Гидроксиэтил целлюлоза (ГЭС) күнделікті химиялық заттарда, құрылыста, жабын жасауда, медицинада, тамақ өнеркәсібінде және басқа салаларда кеңінен қолданылатын суда еритін қарапайым полимер болып табылады. Бұл табиғи целлюлозаны химиялық түрлендіру арқылы жасалған иондық емес целлюлоза эфирі. Гидроксиэтилцеллюлозаны өндіру процесі күрделі химиялық реакцияларды қамтиды, оның ішінде целлюлозаны алу, сілтілеу өңдеу, эфирлеу реакциясы және т.б. Төменде оны өндіру процесімен егжей-тегжейлі кіріспе берілген.
1. Шикізатты таңдау және целлюлозаны алу
Гидроксиэтил целлюлозаның негізгі шикізаты табиғи целлюлоза болып табылады, ол негізінен ағаштан, мақтадан немесе басқа өсімдік талшықтарынан алынады. Өсімдік жасушасының қабырғаларында целлюлозаның мөлшері жоғары, таза целлюлозаны осы табиғи материалдардан механикалық немесе химиялық жолмен алуға болады. Экстракция процесі ұсақтауды, қоспаларды (мысалы, лигнин, гемицеллюлоза сияқты) жоюды, ағартуды және басқа қадамдарды қамтиды.
Целлюлоза экстракциясы: Табиғи целлюлоза әдетте жоғары таза целлюлоза алу үшін целлюлоза емес заттарды жою үшін механикалық немесе химиялық жолмен өңделеді. Мақта талшығы, ағаш целлюлозасы және т.б. жалпы шикізат көзі бола алады. Өңдеу процесінде сілті (мысалы, натрий гидроксиді) целлюлоза емес компоненттерді ерітуге көмектеседі, ал қалғаны негізінен целлюлоза болып табылады.
2. Алкализациялық өңдеу
Тазартылған целлюлоза алдымен сілтіленуі керек. Бұл қадам целлюлозаның молекулалық тізбегіндегі гидроксил топтарын белсенді ету, олар эфирлеуші агентпен оңай әрекеттесе алады. Алкализацияны өңдеудің негізгі кезеңдері мыналар:
Целлюлозаның сілтімен әрекеттесуі: целлюлоза күшті сілтімен (әдетте натрий гидроксиді) араласып, сілтілі целлюлоза (сілтілік целлюлоза) түзіледі. Бұл процесс әдетте сулы ортада жүзеге асырылады. Сілтілік целлюлоза - целлюлоза мен натрий гидроксидінің реакция өнімі. Бұл заттың құрылымы борпылдақ және реактивтілігі жоғары, бұл кейінгі эфирлену реакциясына қолайлы.
Алкализация процесі негізінен целлюлоза молекулаларындағы гидроксил топтарының толық белсендірілуін қамтамасыз ету үшін бірнеше сағат бойы 20℃ ~ 30 ℃ диапазонында, негізінен, тиісті температура мен ылғалдылықта жүреді.
3. Эфирлену реакциясы
Эфирификация гидроксиэтилцеллюлоза өндірісіндегі негізгі қадам болып табылады. Гидроксиэтил целлюлоза гидроксиэтил топтарын енгізу үшін сілтілік целлюлозаны этилен оксидімен әрекеттесу арқылы өндіріледі. Арнайы қадамдар келесідей:
Этилен оксидімен әрекеттесу: Сілтілік целлюлоза белгілі температура мен қысым жағдайында этилен оксидінің белгілі бір мөлшерімен әрекеттеседі. Этилен оксидіндегі сақина құрылымы эфирлік байланыс түзу үшін ашылады, целлюлоза молекулаларындағы гидроксил топтарымен әрекеттеседі және гидроксиэтил топтарын (–CH2CH2OH) енгізеді. Бұл процесс реакция жағдайларын (температура, қысым және уақыт сияқты) бақылау арқылы эфирлену дәрежесін реттей алады.
Эфирленудің тиімділігін қамтамасыз ету үшін реакция әдетте сілтілі ортада жүргізіледі. Реакция температурасы әдетте 50 ℃ ~ 100 ℃, реакция уақыты бірнеше сағатты құрайды. Этилен оксидінің мөлшерін реттей отырып, соңғы өнімнің орын басу дәрежесін, яғни целлюлоза молекулаларында қанша гидроксил тобының гидроксиэтил топтарымен алмасатынын бақылауға болады.
