Secondo statistiche incomplete, l'attuale produzione globale di etere di cellulosa non ionico ha raggiunto più di 500.000 tonnellate e l'idrossipropilmetilcellulosa ha rappresentato l'80% fino a oltre 400.000 tonnellate, negli ultimi due anni in Cina diverse aziende hanno ampliato rapidamente la produzione l'espansione della capacità ha raggiunto circa 180.000 tonnellate, di cui circa 60.000 tonnellate per il consumo interno. Di queste, più di 550 milioni di tonnellate sono utilizzate nell'industria e circa il 70% come additivi per l'edilizia.
A causa dei diversi usi dei prodotti, anche i requisiti dell'indice di ceneri dei prodotti possono essere diversi, in modo che la produzione possa essere organizzata in base ai requisiti dei diversi modelli nel processo di produzione, il che favorisce l'effetto del risparmio energetico, riduzione dei consumi e riduzione delle emissioni.
1 cenere di idrossipropilmetilcellulosa e le sue forme esistenti
L'idrossipropilmetilcellulosa (HPMC) è chiamata cenere secondo gli standard di qualità del settore e solfato o residuo caldo secondo la farmacopea, che può essere semplicemente intesa come un'impurità salina inorganica nel prodotto. Il principale processo di produzione dell'alcali forte (idrossido di sodio) attraverso la reazione all'aggiustamento finale del pH al sale neutro e alle materie prime originariamente inerenti alla somma del sale inorganico.
Metodo per la determinazione delle ceneri totali; Dopo che una certa quantità di campioni viene carbonizzata e bruciata in un forno ad alta temperatura, le sostanze organiche vengono ossidate e decomposte, fuoriuscendo sotto forma di anidride carbonica, ossidi di azoto e acqua, mentre le sostanze inorganiche rimangono sotto forma di solfato, fosfato, carbonato, cloruro e altri sali inorganici e ossidi metallici. Questi residui sono cenere. La quantità di ceneri totale nel campione può essere calcolata pesando il residuo.
A seconda del processo si utilizzano acidi diversi e si produrranno sali diversi: principalmente cloruro di sodio (generato dalla reazione degli ioni cloruro nel clorometano e idrossido di sodio) più la neutralizzazione di altri acidi può produrre acetato di sodio, solfuro di sodio o ossalato di sodio.
2. Requisiti di ceneri di idrossipropilmetilcellulosa di grado industriale
L'idrossipropilmetilcellulosa viene utilizzata principalmente come addensante, emulsionante, filmogeno, colloide protettivo, ritenzione idrica, adesione, antienzimatico e inerte metabolico e altri usi, è ampiamente utilizzata in molti campi industriali, che possono essere approssimativamente suddivisi nei seguenti aspetti:
(1) Costruzione: il ruolo principale è la ritenzione idrica, l'ispessimento, la viscosità, la lubrificazione, l'aiuto al flusso per migliorare la lavorabilità del cemento e del gesso, il pompaggio. Rivestimenti architettonici, i rivestimenti in lattice sono utilizzati principalmente come colloide protettivo, filmogeno, agente addensante e coadiuvante nella sospensione dei pigmenti.
(2) Cloruro di polivinile: utilizzato principalmente come disperdente nella reazione di polimerizzazione del sistema di polimerizzazione in sospensione.
(3) prodotti chimici quotidiani: utilizzati principalmente come materiali protettivi, possono migliorare l'emulsificazione del prodotto, l'antienzima, la dispersione, l'adesione, l'attività superficiale, la formazione di film, l'idratazione, la formazione di schiuma, la formazione, l'agente distaccante, l'ammorbidente, il lubrificante e altre proprietà;
(4) Industria farmaceutica: nell'industria farmaceutica viene utilizzata principalmente per la produzione di preparati, utilizzata come preparazione solida di agenti di rivestimento, materiale per capsule cave, legante, utilizzata per scheletro farmaceutico a rilascio lento, filmogeno, agente che forma pori, utilizzata come liquido, addensamento, emulsionamento, sospensione, applicazione della matrice della preparazione semisolida;
(5) Ceramica: utilizzata come agente formante legante per billette dell'industria ceramica, agente disperdente per il colore dello smalto;
(6) fabbricazione della carta: dispersione, colorante, agente rinforzante;
(7) Stampa e tintura di tessuti: pasta di stoffa, colore, diluente del colore:
(8) Produzione agricola: in agricoltura, può essere utilizzato per trattare i semi delle colture, migliorare il tasso di germinazione, proteggere l'umidità e prevenire la muffa, mantenere la frutta fresca, agente a rilascio lento di fertilizzanti chimici e pesticidi, ecc.
