Hydroxypropyl Methyl Cellulose Ether טכנולוגיה

אתר תאית הידרוקסיפרופיל מתיל הוא סוג של אתר תאית לא קוטבי המסיס במים קרים המתקבלים מתאית טבעית באמצעות אלקליזציה ושינוי האתריפיקציה.

מילות מפתח:אתר הידרוקסיפרופיל מתילצלולוזה; תגובת אלקליזציה; תגובת אתריפיקציה

1. טכנולוגיה

תאית טבעית אינה מסיסה במים ובממיסים אורגניים, יציבה לאור, חום, חומצה, מלח ומדיה כימית אחרת, וניתן להרטיב אותה בתמיסת אלקלית מדוללת כדי לשנות את פני השטח של תאית.

אתר תאית מתיל הידרוקסיפרופיל הוא סוג של אתר תאית לא קוטבי, מסיס במים קרים, המתקבל מתאית טבעית באמצעות אלקליזציה ושינוי האתריפיקציה.

2. נוסחת התגובה הכימית העיקרית

2.1 תגובת אלקליזציה

קיימות שתי אפשרויות לתגובה של תאית ונתרן הידרוקסיד, כלומר, לפי תנאים שונים ליצור תרכובות מולקולריות, R – OH – NaOH; או ליצור תרכובות אלכוהול מתכת, R – ONa.

רוב החוקרים מאמינים שתאית מגיבה עם אלקלי מרוכז ליצירת חומר קבוע, וחושבת שכל אחת או שתי קבוצות גלוקוז משולבות עם מולקולת NaOH אחת (קבוצת גלוקוז אחת משולבת עם שלוש מולקולות NaOH כשהתגובה הושלמה).

C6H10O5 + NaOH→C6H10O5 NaOH או C6H10O5 + NaOH→C6H10O4 ONa + H2O

C6H10O5 + NaOH→(C6H10O5) 2 NaOH או C6H10O5 + NaOH→C6H10O5 C6H10O4 ONa + H2O

לאחרונה, כמה חוקרים מאמינים שלאינטראקציה בין תאית ואלקלי מרוכז יהיו שתי השפעות בו-זמנית.

ללא קשר למבנה, ניתן לשנות את הפעילות הכימית של תאית לאחר פעולת תאית ואלקלי, והיא יכולה להגיב עם מדיות כימיות שונות כדי להשיג מינים משמעותיים.

2.2 תגובת אתריפיקציה

לאחר אלקליזציה, התאית האלקלית הפעילה מגיבה עם חומר האתרה ליצירת אתר תאית. חומרי האetherifying המשמשים הם מתיל כלוריד ופרופילן אוקסיד.

נתרן הידרוקסיד פועל כמו זרז.

n ו-m מייצגים את מידת ההחלפה של הידרוקסיפרופיל ומתיל ביחידת התאית, בהתאמה. הסכום המקסימלי של m + n הוא 3.

בנוסף לתגובה העיקרית המוזכרת לעיל, ישנן גם תגובות לוואי:

CH2CH2OCH3 + H2O→HOCH2CH2OHCH3

CH3Cl + NaOH→CH3OH + NaCl

3. תיאור תהליך של אתר hydroxypropyl methylcellulose

תהליך האתר הידרוקסיפרופיל מתיל תאית (בקיצור "אתר תאית") מורכב באופן גס מ-6 תהליכים, כלומר: ריסוק חומרי גלם, (אלקליניזציה) etherification, הסרת ממס, סינון וייבוש, ריסוק וערבוב, ואריזת מוצר מוגמר.

3.1 הכנת חומר גלם

התאית הטבעית המוך הקצרה שנרכשה בשוק נכתשת לאבקה על ידי מכתש כדי להקל על העיבוד הבא; האלקלי המוצק (או האלקלי הנוזלי) מומס ומוכן ומחומם לכ-90°C להכנת תמיסה של 50% סודה קאוסטית לשימוש. הכן תגובה מתיל כלוריד, סוכן האתרה של פרופילן אוקסיד, איזופרופנול וממס תגובת טולואן בו זמנית.

בנוסף, תהליך התגובה דורש חומרי עזר כמו מים חמים ומים טהורים; קיטור, מי קירור בטמפרטורה נמוכה ומי קירור במחזור נדרשים כדי לסייע בכוח.

חומרי האתרה קצרים, מתיל כלוריד ופרופילן אוקסיד הם החומרים העיקריים לייצור תאית מאפרת, ובכמות גדולה משתמשים ב-linters קצרים. מתיל כלוריד ופרופילן אוקסיד משתתפים בתגובה כסוכני האתרה לשינוי תאית טבעית, כמות השימוש אינה גדולה.

הממיסים (או המדללים) כוללים בעיקר טולואן ואיזופרופנול, שבעצם אינם נצרכים, אך לאור הפסדים נגררים ומנדיפים, יש הפסד קל בייצור, והכמות המשמשת קטנה מאוד.

