不完全な統計によると、非イオン性セルロースエーテルの現在の生産量は世界中で 500,000 トン以上に達しており、ヒドロキシプロピルメチルセルロースHPMC40万トンのうち80％を占め、中国ではここ2年間で多くの企業が生産能力を急速に拡大し、現在の生産能力は約18万トン、国内消費量は約6万トン、このうち5億5千万トン以上となっている。トンは産業で使用され、約 70% は建築添加物として使用されます。
製品の用途が異なるため、製品の灰分指数の要件も異なる場合があります。そのため、生産プロセスにおいて、さまざまなモデルの要件に応じて生産を組織することは、エネルギーの節約、消費量の削減、およびエネルギー削減の効果に役立ちます。排出削減。
1. ヒドロキシプロピルメチルセルロースHPMCおよびその既存形態の灰分含有量
ヒドロキシプロピル メチル セルロース (HPMC) の工業品質基準では灰と呼ばれ、薬局方では硫酸塩、つまり燃焼残渣と呼ばれるものは、単純に製品中の無機塩の不純物として理解できます。主に強アルカリ（水酸化ナトリウム）の製造工程により、反応を経て最終的にpHを中性塩に調整し、原料本来の無機塩和となります。
総灰の決定方法；一定量のサンプルを炭化した後、高温の炉で焼成すると、有機物は酸化分解されて二酸化炭素、窒素酸化物、水の形で出てきますが、無機物は硫酸塩、リン酸塩、炭酸塩の形で残ります。 、塩化物および他の無機塩および金属酸化物、これらの残留物は灰です。サンプルの総灰分は、残留物の重量を量ることによって計算できます。
プロセスに応じて、さまざまな酸を使用してさまざまな塩が生成されます。主に塩化ナトリウム（クロロメタン中の塩化物イオンと水酸化ナトリウムの反応による）と、その他の酸の中和により、酢酸ナトリウム、硫化ナトリウムまたはシュウ酸ナトリウムが生成されます。
2. ヒドロキシプロピルメチルセルロース HPMC の灰分要件
ヒドロキシプロピルメチルセルロース HPMC は、主に増粘、乳化、フィルム形成、コロイド保護、保水、接着、酵素耐性、代謝慣性などの目的で使用されます。産業の多くの分野で広く使用されており、大きく次の側面に分けることができます。 :
(1) 建設：主な役割は、保水、増粘、粘度、潤滑、セメントおよび石膏の加工性を向上させるための流動、ポンプ輸送です。建築用塗料、ラテックス塗料は主に保護コロイド、皮膜形成剤、増粘剤、顔料懸濁助剤として使用されます。
(2) ポリ塩化ビニル：主に懸濁重合系の重合反応における分散剤として使用されます。
（3）日常の化学薬品：主に保護用品として使用され、製品の乳化、抗酵素、分散、結合、界面活性、皮膜形成、保湿、起泡、成形、離型剤、柔軟剤、潤滑剤などの特性を向上させることができます。
(4) 製薬産業: 製薬産業では主に製剤の製造に使用され、コーティング剤、中空カプセルのカプセル材料、結合剤の固形製剤、徐放剤の骨格、フィルム形成剤、孔形成剤などとして使用されます。液体、半固体の増粘、乳化、懸濁、マトリックス塗布などの製剤。
（5）セラミック：セラミック工業用ブランクの結合形成剤、釉薬色の分散剤として使用されます。
（６）紙：分散剤、着色剤、強化剤。
(7) 捺染及び染色：布用パルプ、染料、色拡張剤：
(8) 農業生産: 農業で作物の種子を処理するために使用され、発芽率の向上、保湿とカビの防止、果実の保存、化学肥料や農薬の持続放出が可能です。
上記の長期適用経験のフィードバックと一部の国内外企業の内部管理基準の概要から、PVC 重合の一部の製品と日用化学製品のみが塩分管理 < 0.010 と薬局方の塩分管理を必要としていることがわかります。さまざまな国では 0.015 未満の塩分管理が必要です。また、塩分制御の他の用途は比較的広く、特にパテの製造に加えて建設グレードの製品、コーティング塩には一定の要件があり、残りの塩分を0.05未満に制御できれば基本的に用途を満たすことができます。
3. ヒドロキシプロピルメチルセルロースHPMCのプロセスおよび製造方法
国内外のヒドロキシプロピルメチルセルロースHPMCの主な製造方法は3つあります。
(1) 液相法（スラリー法）：粉砕したセルロース粉末を縦型、横型反応器中で約10倍の有機溶媒に強撹拌しながら分散させ、定量的なアルカリ溶液とエーテル化剤を加えて反応させる。反応後、最終生成物は洗浄、乾燥、粉砕され、熱水で篩い分けされます。