Secondo il feedback dell'esperienza applicativa a lungo termine di cui sopra e il riepilogo degli standard di controllo interno di alcune imprese straniere e nazionali, solo alcuni prodotti di polimerizzazione del cloruro di polivinile e prodotti chimici quotidiani sono necessari per controllare il sale inferiore a 0,010 e la farmacopea di vari paesi richiedono di controllare il sale inferiore a 0,015. E altri usi del controllo del sale possono essere relativamente più ampi, in particolare i prodotti da costruzione oltre alla produzione di mastice, il sale per vernici ha determinati requisiti, il resto può controllare il sale < 0,05 può sostanzialmente soddisfare l'uso.
3 Processo con idrossipropilmetilcellulosa e metodo di rimozione del sale
I principali metodi di produzione dell'idrossipropilmetilcellulosa in patria e all'estero sono i seguenti:
(1) Metodo della fase liquida (metodo dell'impasto liquido): la polvere fine di cellulosa da frantumare viene dispersa in circa 10 volte di solvente organico in un reattore verticale o orizzontale con forte agitazione, quindi vengono aggiunti liscivia quantitativa e agente eterificante per la reazione. Dopo la reazione, il prodotto è stato lavato, essiccato, frantumato e setacciato con acqua calda.
(2) Metodo in fase gassosa (metodo gas-solido): la reazione della polvere di cellulosa in procinto di essere frantumata viene completata allo stato semisecco aggiungendo direttamente liscivia quantitativa e agente eterificante e una piccola quantità di sottoprodotti a basso punto di ebollizione in un reattore orizzontale con forte agitazione. Per la reazione non sono necessari ulteriori solventi organici. Dopo la reazione, il prodotto è stato lavato, essiccato, frantumato e setacciato con acqua calda.
(3) Metodo omogeneo (metodo di dissoluzione): l'orizzontale può essere aggiunto direttamente dopo la frantumazione della cellulosa con un reattore a forte agitazione sparso in naoh/urea (o altri solventi di cellulosa) circa 5 ~ 8 volte di solvente di congelamento dell'acqua nel solvente, quindi aggiungendo liscivia quantitativa e agente eterificante sulla reazione, dopo la reazione con la reazione di precipitazione dell'acetone buon etere di cellulosa, viene quindi lavato in acqua calda, essiccato, frantumato e setacciato per ottenere il prodotto finito. (Non è ancora in produzione industriale).
La reazione finale, indipendentemente dall'uso dei metodi sopra menzionati, contiene molto sale, in base ai diversi processi che possono produrre sono: cloruro di sodio e acetato di sodio, solfuro di sodio, ossalato di sodio e così via, sale mescolato, necessario attraverso la desalinizzazione, il uso del sale nella solubilità in acqua, generalmente con abbondante lavaggio con acqua calda, ora le principali attrezzature e modalità di lavaggio sono:
(1) filtro a nastro per aspirazione; Lo fa assorbendo la materia prima finita con acqua calda e poi lavando il sale distribuendo uniformemente l'impasto su un nastro filtrante spruzzando acqua calda su di esso e aspirandolo sotto.
(2) Centrifuga orizzontale: alla fine della reazione del materiale grezzo nell'impasto liquido con acqua calda per diluire il sale disciolto in acqua calda e quindi attraverso la separazione per centrifugazione verrà effettuata la separazione liquido-solido per rimuovere il sale.
