwi plastifyan, viscosifier, ajan retansyon dlo, ajan antrenman lè ak ajan retarder. Pifò nan endistri a materyèl bilding yo itilize nan tanperati nòmal, lè l sèvi avèk kondisyon yo se sèk melanj poud ak dlo, mwens ki enplike karakteristik sa yo disolisyon ak karakteristik jèl cho nan CE, men nan pwodiksyon an mekanize nan pwodwi siman ak lòt kondisyon tanperati espesyal, karakteristik sa yo nan CE pral jwe yon wòl plis plen.

2. Pwopriyete chimik CE

CE jwenn nan trete seluloz atravè yon seri de metòd chimik ak fizik. Dapre diferan estrikti sibstitisyon chimik, anjeneral yo ka divize an: MC, HPMC, idroksietil seluloz (HEC), elatriye: Chak CE gen estrikti debaz nan seluloz - glikoz dezidrate. Nan pwosesis pou pwodwi CE, fib seluloz yo premye chofe nan yon solisyon alkalin ak Lè sa a, trete ak ajan eterifyan. Pwodwi reyaksyon fib yo pirifye ak pulverize yo fòme yon poud inifòm nan yon rafineman sèten.

Pwosesis pwodiksyon MC sèlman sèvi ak klori metàn kòm ajan eterifyan. Anplis de itilizasyon klori metàn, pwodiksyon HPMC tou itilize oksid pwopilèn pou jwenn gwoup substituant hydroxypropyl. Divès CE gen diferan pousantaj sibstitisyon methyl ak hydroxypropyl, ki afekte konpatibilite òganik ak tanperati jèl tèmik nan solisyon CE.

Kantite gwoup sibstitisyon sou inite estriktirèl glikoz dezidrate nan seluloz ka eksprime pa pousantaj nan mas oswa kantite mwayèn gwoup sibstitisyon (sa vle di, DS - Degre nan sibstitisyon). Nimewo a nan gwoup substituent detèmine pwopriyete yo nan pwodwi CE. Efè a nan degre mwayèn nan sibstitisyon sou solubility nan pwodwi eterifikasyon se jan sa a:

(1) ba degre sibstitisyon idrosolubl nan lye;

(2) yon ti kras wo degre de sibstitisyon idrosolubl nan dlo;

(3) wo degre de sibstitisyon ki fonn nan solvang òganik polè;

(4) Pi wo degre sibstitisyon ki fonn nan solvang òganik ki pa polè.

3. Metòd Dissolution CE

CE gen yon pwopriyete solubility inik, lè tanperati a monte nan yon sèten tanperati, li ensolubl nan dlo, men anba tanperati sa a, solubility li yo ap ogmante ak diminisyon nan tanperati a. CE se idrosolubl nan dlo frèt (ak nan kèk ka nan solvang espesifik òganik) atravè pwosesis la nan anfle ak hydrasyon. Solisyon CE yo pa gen limit solubilite evidan ki parèt nan yap divòse sèl iyonik yo. Se konsantrasyon nan CE jeneralman limite a viskozite a ki ka kontwole pa ekipman pwodiksyon an, epi tou li varye selon viskozite a ak varyete chimik ki nesesè pa itilizatè a. Konsantrasyon solisyon nan viskozite ki ba CE se jeneralman 10% ~ 15%, ak segondè viskozite CE jeneralman limite a 2% ~ 3%. Diferan kalite CE (tankou poud oswa sifas trete poud oswa granulaire) ka afekte fason solisyon an prepare.

3.1 CE san tretman sifas yo

Malgre ke CE se idrosolubl nan dlo frèt, li dwe konplètman gaye nan dlo pou fè pou evite clumping. Nan kèk ka, yo ka itilize yon mixer gwo vitès oswa antonwa nan dlo frèt pou dispèse CE poud. Sepandan, si yo ajoute poud ki pa trete a dirèkteman nan dlo frèt san yo pa brase ase, gwo boul ap fòme. Rezon prensipal ki fè caking se ke patikil yo poud CE yo pa konplètman mouye. Lè sèlman yon pati nan poud lan fonn, yo pral fòme yon fim jèl, ki anpeche poud ki rete a kontinye fonn. Se poutèt sa, anvan yap divòse, patikil CE yo ta dwe konplètman gaye osi lwen ke posib. De metòd dispèsyon sa yo yo souvan itilize.