(2) 気相法（気固法）：粉砕したセルロース粉末に、定量的な灰汁とエーテル化剤を直接添加し、少量の低沸点副生成物を回収することにより、ほぼ半乾式の状態で反応を完了させる。強力な撹拌を伴う横型反応器。反応のために有機溶媒を加える必要はありません。反応後、最終生成物は洗浄、乾燥、粉砕され、熱水で篩い分けされます。
(3) 均質法（溶解法）：強撹拌反応器でセルロースを粉砕した後、直接水平溶媒に水の約5～8倍のNaOH/尿素（またはセルロースの他の溶媒）を分散させた凍結溶媒を添加し、その後、反応時に定量的な灰汁とエーテル化剤を添加し、アセトンと反応させた後、良好なセルロースエーテルを沈殿させ、熱水洗浄、乾燥、粉砕、篩いにかけて最終製品を得る。 （まだ工業生産には至っていない）。
上記のどの種類の方法を使用しても反応は終了し、さまざまなプロセスに応じて、塩化ナトリウムと酢酸ナトリウム、硫化ナトリウム、シュウ酸ナトリウムなどの混合塩が生成され、脱塩が必要になります。水溶性の塩を使用し、一般にたっぷりの熱湯で洗浄します。現在、主な洗浄装置と洗浄方法は次のとおりです。
(1) ベルト真空フィルター。原料を熱湯でスラリー状に注ぎ、上から熱水を噴霧し、底部を真空にすることでフィルターベルト上にスラリーを均一に置き、塩を洗浄するために使用されます。
（２）横型遠心分離機：粗原料の熱水スラリー化反応終了後、溶解塩を熱水で希釈し、遠心分離により液体と固体を分離して塩を除去する。
（３）加圧濾過器を用いて、熱水によるスラリーへの粗物質の反応が終了するまでに、それを加圧濾過器に入れ、最初に蒸気で熱湯スプレーで水をＮ回吹き込み、次に蒸気で吹き飛ばす。塩を分離して除去するために水を加えます。
溶存塩分を除去するために熱湯洗浄を行います。熱湯を加えて洗浄する必要があるため、多ければ多いほど灰分が低くなり、その逆も同様であるため、その灰分は熱水の量に直接関係し、一般的な工業用製品の灰分濃度を1%以下に制御する場合は10トンの熱水を使用し、5%以下に制御する場合は約6トンの熱水を使用します。
セルロースエーテル排水の化学的酸素要求量 (COD) は 60,000 mg/L と高く、塩分も 30,000 mg/L 以上であるため、このような下水の処理には非常に高いコストが必要になります。現在の国の環境保護要件によれば、生化学は困難であり、処理を希釈することは許可されていません。根本的な解決策は、蒸留によって塩を除去することです。したがって、さらに 1 トンの熱湯洗浄を行うと、さらに 1 トンの汚水が発生します。高いエネルギー効率、蒸発、塩分除去を備えた現在のMUR技術によると、1トンの洗浄濃縮水の各処理の総合コストは約80元であり、主なコストは総合エネルギー消費です。
4. ヒドロキシプロピルメチルセルロースHPMCの水分保持に対する灰分含有量の影響
HPMCは建材において主に保水性、増粘性、施工性の3つの役割を果たします。
保水性：保水性素材の開口時間を長くし、水分補給を完全に助けます。
増粘：セルロースは懸濁液まで増粘することができるため、溶液は流れ防止の吊り下げの役割を果たしながら上下に均一に保たれます。
構造: セルロースは潤滑効果があり、良好な構造を実現できます。 HPMC は化学反応がどのように起こるかには関与しておらず、補助的な役割を果たすだけです。最も重要なのは保水性であり、モルタルの均質性に影響を与え、さらに硬化したモルタルの機械的特性と耐久性に影響を与えます。モルタルは石積みモルタルと左官モルタルに分けられ、モルタル材料の2つの重要な部分であり、石積みモルタルと左官モルタルの重要な用途は石積みの構造です。製品の製造過程での塗布時のブロックは乾燥状態にあるため、モルタルの強い吸水によるドライブロックを軽減するため、プレウェット前のブロックを採用し、一定の水分をブロックし、モルタル内の水分を保持する施工を行っております。材料の過剰な吸収をブロックし、セメントモルタルなどのゲル化材料内部の正常な水和を維持します。しかし、さまざまな種類のブロックや現場でのプレウェットの程度などの要因は、モルタルの水の損失率と水の損失に影響を及ぼし、石積み構造の全体的な品質に隠れた問題を引き起こす可能性があります。保水性に優れたモルタルは、ブロック材や人的要因の影響を排除し、モルタルの均一性を十分に確保できます。