(3) con il filtro a pressione, alla fine della reazione del materiale grezzo nell'impasto liquido con acqua calda, nel filtro a pressione, prima con acqua soffiata a vapore e poi con acqua calda spruzzata N volte con acqua soffiata a vapore per separare e togliere il sale.
Lavaggio con acqua calda per rimuovere i sali disciolti, perché è necessario unire l'acqua calda, lavando, tanto più quanto minore è il contenuto di ceneri e viceversa, quindi la sua cenere è direttamente correlata alla quantità di acqua calda, l'industria generale prodotto se il controllo delle ceneri è inferiore all'1% UTILIZZA acqua calda 10 tonnellate, se il controllo è inferiore al 5% saranno necessarie circa 6 tonnellate di acqua calda.
Le acque reflue in etere di cellulosa hanno una domanda chimica di ossigeno (COD) superiore a 60.000 mg/l e un contenuto di sale superiore a 30.000 mg/l, quindi è molto costoso trattare tali acque reflue, perché è difficile trattarle direttamente sale biochimico così alto e non è consentito diluirlo secondo gli attuali requisiti nazionali di protezione ambientale. La soluzione definitiva è rimuovere il sale mediante distillazione. Pertanto, una tonnellata in più di lavaggio con acqua bollente genererà una tonnellata in più di liquami. Secondo l'attuale tecnologia MUR ad alta efficienza energetica, il costo complessivo di ogni tonnellata di acqua concentrata di lavaggio è di circa 80 yuan e il costo principale è il consumo energetico complessivo.
Effetto di 4 ceneri sul tasso di ritenzione idrica dell'idrossipropilmetilcellulosa industriale
HPMC svolge principalmente tre ruoli nella ritenzione idrica, nell'ispessimento e nella comodità di costruzione nei materiali da costruzione.
Ritenzione idrica: per aumentare il tempo di apertura della ritenzione idrica del materiale, per coadiuvare pienamente la sua funzione di idratazione.
Ispessimento: la cellulosa può essere addensata per svolgere una sospensione, in modo che la soluzione mantenga uniforme su e giù lo stesso ruolo, resistenza al flusso sospeso.
Costruzione: lubrificazione a base di cellulosa, può avere una buona costruzione. HPMC non partecipa al modo in cui avviene la reazione chimica, svolge solo un ruolo ausiliario. Uno dei più importanti è la ritenzione d'acqua, la ritenzione d'acqua della malta influisce sull'omogeneizzazione della malta e quindi influisce sulle proprietà meccaniche e sulla durabilità della malta indurita. La malta per muratura e la malta per intonaco sono due parti importanti dei materiali di malta e l'importante campo di applicazione della malta per muratura e della malta per intonaco è la struttura della muratura. Poiché il blocco nell'applicazione nel processo dei prodotti è allo stato secco, al fine di ridurre il blocco secco del forte assorbimento d'acqua della malta, la costruzione adotta il blocco prima della preumidificazione, per bloccare un determinato contenuto di umidità e mantenere l'umidità nella malta per bloccare l'assorbimento eccessivo del materiale, è possibile mantenere la normale idratazione del materiale gelificante interno come la malta cementizia. Tuttavia, fattori come la differenza del tipo di blocco e il grado di pre-bagnatura del sito influenzeranno il tasso di perdita d'acqua e la perdita d'acqua della malta, il che porterà pericoli nascosti alla qualità complessiva della struttura in muratura. La malta con eccellente ritenzione idrica può eliminare l'influenza dei materiali dei blocchi e dei fattori umani e garantire l'omogeneità della malta.
L'effetto della ritenzione d'acqua sulle prestazioni di indurimento della malta si riflette principalmente nell'effetto sull'area di interfaccia tra malta e blocco. Con la rapida perdita d'acqua della malta con scarsa ritenzione idrica, il contenuto di acqua della malta nella parte di interfaccia è ovviamente insufficiente e il cemento non può essere completamente idratato, il che influisce sul normale sviluppo della resistenza. La forza di adesione dei materiali a base cementizia è prodotta principalmente dall'ancoraggio dei prodotti di idratazione del cemento. L'insufficiente idratazione del cemento nell'area dell'interfaccia riduce la forza di adesione dell'interfaccia e aumentano il rigonfiamento e la fessurazione della malta.