3.1.1 Metòd dispèsyon melanj sèk

Metòd sa a pi souvan itilize nan pwodwi siman. Anvan ou ajoute dlo, melanje lòt poud ak poud CE respire, pou patikil poud CE yo gaye. Rapò minimòm melanje: Lòt poud: CE poud = (3 ~ 7): 1.

Nan metòd sa a, dispèsyon CE konplete nan eta sèk la, lè l sèvi avèk lòt poud kòm mwayen pou dispèse patikil CE youn ak lòt, konsa tankou pou fè pou evite lyezon mityèl nan patikil CE lè ajoute dlo ak afekte plis disolisyon. Se poutèt sa, dlo cho pa nesesè pou dispèsyon, men pousantaj yap divòse depann sou patikil yo poud ak kondisyon vibran.

3.1.2 Metòd dispèsyon dlo cho

(1) Premye 1/5 ~ 1/3 nan chofaj dlo ki nesesè a 90C pi wo a, ajoute CE, ak Lè sa a, brase jiskaske tout patikil gaye mouye, ak Lè sa a, dlo ki rete a nan dlo frèt oswa glas ajoute diminye tanperati a nan. solisyon, yon fwa rive nan tanperati CE yap divòse, poud lan te kòmanse idrat, viskozite ogmante.

(2) Ou kapab tou chofe tout dlo a, epi ajoute CE pou brase pandan w ap refwadi jiskaske hydrasyon an fini. Refwadisman ase trè enpòtan pou idratasyon konplè CE ak fòmasyon viskozite. Pou viskozite ideyal, solisyon MC yo ta dwe refwadi a 0 ~ 5 ℃, pandan y ap HPMC sèlman bezwen refwadi a 20 ~ 25 ℃ oswa pi ba. Piske idratasyon konplè mande pou ase refwadisman, solisyon HPMC yo souvan itilize kote dlo frèt pa ka itilize: dapre enfòmasyon an, HPMC gen mwens rediksyon tanperati pase MC nan pi ba tanperati pou reyalize menm viskozite a. Li se vo anyen ke metòd dispèsyon dlo cho sèlman fè patikil CE dispèse respire nan yon tanperati ki pi wo, men pa gen okenn solisyon ki fòme nan moman sa a. Pou jwenn yon solisyon ak yon sèten viskozite, li dwe refwadi ankò.

3.2 Sifas trete dispersible CE poud

Nan anpil ka, CE oblije gen tou de dispersible ak rapid hydrasyon (fòme viskozite) karakteristik nan dlo frèt. Sifas trete CE tanporèman ensolubl nan dlo frèt apre tretman chimik espesyal, ki asire ke lè CE ajoute nan dlo, li pa pral imedyatman fòme viskozite evidan epi yo ka gaye anba kondisyon relativman ti taye fòs. "Tan reta" nan fòmasyon idratasyon oswa viskozite se rezilta konbinezon degre nan tretman sifas, tanperati, pH nan sistèm nan, ak konsantrasyon solisyon CE. Reta idratasyon an jeneralman redwi nan pi wo konsantrasyon, tanperati, ak nivo pH. An jeneral, sepandan, konsantrasyon CE a pa konsidere jiskaske li rive nan 5% (rapò mas dlo a).

Pou pi bon rezilta ak idratasyon konplè, sifas trete CE a ta dwe brase pou kèk minit nan kondisyon net, ak ranje pH soti nan 8.5 a 9.0, jiskaske viskozite maksimòm lan rive (anjeneral 10-30 minit). Yon fwa pH la chanje nan debaz (pH 8.5 a 9.0), sifas trete CE a fonn nèt ak rapidman, ak solisyon an ka estab nan pH 3 a 11. Sepandan, li enpòtan sonje ke ajiste pH la nan yon sispansyon konsantrasyon segondè. pral lakòz viskozite a twò wo pou ponpe ak vide. Yo ta dwe ajiste pH la apre sispansyon an te dilye nan konsantrasyon an vle.

Pou rezime, pwosesis disolisyon CE a gen ladan de pwosesis: dispèsyon fizik ak yap divòse chimik. Kle a se dispèse patikil CE youn ak lòt anvan yap divòse, konsa tankou pou fè pou evite aglomerasyon akòz gwo viskozite pandan yap divòse tanperati ki ba, ki pral afekte plis yap divòse.

