Hýdroxýetýlsellulósa (HEC) er algeng vatnsleysanleg fjölliða sem er mikið notuð í daglegum efnum, smíði, húðun, lyfjum, matvælum og öðrum iðnaði. Það er ójónaður sellulósaeter sem er gerður með því að breyta náttúrulegum sellulósa efnafræðilega. Framleiðsluferlið hýdroxýetýlsellulósa felur í sér flókin efnahvörf, þar með talið sellulósaútdrátt, basameðferð, eterunarviðbrögð osfrv. Eftirfarandi er ítarleg kynning á framleiðsluferli þess.
1. Val á hráefni og útdráttur á sellulósa
Grunnhráefni hýdroxýetýlsellulósa er náttúrulegur sellulósa, sem aðallega kemur úr viði, bómull eða öðrum plöntutrefjum. Sellulósainnihald í plöntufrumuveggja er hátt og hægt er að vinna hreinan sellulósa úr þessum náttúrulegu efnum með vélrænum eða efnafræðilegum aðferðum. Útdráttarferlið felur í sér að mylja, fjarlægja óhreinindi (eins og lignín, hemicellulose), bleikingu og önnur skref.
Sellulósaútdráttur: Náttúrulegur sellulósa er venjulega meðhöndlaður vélrænt eða efnafræðilega til að fjarlægja efni sem ekki eru sellulósa til að fá háhreinan sellulósa. Bómullartrefjar, viðarkvoða o.s.frv. geta verið algengar hráefnisuppsprettur. Í meðferðarferlinu er basa (eins og natríumhýdroxíð) notað til að hjálpa til við að leysa upp efni sem ekki eru sellulósa, og afgangurinn er aðallega sellulósa.
2. Alkalization meðferð
Hreinsað sellulósa verður fyrst að vera basískt. Þetta skref er að gera hýdroxýlhópana á sellulósa sameindakeðjunni virkari svo að þeir geti hvarfast auðveldara við eterunarefnið. Helstu skrefin í basameðferðinni eru sem hér segir:
Hvarf sellulósa við basa: sellulósa er blandað saman við sterkan basa (venjulega natríumhýdroxíð) til að framleiða alkalí sellulósa (alkalí sellulósa). Þetta ferli er venjulega framkvæmt í vatnskenndum miðli. Alkalí sellulósa er hvarfafurð sellulósa og natríumhýdroxíðs. Þetta efni hefur lausari uppbyggingu og meiri hvarfvirkni, sem stuðlar að síðari eterunarviðbrögðum.
Alkaliseringarferlið fer aðallega fram við viðeigandi hitastig og rakastig, venjulega á bilinu 20 ℃ ~ 30 ℃ í nokkrar klukkustundir til að tryggja að hýdroxýlhóparnir í sellulósasameindunum séu að fullu virkjaðir.
3. Eterunarviðbrögð
Eterun er lykilskref í framleiðslu á hýdroxýetýlsellulósa. Hýdroxýetýl sellulósa er framleitt með því að hvarfa alkalí sellulósa við etýlenoxíð til að setja hýdroxýetýl hópa. Sérstök skref eru sem hér segir:
Hvarf við etýlenoxíð: Alkalí sellulósa hvarfast við ákveðið magn af etýlenoxíði við ákveðin hita- og þrýstingsskilyrði. Hringbyggingin í etýlenoxíði opnast til að mynda etertengi, hvarfast við hýdroxýlhópana í sellulósasameindunum og kynnir hýdroxýetýlhópa (–CH2CH2OH). Þetta ferli getur stillt magn eterunar með því að stjórna hvarfskilyrðum (svo sem hitastigi, þrýstingi og tíma).
Hvarfið er venjulega framkvæmt í basísku umhverfi til að tryggja skilvirkni eterunar. Viðbragðshitastigið er yfirleitt 50 ℃ ~ 100 ℃ og viðbragðstíminn er nokkrar klukkustundir. Með því að stilla magn etýlenoxíðs er hægt að stjórna útskiptastig lokaafurðarinnar, það er hversu mörgum hýdroxýlhópum í sellulósasameindunum er skipt út fyrir hýdroxýetýlhópa.