Pertanto, scegliendo il modello più sensibile ai requisiti di ritenzione idrica, costruire tre lotti di diversa viscosità con il marchio K, attraverso diversi modi di lavaggio per far apparire lo stesso numero di lotto due contenuto di ceneri previsto, quindi secondo l'attuale metodo comune di test di ritenzione idrica (metodo della carta da filtro ) sullo stesso numero di lotto, diverso contenuto di ceneri della ritenzione idrica di tre gruppi di campioni, le specifiche come segue:
4.1 Metodo sperimentale per rilevare il tasso di ritenzione idrica (metodo con carta da filtro)
4.1.1 Applicazione di strumenti e attrezzature
Miscelatore per impasto di cemento, cilindro graduato, bilancia, cronometro, contenitore in acciaio inossidabile, cucchiaio, anello in acciaio inossidabile (diametro interno φ100 mm× diametro esterno φ110 mm× altezza 25 mm, carta da filtro veloce, carta da filtro lenta, lastra di vetro.
4.1.2 Materiali e reagenti
CEMENTO Portland ordinario (425#), SABBIA STANDARD (SABBIA SENZA FANGO LAVATA DALL'ACQUA), CAMPIONE DI PRODOTTO (HPMC), ACQUA PULITA PER L'ESPERIMENTO (ACQUA DEL RUBINETTO, ACQUA MINERALE).
4.1.3 Condizioni di analisi sperimentale
Temperatura di laboratorio: 23±2 ℃; Umidità relativa: ≥ 50%; La temperatura dell'acqua del laboratorio è uguale alla temperatura ambiente di 23 ℃.
4.1.4 Metodi sperimentali
Posizionare la lastra di vetro sulla piattaforma operativa, posizionare sopra la carta da filtro cronica pesata (peso: M1), quindi posizionare un pezzo di carta da filtro veloce sulla carta da filtro lenta, quindi posizionare uno stampo ad anello di metallo sulla carta da filtro veloce ( lo stampo ad anello non deve superare la carta da filtro veloce circolare).
Pesare accuratamente (425#) cemento 90 g; Sabbia standard 210 g; Prodotto (campione) 0,125 g; Versare in un contenitore di acciaio inossidabile e mescolare bene (miscela secca).
Utilizzare una betoniera (il recipiente e le foglie sono puliti e asciutti, pulire e asciugare accuratamente dopo ogni esperimento, mettere da parte). Utilizzare un cilindro graduato per misurare 72 ml di acqua pulita (23 ℃), versare prima nel recipiente di agitazione, quindi versare il materiale preparato, infiltrare per 30 s; Allo stesso tempo, sollevare la pentola nella posizione di miscelazione, avviare il mixer e mescolare a bassa velocità (cioè agitazione lenta) per 60 secondi; Fermarsi per 15 secondi e raschiare il liquame sul muro e versarlo nella pentola; Continuare a frullare velocemente per 120 secondi fino a fermarsi. Versare (caricare) tutta la malta miscelata nello stampo ad anello in acciaio inossidabile rapidamente e cronometrare dal momento in cui la malta tocca la carta da filtro veloce (premere il cronometro). Dopo 2 minuti, lo stampo ad anello è stato capovolto e la carta da filtro cronica è stata estratta e pesata (peso: M2). Eseguire l'esperimento in bianco secondo il metodo sopra indicato (il peso della carta da filtro cronica prima e dopo la pesatura è M3, M4)
Il metodo di calcolo è il seguente:
(1)
Dove, M1 - il peso della carta da filtro cronica prima dell'esperimento campione; M2 — peso della carta da filtro cronica dopo l'esperimento campione; M3 — peso della carta da filtro cronica prima dell'esperimento in bianco; M4 — peso della carta da filtro cronica dopo l'esperimento in bianco.