4. Pwopriyete solisyon CE

Diferan kalite solisyon CE akeuz yo pral jele nan tanperati espesifik yo. Jèl la konplètman revèsib epi li fòme yon solisyon lè li refwadi ankò. Gel revèsib tèmik CE inik. Nan anpil pwodwi siman, itilizasyon prensipal la nan viskozite nan CE ak retansyon dlo ki koresponn ak pwopriyete lubrasyon, ak viskozite a ak tanperati jèl gen yon relasyon dirèk, anba tanperati a jèl, pi ba tanperati a, pi wo a viskozite nan CE, pi bon pèfòmans retansyon dlo ki koresponn lan.

Eksplikasyon aktyèl la pou fenomèn nan jèl se sa a: nan pwosesis la nan yap divòse, sa a se menm jan an

Molekil polymère fil la konekte ak kouch molekilè dlo a, sa ki lakòz anfle. Molekil dlo aji tankou lwil oliv lubrifyan, ki ka rale chèn long nan molekil polymère, se konsa ke solisyon an gen pwopriyete yo nan yon likid gluan ki fasil jete. Lè tanperati a nan solisyon an ogmante, polymère seluloz la piti piti pèdi dlo ak viskozite nan solisyon an diminye. Lè yo rive nan pwen jèl la, polymère a vin konplètman dezidrate, sa ki lakòz lyen ki genyen ant polymère yo ak fòmasyon nan jèl la: fòs la nan jèl la kontinye ap ogmante kòm tanperati a rete pi wo a pwen an jèl.

Kòm solisyon an refwadi, jèl la kòmanse ranvèse ak viskozite a diminye. Finalman, viskozite solisyon refwadisman an retounen nan koub ogmantasyon tanperati inisyal la epi li ogmante ak diminisyon tanperati a. Solisyon an ka refwadi nan valè viskozite inisyal li. Se poutèt sa, pwosesis la jèl tèmik nan CE se revèsib.

Wòl prensipal CE nan pwodwi siman se kòm yon viskozidan, plastifyan ak ajan retansyon dlo, kidonk ki jan yo kontwole viskozite a ak tanperati jèl te vin tounen yon faktè enpòtan nan pwodwi siman anjeneral sèvi ak pwen inisyal tanperati jèl li yo anba yon seksyon nan koub la, Se konsa, pi ba tanperati a, pi wo a viskozite, pi evidan efè a nan retansyon dlo viscosifier. Rezilta tès yo nan liy pwodiksyon extrusion siman tablo montre tou ke pi ba tanperati materyèl la anba menm kontni CE a, pi bon efè viskosifikasyon ak dlo retansyon se. Kòm sistèm siman se yon sistèm pwopriyete fizik ak chimik trè konplèks, gen anpil faktè ki afekte chanjman tanperati jèl CE ak viskozite. Ak enfliyans nan divès kalite tandans Taianin ak degre yo pa menm bagay la tou, se konsa aplikasyon an pratik tou te jwenn ke apre yo fin melanje sistèm siman, pwen aktyèl la tanperati jèl nan CE (ki se, lakòl la ak retansyon dlo n bès se trè evidan nan tanperati sa a. ) yo pi ba pase tanperati jèl ki endike nan pwodwi a, Se poutèt sa, nan seleksyon an nan pwodwi CE yo pran an kont faktè sa yo ki lakòz bès tanperati jèl. Sa ki anba la yo se faktè prensipal yo ke nou kwè afekte viskozite ak tanperati jèl nan solisyon CE nan pwodwi siman.

4.1 Enfliyans valè pH sou viskozite

MC ak HPMC yo pa iyonik, kidonk viskozite solisyon an pase viskozite lakòl iyonik natirèl gen yon seri pi laj nan estabilite DH, men si valè pH la depase seri a nan 3 ~ 11, yo pral piti piti diminye viskozite a nan yon pi wo tanperati oswa nan depo pou yon peryòd tan ki long, espesyalman gwo viskozite solisyon. Viskozite nan solisyon pwodwi CE diminye nan asid fò oswa solisyon baz fò, ki se sitou akòz dezidratasyon CE ki te koze pa baz ak asid. Se poutèt sa, viskozite a nan CE anjeneral diminye nan yon sèten limit nan anviwònman an alkalin nan pwodwi siman.

