불완전한 통계에 따르면, 현재 전 세계 비이온성 셀룰로오스 에테르 생산량은 500,000톤 이상에 달하고, 히드록시프로필 메틸 셀룰로오스는 80%에서 400,000톤 이상을 차지합니다. 최근 2년 동안 중국의 많은 기업이 생산량을 급속도로 확대했습니다. 확장 용량은 약 180,000톤에 달했고, 국내 소비량은 약 60,000톤에 달했습니다. 이 중 5억 5천만 톤 이상이 산업에 사용되고 약 70%가 건축 첨가제로 사용됩니다.
제품의 다양한 용도로 인해 제품의 회분 지수 요구 사항도 다를 수 있으므로 생산 과정에서 다양한 모델의 요구 사항에 따라 생산을 구성할 수 있어 에너지 절약 효과에 도움이 됩니다. 소비 감소 및 배출 감소.
1 히드록시프로필 메틸 셀룰로오스 회분 및 기존 형태
하이드록시프로필 메틸셀룰로오스(HPMC)는 업계 품질 표준에서는 회분으로, 약전에서는 황산염 또는 뜨거운 잔류물로 불리며 이는 간단히 제품 내 무기염 불순물로 이해될 수 있습니다. 주요 생산공정은 강알칼리(수산화나트륨)에 의한 반응을 거쳐 최종적으로 pH를 중성염으로 조정하는 과정과 무기염 본래의 합에 있는 원료를 말한다.
총 회분의 결정 방법; 일정량의 시료를 고온로에서 탄화 및 연소시킨 후, 유기물질은 산화, 분해되어 이산화탄소, 질소산화물, 물로 빠져나가고, 무기물질은 황산염, 인산염, 황산염 등의 형태로 남게 됩니다. 탄산염, 염화물 및 기타 무기염 및 금속 산화물. 이 잔류물은 재입니다. 샘플에 포함된 총 재의 양은 잔류물의 무게를 측정하여 계산할 수 있습니다.
다양한 산을 사용하는 공정에 따라 다양한 염이 생성됩니다. 주로 염화나트륨(클로로메탄과 수산화나트륨의 염화물 이온의 반응으로 생성됨)과 기타 산 중화를 통해 아세트산나트륨, 황화나트륨 또는 옥살산나트륨을 생성할 수 있습니다.
2. 산업용 등급 하이드록시프로필 메틸 셀룰로오스의 재 요구량
하이드록시프로필 메틸 셀룰로오스는 주로 농축, 유화, 필름 형성, 보호 콜로이드, 수분 유지, 접착, 항효소 및 대사 불활성 및 기타 용도로 사용되며 다양한 산업 분야에서 널리 사용되며 대략 다음과 같이 나눌 수 있습니다. 상들:
(1) 구성 : 주요 역할은 보수, 농축, 점도, 윤활, 시멘트 및 석고 가공성을 향상시키는 유동 보조제, 펌핑입니다. 건축 코팅, 라텍스 코팅은 주로 보호 콜로이드, 필름 형성, 증점제 및 안료 현탁 보조제로 사용됩니다.
(2) 폴리염화비닐: 현탁중합계의 중합반응에서 주로 분산제로 사용된다.
(3) 일상용 화학물질: 주로 보호용품으로 사용되며 제품 유화, 항효소, 분산, 접착, 표면 활성, 필름 형성, 보습, 발포, 성형, 이형제, 연화제, 윤활제 및 기타 특성을 향상시킬 수 있습니다.
(4) 제약 산업 : 제약 산업에서는 주로 제제 생산에 사용되며 코팅제, 중공 캡슐 재료, 결합제의 고체 제제로 사용되며 서방형 제약 골격, 필름 형성, 기공 형성제, 액체로 사용됩니다. 반고체 제제 증점, 유화, 현탁, 매트릭스 적용;
(5) 세라믹: 세라믹 산업 빌렛의 바인더 형성제, 유약 색상의 분산제로 사용됩니다.
(6) 제지: 분산, 착색, 강화제;
(7) 직물 날염 및 염색: 천 펄프, 염료, 착색제:
(8) 농업 생산: 농업에서는 작물 종자 처리, 발아율 향상, 수분 보호 및 곰팡이 예방, 과일 신선 유지, 화학 비료 및 살충제의 서방성 제제 등에 사용할 수 있습니다.