לתהליך הכנת חומרי הגלם יש שטח מיכל חומרי גלם ומחסן חומרי גלם צמוד. חומרים מאתרים וממיסים, כגון טולואן, איזופרופנול וחומצה אצטית (המשמשים להתאמת ערך ה-pH של המגיבים), מאוחסנים באזור מיכל חומרי הגלם. האספקה ​​של מוך קצר מספיקה, ניתן לספק על ידי השוק בכל עת.

המוך הקצר הכתוש נשלח לבית המלאכה עם עגלה לשימוש.

3.2 (אלקליניזציה) האתריפיקציה

האתריפיקציה (אלקלינית) היא תהליך חשוב בתהליך האתריפיקציה של תאית. בשיטת הייצור המוקדמת יותר, התגובות הדו-שלביות בוצעו בנפרד. כעת התהליך משופר, והתגובות הדו-שלביות משולבות בשלב אחד ומתבצעות בו זמנית.

ראשית, שאבו את מיכל האטריפיקציה כדי להסיר את האוויר, ולאחר מכן החליפו אותו בחנקן כדי להפוך את המיכל נקי מאוויר. הוסיפו את תמיסת הנתרן הידרוקסיד המוכנה, הוסיפו כמות מסוימת של איזופרופנול וממס טולואן, התחל לערבב, לאחר מכן הוסיפו צמר גפן קצר, הפעל את המים במחזור להתקרר, ולאחר שהטמפרטורה יורדת לרמה מסוימת, הפעל את ה- נמוך- טמפרטורת מים להורדת טמפרטורת החומר במערכת ירידה לכ-20℃, ולשמור על התגובה לפרק זמן מסוים כדי להשלים את האלקליזציה.

לאחר האלקליזציה, הוסף את חומר האתריס מתיל כלוריד ופרופילן אוקסיד שנמדדו על ידי מיכל המדידה ברמה גבוהה, המשך להתחיל לערבב, השתמש בקיטור כדי להעלות את טמפרטורת המערכת לכמעט 70℃~ 80℃, ולאחר מכן השתמש במים חמים להמשך חימום ותחזוקה טמפרטורת התגובה נשלטת, ולאחר מכן טמפרטורת התגובה וזמן התגובה נשלטים, וניתן להשלים את הפעולה על ידי ערבוב וערבוב למשך פרק זמן מסוים.

התגובה מתבצעת בערך ב-90°C ו-0.3 MPa.

3.3 השמדה

חומרי התהליך המוזכרים לעיל נשלחים למסיר הממס, והחומרים מופשטים ומחוממים בקיטור, והממיסים של הטולואן והאיזופרופנול מתאדים ומוחזרים למחזור.

הממס המתאדה מקורר תחילה ומתעבה חלקית במים במחזור, ולאחר מכן מעובה במים בטמפרטורה נמוכה, ותערובת העיבוי נכנסת לשכבת הנוזל והמפריד כדי להפריד בין המים לממס. הממס המעורב של טולואן ואיזופרופנול בשכבה העליונה מותאם בפרופורציה. השתמש בו ישירות, והחזר את המים ואת תמיסת האיזופרופנול בשכבה התחתונה למסיר הממס לשימוש.

הוסף חומצה אצטית למגיב לאחר הפירוק כדי לנטרל עודף נתרן הידרוקסיד, ולאחר מכן השתמש במים חמים כדי לשטוף את החומר, עשה שימוש מלא בקרישיות האופיינית לאתר תאית למים חמים כדי לשטוף את אתר התאית, ועידון את המגיב. החומרים המעודנים נשלחים לתהליך הבא להפרדה וייבוש.

3.4 מסננים ומייבשים

החומר המעודן נשלח למפריד הברגים האופקי על ידי משאבת בורג בלחץ גבוה כדי להפריד מים חופשיים, והחומר המוצק הנותר נכנס למייבש האוויר דרך מזין הברגים, מתייבש במגע עם אוויר חם, ולאחר מכן עובר דרך הציקלון מפריד ואוויר הפרדה, החומר המוצק נכנס לריסוק שלאחר מכן.

המים המופרדים על ידי המפריד הספירלי האופקי נכנסים למיכל הטיפול במים לאחר שקיעה במיכל השקיעה כדי להפריד את התאית הנגררת.

3.5 ריסוק וערבוב

לאחר הייבוש, לתאית המאופרת יהיה גודל חלקיקים לא אחיד, אותו יש לכתוש ולערבב כך שחלוקת גודל החלקיקים והמראה הכללי של החומר יעמדו בדרישות התקן של המוצר.

3. 6 אריזות מוצר מוגמר

החומר המתקבל לאחר פעולות ריסוק וערבוב הוא התאית המוכנה המוגמרת, אותה ניתן לארוז ולהכניס לאחסון.

4. סיכום

השפכים המופרדים מכילים כמות מסוימת של מלח, בעיקר נתרן כלורי. מי השפכים מתאדים כדי להפריד את המלח, וניתן לעבות את הקיטור המשני שהתנדף כדי לשחזר מים מעובים, או לפרוק ישירות. המרכיב העיקרי של המלח המופרד הוא נתרן כלורי, המכיל גם כמות מסוימת של נתרן אצטט בגלל הנטרול עם חומצה אצטית. למלח זה יש ערך ניצול תעשייתי רק לאחר התגבשות מחדש, הפרדה וטיהור.