4. Hlutleysing og þvottur
Eftir að eterunarhvarfinu er lokið þarf að hlutleysa basísku efnin í hvarfkerfinu. Algengt er að hlutleysandi efni séu súr efni eins og ediksýra eða saltsýra. Hlutleysingarferlið mun hlutleysa umfram basa í sölt, sem mun ekki hafa áhrif á frammistöðu vörunnar.
Hlutleysingarviðbrögð: Takið afurðina úr reactorinu og bætið við hæfilegu magni af sýru til hlutleysingar þar til pH gildið í kerfinu er orðið hlutlaust. Þetta ferli fjarlægir ekki aðeins basaleifar heldur dregur einnig úr áhrifum aukaafurða hvarfsins á frammistöðu hýdroxýetýlsellulósa.
Þvottur og ofþornun: Hlutleystu vöruna þarf að þvo nokkrum sinnum, venjulega með vatni eða etanóli og öðrum leysiefnum til að skola burt óhreinindi og aukaafurðir. Þvegin varan er þurrkuð með skilvindu, síupressun og öðrum aðferðum til að draga úr rakainnihaldi.
5. Þurrkun og mulning
Eftir þvott og ofþornun inniheldur hýdroxýetýlsellulósan enn ákveðið magn af raka og þarf að þurrka það frekar. Þurrkunarferlið er hægt að framkvæma með loftþurrkun eða loftþurrkun til að tryggja að varan hafi góðan stöðugleika við geymslu og notkun.
Þurrkun: Þurrkaðu vöruna við ákveðið hitastig (venjulega undir 60°C) til að fjarlægja leifar af raka. Þurrkunarhitastigið ætti ekki að vera of hátt, annars getur það valdið niðurbroti vöru og haft áhrif á frammistöðu þess.
Mylja og skima: Þurrkaður hýdroxýetýlsellulósa er venjulega til í kubbum eða klumpum og verður að mylja hann til að fá fínt duft. Einnig þarf að skima muldu vöruna til að fá kornastærðardreifingu sem uppfyllir kröfurnar til að tryggja leysni hennar og dreifileika í hagnýtri notkun.
6. Prófanir og pökkun lokaafurða
Eftir framleiðslu þarf að prófa hýdroxýetýlsellulósa fyrir gæði til að tryggja að frammistöðuvísar hans uppfylli staðlaðar kröfur. Prófunaratriði innihalda venjulega:
Seigjumæling: Seigja hýdroxýetýlsellulósa eftir upplausn í vatni er mikilvægur gæðavísir sem hefur áhrif á notkun þess í húðun, smíði, daglegum efnum og öðrum sviðum.
Rakainnihald: Prófaðu rakainnihald vörunnar til að tryggja geymslustöðugleika hennar.
Staðgráða (DS) og mólskipti (MS): Ákvarða gráðu skiptingar og mólskipta í vörunni með efnagreiningu til að tryggja áhrif eterunarhvarfsins.
Eftir að hafa staðist prófið verður hýdroxýetýlsellulósa pakkað í duft eða kornvörur, venjulega í rakaþéttum plastpokum eða pappírspokum til að koma í veg fyrir að hann rakist eða mengist.
Framleiðsluferlið hýdroxýetýlsellulósa felur aðallega í sér þrepin sellulósaútdráttar, basameðferðar, eterunarhvarfs, hlutleysingar og þvotts, þurrkunar og mulningar. Allt ferlið er háð basa og eteringu í efnahvarfinu og sellulósanum er gefið gott vatnsleysni og þykknandi eiginleika með því að setja inn hýdroxýetýlhópa. Hýdroxýetýl sellulósa er mikið notað í mörgum atvinnugreinum, svo sem þykkingarefni fyrir húðun, vatnsheldur efni fyrir byggingarefni, sveiflujöfnun í daglegum efnavörum osfrv. Hver hlekkur í framleiðsluferlinu þarf að vera strangt stjórnað til að tryggja hágæða og stöðugan árangur af vörunni.
Birtingartími: 25. október 2024