위의 장기간 적용 경험에 대한 피드백과 일부 외국 및 국내 기업의 내부 통제 기준 요약에 따르면 폴리 염화 비닐 중합 및 일용 화학 제품 중 일부 제품에서만 염분을 0.010 미만으로 제어해야하며 약전은 다음과 같습니다. 여러 나라에서는 염분을 0.015 이하로 조절하도록 요구하고 있습니다. 염분 제어의 다른 용도는 상대적으로 더 넓을 수 있습니다. 특히 퍼티 생산 외에 건설 제품, 페인트 염에는 특정 요구 사항이 있고 나머지는 염분 <0.05를 제어할 수 있어 기본적으로 용도를 충족할 수 있습니다.
3 히드록시프로필메틸셀룰로오스 공정 및 염 제거 방법
국내외 주요 히드록시프로필메틸셀룰로오스 생산방법은 다음과 같습니다.
(1) 액상법(슬러리법) : 파쇄하고자 하는 셀룰로오스의 미분말을 수직 또는 수평 반응기에서 약 10배 정도의 유기용매에 강하게 교반하면서 분산시킨 후 정량적인 잿물과 에테르화제를 첨가하여 반응시킨다. 반응 후, 생성물을 세척, 건조, 분쇄하고 뜨거운 물로 체질하였다.
(2) 기상법(기상법) : 정량적인 잿물 및 에테르화제와 소량의 저비점 부산물을 직접 첨가하여 파쇄하려는 셀룰로오스 분말을 반건조 상태에서 반응을 완료시키는 방법 강한 교반이 있는 수평 반응기에서. 반응에는 추가적인 유기용매가 필요하지 않습니다. 반응 후, 생성물을 세척, 건조, 분쇄하고 뜨거운 물로 체질하였다.
(3) 균질법(용해법) : Naoh/Urea(또는 셀룰로오스의 다른 용매)를 용매에 약 5~8배 정도의 물 동결 용매를 분산시킨 강한 교반 반응기로 셀룰로오스를 파쇄한 후 수평으로 직접 첨가한 후, 반응에 정량적 잿물과 에테르화제를 첨가하고, 아세톤 침전 반응 후 좋은 셀룰로오스 에테르와 반응한 후, 뜨거운 물로 세척하고, 건조하고, 분쇄하고, 체로 걸러 완제품을 얻습니다. (아직 산업생산 단계에 있지 않습니다.)
위에서 언급한 방법 중 어떤 종류의 방법을 사용하든 반응 종료는 다양한 공정에 따라 생성될 수 있습니다: 염화나트륨, 아세트산나트륨, 황화나트륨, 옥살산나트륨 등 혼합염은 담수화를 통해 필요합니다. 수용성에 소금을 사용하는 경우 일반적으로 뜨거운 물을 많이 사용하여 세척합니다. 현재 주요 장비 및 세척 방법은 다음과 같습니다.
(1) 벨트 진공 필터; 완성된 원료를 뜨거운 물로 후루룩 섞은 다음 뜨거운 물을 뿌리고 아래를 진공 청소기로 청소하여 필터 벨트 위에 슬러리를 고르게 펴서 소금을 세척합니다.
(2) 수평원심분리기 : 조물질의 반응이 끝나면 뜨거운 물로 슬러리를 만들어 뜨거운 물에 녹인 염을 희석한 후 원심분리를 통해 액-고 분리하여 염을 제거한다.
(3) 압력 필터를 사용하면 원유의 반응이 끝날 때까지 뜨거운 물을 사용하여 슬러리에 넣고 압력 필터에 넣고 먼저 증기를 불어 넣은 다음 뜨거운 물을 증기로 N 번 분무하여 증기를 불어 넣습니다. 소금을 분리해서 제거하세요.
용해된 염분을 제거하기 위한 온수 세척은 뜨거운 물에 합류해야 하기 때문에 세척이 많을수록 회분 함량이 낮아지고 그 반대의 경우도 마찬가지이므로 회분은 일반 산업에서 뜨거운 물의 양과 직접적인 관련이 있습니다. 회분을 1% 미만으로 제어할 경우 온수는 10톤을 사용하고, 5% 미만으로 제어할 경우 약 6톤의 온수가 필요합니다.