4.1.5 Precauzioni
(1) la temperatura dell'acqua pulita deve essere di 23 ℃ e la pesatura deve essere accurata;
(2) dopo aver mescolato, rimuovere la pentola e mescolare uniformemente con un cucchiaio;
(3) lo stampo deve essere installato rapidamente e la malta verrà compattata in modo piatto e solido durante l'installazione;
(4) Assicurarsi di cronometrare il momento in cui la malta tocca la carta da filtro veloce e non versare la malta sulla carta da filtro esterna.
4.2 il campione
Sono stati selezionati tre numeri di lotto con viscosità diverse della stessa marca K come: viscosità 201302028 75.000 mPa·s, viscosità 20130233 150.000 mPa·s, viscosità 20130236 200.000 mPa·s attraverso lavaggi diversi per ottenere lo stesso numero di lotto di due diversi cenere (vedi Tabella 3.1). Controllare quanto più possibile l'umidità e il pH dello stesso lotto di campioni, quindi eseguire il test del tasso di ritenzione idrica secondo il metodo sopra indicato (metodo con carta da filtro).
4.3 Risultati sperimentali
I risultati dell'analisi dell'indice dei tre lotti di campioni sono mostrati nella Tabella 1, i risultati del test dei tassi di ritenzione idrica di diverse viscosità sono mostrati nella Figura 1 e i risultati dei test dei tassi di ritenzione idrica di diverse ceneri e pH sono mostrati nella Figura 2 .
(1) I risultati dell'analisi dell'indice dei tre lotti di campioni sono mostrati nella Tabella 1
Tabella 1 Risultati dell'analisi di tre lotti di campioni
progetto
Lotto n.
Cenere %
pH
Viscosità/mPa, s
Acqua / %
Ritenzione idrica
201302028
4.9
4.2
75.000,
6
76
0.9
4.3
74.500,
5.9
76
20130233
4.7
4.0
150.000,
5.5
79
0,8
4.1
140.000,
5.4
78
20130236
4.8
4.1
200.000,
5.1
82
0.9
4.0
195.000,
5.2
81
(2) I risultati del test di ritenzione idrica dei tre lotti di campioni con viscosità diverse sono mostrati nella Figura 1.
FICO. 1 Risultati del test di ritenzione idrica di tre lotti di campioni con viscosità diverse
(3) I risultati del rilevamento del tasso di ritenzione idrica di tre lotti di campioni con contenuto di ceneri e pH diversi sono mostrati nella Figura 2.
FICO. 2 Risultati del rilevamento del tasso di ritenzione idrica di tre lotti di campioni con contenuto di ceneri e pH diversi
Attraverso i risultati sperimentali di cui sopra, l'influenza del tasso di ritenzione idrica deriva principalmente dalla viscosità, al contrario, un'elevata viscosità rispetto al suo elevato tasso di ritenzione idrica sarà scarsa. La fluttuazione del contenuto di ceneri nell'intervallo compreso tra 1% e 5% non influisce quasi sul tasso di ritenzione idrica, quindi non influirà sulle prestazioni di ritenzione idrica.
5 conclusione
Al fine di rendere la norma più applicabile alla realtà e conformarsi alla tendenza sempre più severa del risparmio energetico e della tutela dell’ambiente, si suggerisce che:
Lo standard industriale dell'idrossipropilmetilcellulosa industriale è formulato nel controllo delle ceneri per gradi, quali: ceneri di controllo di livello 1 < 0,010, ceneri di controllo di livello 2 < 0,050. In questo modo il produttore può scegliere di lasciare anche all'utente più scelte. Allo stesso tempo, il prezzo può essere fissato in base al principio di alta qualità e prezzo elevato per evitare confusione nel mercato. La cosa più importante è che il risparmio energetico e la tutela dell'ambiente rendano la produzione di prodotti più amichevole e in armonia con l'ambiente.
Orario di pubblicazione: 09-settembre-2022