4. Бейтараптандыру және жуу
Этерификация реакциясы аяқталғаннан кейін реакция жүйесіндегі сілтілі заттарды бейтараптандыру қажет. Жиі қолданылатын бейтараптандырғыштар қышқылды заттар, мысалы, сірке қышқылы немесе тұз қышқылы. Бейтараптандыру процесі артық сілтіні тұздарға бейтараптандырады, бұл өнімнің өнімділігіне әсер етпейді.
Бейтараптандыру реакциясы: өнімді реактордан шығарып, жүйедегі рН мәні бейтарапқа жеткенше бейтараптандыру үшін қышқылдың тиісті мөлшерін қосыңыз. Бұл процесс қалдық сілтіні алып тастап қана қоймайды, сонымен қатар реакцияның жанама өнімдерінің гидроксиэтил целлюлозаның өнімділігіне әсерін азайтады.
Жуу және сусыздандыру: Қалдық қоспалар мен жанама өнімдерді жуу үшін бейтараптандырылған өнімді әдетте сумен немесе этанолмен және басқа еріткіштермен бірнеше рет жуу қажет. Жуылған өнімді центрифугалау, фильтрмен престеу және ылғалдылықты азайту үшін басқа әдістер арқылы сусыздандырады.
5. Кептіру және ұсақтау
Жуып, сусыздандырғаннан кейін гидроксиэтил целлюлоза әлі де белгілі бір мөлшерде ылғалдан тұрады және одан әрі кептіруді қажет етеді. Кептіру процесін ауамен кептіру немесе вакуумды кептіру арқылы өнімнің сақтау және пайдалану кезінде жақсы тұрақтылығын қамтамасыз ету үшін жүзеге асыруға болады.
Кептіру: қалдық ылғалды кетіру үшін өнімді белгілі бір температурада (әдетте 60°C төмен) құрғатыңыз. Кептіру температурасы тым жоғары болмауы керек, әйтпесе ол өнімнің деградациясын тудыруы және оның жұмысына әсер етуі мүмкін.
Ұнтақтау және сүзу: кептірілген гидроксиэтил целлюлоза әдетте блоктарда немесе кесектерде болады және ұсақ ұнтақ алу үшін оны ұсақтау керек. Сондай-ақ, ұсақталған өнімді практикалық қолдануда оның ерігіштігі мен дисперстілігін қамтамасыз ету үшін қойылатын талаптарға сәйкес келетін бөлшектердің өлшемдерінің таралуын алу үшін скринингтен өткізу қажет.
6. Дайын өнімді сынау және орау
Өндірілгеннен кейін гидроксиэтил целлюлозаның өнімділік көрсеткіштері стандарт талаптарына сәйкес келетініне көз жеткізу үшін оның сапасына сынау қажет. Тестілеу элементтері әдетте мыналарды қамтиды:
Тұтқырлықты өлшеу: Гидроксиэтилцеллюлозаның суда ерігеннен кейінгі тұтқырлығы оның жабындарда, құрылыста, күнделікті химиялық заттарда және басқа салаларда қолданылуына әсер ететін маңызды сапа көрсеткіші болып табылады.
Ылғалдылық: өнімнің сақтау тұрақтылығын қамтамасыз ету үшін оның ылғалдылығын тексеріңіз.
Ауыстыру дәрежесі (ДС) және молярлық алмастыру (MS): Этерификация реакциясының әсерін қамтамасыз ету үшін химиялық талдау арқылы өнімдегі орынбасу және молярлық алмастыру дәрежесін анықтаңыз.
Сынақтан өткеннен кейін гидроксиэтил целлюлоза ұнтақ немесе түйіршіктелген өнімдерге оралады, әдетте ылғалға төзімді пластикалық пакеттерге немесе қағаз пакеттерге салынып, ылғалдануын немесе ластануын болдырмайды.
Гидроксиэтилцеллюлозаны өндіру процесі негізінен целлюлозаны алу, сілтілеу өңдеу, эфирлеу реакциясы, бейтараптандыру және жуу, кептіру және ұсақтау кезеңдерін қамтиды. Бүкіл процесс химиялық реакциядағы сілтілену мен эфирленуге байланысты, ал целлюлозаға гидроксиэтил топтарын енгізу арқылы суда жақсы ерігіштік және қоюлау қасиеттері беріледі. Гидроксиэтил целлюлоза жабындарға арналған қоюлатқыш, құрылыс материалдарына арналған су ұстағыш, күнделікті химиялық өнімдердегі тұрақтандырғыш және т.б. сияқты көптеген салаларда кеңінен қолданылады. Жоғары сапалы және тұрақты өнімділікті қамтамасыз ету үшін өндіріс процесіндегі әрбір буынды қатаң бақылау қажет. өнімнің.
Хабарлама уақыты: 25 қазан 2024 ж