Hidroksietil selulosa (HEC) adalah selulosa eter non-ionik yang banyak digunakan dalam konstruksi, pelapisan, minyak bumi, bahan kimia sehari-hari, dan bidang lainnya. Ia memiliki sifat pengental, suspensi, dispersi, emulsifikasi, pembentuk film, koloid pelindung dan sifat lainnya yang baik, dan merupakan pengental dan penstabil yang penting.
1. Persiapan bahan baku
Bahan baku utama hidroksietil selulosa adalah selulosa alami. Selulosa biasanya diekstraksi dari kayu, kapas atau tanaman lainnya. Proses ekstraksi selulosa relatif sederhana, namun memerlukan kemurnian tinggi untuk menjamin kinerja produk akhir. Oleh karena itu, metode kimia atau mekanis biasanya digunakan untuk mengolah selulosa terlebih dahulu, termasuk penghilangan lemak, penghilangan pengotor, pemutihan, dan langkah-langkah lain untuk menghilangkan pengotor dan komponen non-selulosa.
2. Pengobatan alkalisasi
Perlakuan alkalisasi merupakan langkah kunci dalam proses produksi hidroksietil selulosa. Tujuan dari langkah ini adalah untuk mengaktifkan gugus hidroksil (-OH) pada rantai molekul selulosa untuk memudahkan reaksi eterifikasi selanjutnya. Larutan natrium hidroksida (NaOH) biasanya digunakan sebagai bahan alkali. Proses spesifiknya adalah: mencampurkan selulosa dengan larutan natrium hidroksida hingga mengembang sepenuhnya dan membubarkan selulosa dalam kondisi basa. Pada saat ini, gugus hidroksil pada molekul selulosa menjadi lebih aktif, mempersiapkan reaksi eterifikasi selanjutnya.
3. Reaksi eterifikasi
Reaksi eterifikasi adalah langkah inti dalam produksi hidroksietil selulosa. Proses ini adalah memasukkan etilen oksida (juga dikenal sebagai etilen oksida) ke dalam selulosa setelah perlakuan alkalinisasi, dan bereaksi dengan gugus hidroksil dalam molekul selulosa untuk menghasilkan hidroksietil selulosa. Reaksi biasanya dilakukan dalam reaktor tertutup, suhu reaksi umumnya dikontrol pada 50-100°C, dan waktu reaksi berkisar dari beberapa jam hingga lebih dari sepuluh jam. Produk akhir dari reaksi ini adalah selulosa eter yang terhidroksietilasi sebagian.
4. Netralisasi dan pencucian
Setelah reaksi eterifikasi selesai, reaktan biasanya mengandung sejumlah besar alkali dan produk samping yang tidak bereaksi. Untuk memperoleh produk hidroksietil selulosa murni harus dilakukan perlakuan netralisasi dan pencucian. Biasanya, asam encer (seperti asam klorida encer) digunakan untuk menetralkan sisa alkali dalam reaksi, dan kemudian reaktan dicuci berulang kali dengan air dalam jumlah besar untuk menghilangkan kotoran dan produk samping yang larut dalam air. Hidroksietil selulosa yang dicuci ada dalam bentuk kue saring basah.
5. Dehidrasi dan Pengeringan
Kue basah setelah dicuci memiliki kandungan air yang tinggi sehingga perlu didehidrasi dan dikeringkan untuk mendapatkan produk bubuk hidroksietil selulosa. Dehidrasi biasanya dilakukan dengan penyaringan vakum atau pemisahan sentrifugal untuk menghilangkan sebagian besar air. Selanjutnya kue basah dikirim ke peralatan pengering untuk dikeringkan. Peralatan pengeringan yang umum meliputi pengering drum, pengering flash, dan pengering semprot. Suhu pengeringan umumnya dikontrol pada 60-120℃ untuk mencegah suhu berlebihan yang menyebabkan denaturasi produk atau penurunan kinerja.
6. Penggilingan dan Penyaringan
Hidroksietil selulosa kering biasanya berbentuk blok besar atau bahan granular. Untuk memudahkan penggunaan dan meningkatkan dispersibilitas produk, produk perlu digiling dan disaring. Penggilingan biasanya menggunakan penggiling mekanis untuk menggiling material dalam jumlah besar menjadi bubuk halus. Penyaringan adalah memisahkan partikel kasar yang tidak mencapai ukuran partikel yang dibutuhkan dalam bubuk halus melalui penyaring dengan lubang berbeda untuk memastikan kehalusan produk akhir yang seragam.
7. Pengemasan dan Penyimpanan Produk
Produk hidroksietil selulosa setelah penggilingan dan penyaringan memiliki fluiditas dan dispersibilitas tertentu, yang cocok untuk aplikasi langsung atau pemrosesan lebih lanjut. Produk akhir perlu dikemas dan disimpan untuk mencegah kelembapan, kontaminasi atau oksidasi selama transportasi dan penyimpanan. Bahan kemasan tahan lembab dan anti oksidasi seperti kantong aluminium foil atau kantong komposit multilayer biasanya digunakan untuk kemasan. Setelah pengemasan, produk harus disimpan di lingkungan sejuk dan kering, hindari sinar matahari langsung dan kondisi suhu tinggi dan kelembaban tinggi untuk memastikan kinerjanya stabil.
Proses produksi hidroksietil selulosa terutama meliputi persiapan bahan mentah, perlakuan alkalisasi, reaksi eterifikasi, netralisasi dan pencucian, dehidrasi dan pengeringan, penggilingan dan penyaringan, serta pengemasan dan penyimpanan produk akhir. Setiap langkah memiliki persyaratan proses khusus dan titik kontrolnya sendiri. Kondisi reaksi dan spesifikasi pengoperasian perlu dikontrol secara ketat selama proses produksi untuk memastikan kualitas dan kinerja produk yang stabil. Bahan polimer multifungsi ini memiliki beragam aplikasi dalam produksi industri dan kehidupan sehari-hari, yang mencerminkan pentingnya bahan tersebut yang tidak tergantikan.
Waktu posting: 21 Agustus-2024