4.2 Enfliyans pousantaj chofaj ak brase sou pwosesis jèl

Tanperati a nan pwen jèl pral afekte pa efè a konbine nan to chofaj ak vibran vitès taye. Gwo vitès brase ak chofaj rapid pral jeneralman ogmante tanperati jèl la siyifikativman, ki se favorab pou pwodwi siman ki fòme pa melanje mekanik.

4.3 Enfliyans konsantrasyon sou jèl cho

Ogmante konsantrasyon solisyon an anjeneral diminye tanperati jèl la, ak pwen jèl nan viskozite ki ba CE yo pi wo pase sa yo ki gen gwo viskozite CE. Tankou DOW a METHOCEL A

Tanperati jèl la ap redwi pa 10 ℃ pou chak ogmantasyon 2% nan konsantrasyon pwodwi a. Yon ogmantasyon 2% nan konsantrasyon pwodwi F-type ap diminye tanperati jèl la pa 4℃.

4.4 Enfliyans aditif sou jèl tèmik

Nan jaden an nan materyèl bilding, anpil materyèl yo se sèl inòganik, ki pral gen yon enpak siyifikatif sou tanperati a jèl nan solisyon CE. Tou depan de si aditif la aji kòm koagulan oswa ajan solubilize, kèk aditif ka ogmante tanperati jèl tèmik CE, pandan ke lòt moun ka diminye tanperati jèl tèmik CE: pou egzanp, etanòl ki amelyore sòlvan, PEG-400 (polyethylene glycol) , anediol, elatriye, ka ogmante pwen jèl la. Sèl, gliserin, sorbitol ak lòt sibstans yo ap diminye pwen jèl la, CE ki pa iyonik jeneralman pa pral presipite akòz iyon metal polivalan, men lè konsantrasyon elektwolit la oswa lòt sibstans ki fonn depase yon sèten limit, pwodwi CE yo ka sale soti nan. solisyon, sa a se akòz konpetisyon an nan elektwolit nan dlo, sa ki lakòz rediksyon nan idratasyon nan CE, Kontni an sèl nan solisyon an nan pwodwi a CE se jeneralman yon ti kras pi wo pase sa yo ki nan pwodwi a Mc, ak kontni an sèl se yon ti kras diferan. nan diferan HPMC.

Anpil engredyan nan pwodwi siman pral fè pwen jèl CE gout, kidonk seleksyon aditif yo ta dwe pran an kont ke sa ka lakòz pwen jèl la ak viskozite chanjman CE.

5.Konklizyon

(1) etè seluloz se seluloz natirèl atravè reyaksyon eterifikasyon, gen inite estriktirèl debaz glikoz dezidrate, dapre kalite ak kantite gwoup substituent sou pozisyon ranplasman li yo e li gen pwopriyete diferan. Etè a ki pa iyonik tankou MC ak HPMC ka itilize kòm viscosifier, ajan retansyon dlo, ajan antrenman lè ak lòt lajman ki itilize nan pwodwi materyèl bilding.

(2) CE gen solubility inik, fòme solisyon nan yon tanperati sèten (tankou tanperati jèl), ak fòme jèl solid oswa melanj patikil solid nan tanperati jèl. Metòd disolisyon prensipal yo se sèk metòd dispèsyon melanje, metòd dispèsyon dlo cho, elatriye, nan pwodwi siman yo souvan itilize se sèk metòd dispèsyon melanje. Kle a se dispèse CE respire anvan li fonn, fòme yon solisyon nan tanperati ki ba.

(3) Solisyon konsantrasyon, tanperati, valè pH, pwopriyete chimik aditif ak vitès vibran pral afekte tanperati jèl la ak viskozite nan solisyon CE, espesyalman pwodwi siman yo se solisyon sèl inòganik nan anviwònman alkalin, anjeneral diminye tanperati jèl la ak viskozite nan solisyon CE. , pote efè negatif. Se poutèt sa, dapre karakteristik sa yo nan CE, premyèman, li ta dwe itilize nan yon tanperati ki ba (anba tanperati a jèl), ak dezyèmman, enfliyans nan aditif yo ta dwe pran an kont.