モルタルの硬化特性に対する保水性の影響は、主にモルタルとブロックの界面領域への影響に反映されます。保水性の低いモルタルはすぐに水分を失うため、界面領域のモルタルの含水量が明らかに不足し、セメントが完全に水和できず、正常な強度の発現に影響を及ぼします。セメントベースの材料の接着強度は主にセメント水和生成物のアンカー効果に依存します。界面領域のセメントの水和が不十分になると界面の接着強度が低下し、モルタルのキャビテーションやひび割れ現象が増加します。
したがって、保水要件に最も敏感なものを選択し、異なる粘度の K ブランドの 3 つのバッチを構築し、異なる洗浄方法を通じて同じバッチ番号 2 の予想灰分が得られるようにし、その後、現在の一般的な保水試験方法 (濾紙法) に従って、 ) 同じバッチ番号で、3 つのグループのサンプルの保水灰分が異なる場合、具体的には次のようになります。
4.1 保水率試験の実験方法（ろ紙法）
4.1.1 応用機器および装置
セメントミキサー、メスシリンダー、天秤、ストップウォッチ、ステンレス容器、スプーン、ステンレスリング型（内径φ100mm×外径φ110mm×高さ25mm、速濾紙、緩速濾紙、ガラス板）
4.1.2 材料と試薬
普通ポルトランドセメント(425#)、標準砂(泥砂を含まない清水通し)、製品サンプル(HPMC)、実験用清水(水道水、ミネラルウォーター)。
4.1.3 実験解析条件
実験室温度: 23±2℃;相対湿度: ≥ 50%;実験室の水温は室温の23℃です。
4.1.4 実験方法
ガラス板を操作台に置き、その上に緩速ろ紙（重さ：M1）を置き、その上に高速ろ紙を置き、さらに高速ろ紙（リング）の上に金属リング型を置きます。型は円形の高速濾紙を超えてはなりません）。
(425#) セメント 90 g を正確に量ります。標準砂 210 g;製品（サンプル）0.125g;ステンレス鋼の容器に注ぎ、よく混ぜ（ドライミックス）、脇に置きます。
セメントペーストミキサーを使用します（混合ポットとブレードは清潔で乾燥したもので、実験ごとに徹底的に洗浄し、一度乾燥させて予約してください）。メスシリンダーを使用して72mlのきれいな水（23℃）を測定し、最初に撹拌ポットに注ぎ、次に準備した材料を注ぎ、30秒間浸します。同時に、ポットを混合位置まで持ち上げ、ミキサーを始動し、低速 (ゆっくりとした撹拌) で 60 秒間撹拌します。 15 秒停止し、ポットの壁とブレード上の材料スラリーをこすり落としてポットに入れます。 120 秒間高速撹拌を続けて停止します。混合モルタルをすべてステンレス製リング型に素早く注ぎ、モルタルが高速濾紙に接触した瞬間から時間を計ります（ストップウォッチを押します）。 ２分後、リング型を回して慢性ろ紙を取り出し、重量を測定する（重量：Ｍ２）。上記方法に従って空実験を行う（秤量前後の慢性ろ紙の重量はM3、M4）
計算方法は以下のとおりです。
ここで、M1 — サンプル実験前の慢性濾紙の重量。 M2 — サンプル実験後の慢性濾紙の重量。 M3 — ブランク実験前の慢性濾紙の重量。 M4 — ブランク実験後の慢性濾紙の重量。
4.1.5 注意事項
(1) 清水の温度は 23 ℃ でなければならず、計量は正確でなければなりません。
(2)混ぜ終わったらミキシングポットを外し、スプーンなどで均一に混ぜます。
(3) 型は速く、モルタルの側面は平らに打ち、しっかりと打ちます。
(4) 乳鉢が急速濾紙に接触する瞬間を必ず計り、外部濾紙に乳鉢を注がないでください。
4.2 サンプル
保水性の影響は主に粘度によるもので、粘度が高いと保水性が高いことよりも悪影響を及ぼします。灰分含有量の変動は1%～5%の範囲内で保水率にほとんど影響を与えないため、保水性能の使用には影響しません。
5.結論
この規格をより現実に適合させ、ますます厳しくなる省エネと環境保護の傾向に適合させるために、次のことを提案します。
ヒドロキシプロピル メチル セルロース HPMC の工業規格は、レベル 1 対照灰分 < 0.010、レベル 2 対照灰分 < 0.050 のように、灰分管理のグレードに分かれています。このようにして、生産者は自分で選択できるようになり、ユーザーはより多くの選択肢を得ることができます。一方、市場における魚の目による混乱や混乱の現象を防ぐために、高品質と競争力のある価格の原則に基づいて価格を設定することができます。最も重要なことは、製品の生産と環境がより友好的で調和のとれた省エネと環境保護です。
投稿日時: 2022 年 1 月 14 日