셀룰로오스에테르 폐수는 화학적 산소요구량(COD)이 60,000mg/L 이상, 염분 함량이 30,000mg/L 이상으로 직접 처리가 어렵기 때문에 이러한 폐수를 처리하는 데 비용이 매우 많이 듭니다. 생화학적인 고염분이므로 현재 국가 환경 보호 요구 사항에 따라 희석하는 것이 허용되지 않습니다. 궁극적인 해결책은 증류를 통해 염분을 제거하는 것입니다. 따라서 끓는 물을 1톤 더 씻으면 하수 발생량이 1톤 더 늘어납니다. 현재 에너지 효율이 높은 MUR 기술에 따르면 세척 농축수 1톤의 종합 비용은 약 80위안이며 주요 비용은 종합 에너지 소비입니다.
4회분이 산업용 히드록시프로필메틸셀룰로오스의 보수율에 미치는 영향
HPMC는 건축자재의 보수성, 증점성, 시공 편의성의 3가지 역할을 주로 담당하고 있습니다.
수분 유지: 재료 수분 유지의 개방 시간을 늘리고 수분 공급 기능을 완전히 지원합니다.
농축: 셀룰로오스는 현탁액 역할을 하기 위해 농축될 수 있으므로 솔루션은 동일한 역할, 흐름 걸림에 대한 저항을 위아래로 균일하게 유지합니다.
건축: 셀룰로오스 윤활은 좋은 건축을 가질 수 있습니다. HPMC는 화학반응에 참여하지 않고 보조적인 역할만 합니다. 가장 중요한 것 중 하나는 보수성인데, 모르타르의 보수성은 모르타르의 균질화에 영향을 미치고, 이어서 경화된 모르타르의 기계적 성질과 내구성에도 영향을 미칩니다. 벽돌 모르타르와 석고 모르타르는 모르타르 재료의 두 가지 중요한 부분이며 벽돌 모르타르와 석고 모르타르의 중요한 적용 분야는 벽돌 구조입니다. 제품 공정에 사용되는 블록은 건조상태이므로 모르타르의 수분흡수가 강한 건조블록을 줄이기 위해 사전습윤 전 블록을 채용하여 일정한 수분함량을 차단하고 모르타르에 수분을 유지시켜주는 시공을 합니다. 물질의 과도한 흡수를 차단하여 시멘트 모르타르와 같은 내부 겔화 물질의 정상적인 수화를 유지할 수 있습니다. 그러나 블록 유형의 차이 및 현장 사전 습윤 정도와 같은 요소는 수분 손실률과 모르타르의 수분 손실에 영향을 미치며, 이는 석조 구조물의 전체 품질에 숨겨진 위험을 가져옵니다. 보수성이 뛰어난 모르타르는 블록재료 및 인적요인의 영향을 제거하고 모르타르의 균질성을 확보할 수 있습니다.
모르타르 경화 성능에 대한 수분 보유의 영향은 주로 모르타르와 블록 사이의 경계면에 미치는 영향에 반영됩니다. 수분 보유력이 좋지 않은 모르타르의 수분 손실이 빠르기 때문에 경계면 부분의 모르타르 수분 함량이 분명히 부족하고 시멘트가 완전히 수화되지 않아 정상적인 강도 발달에 영향을 미칩니다. 시멘트 기반 재료의 결합 강도는 주로 시멘트 수화 제품의 고정에 의해 생성됩니다. 경계면의 시멘트 수화가 부족하면 경계면 접착강도가 감소하고 모르타르의 중공 부풀어오름과 균열이 증가합니다.
따라서 수분 유지 요구 사항에 가장 민감한 건물 K 브랜드 3개의 서로 다른 점도 배치를 선택하고 서로 다른 세척 방법을 통해 동일한 배치 번호 2의 예상 회분 함량이 나타나는지 확인한 다음 현재 일반적인 수분 유지 테스트 방법(여과지 방법)에 따라 ) 동일한 배치 번호에서 세 그룹의 샘플에 대한 수분 보유의 다른 회분 함량은 다음과 같습니다.
4.1 보수율 검출 실험방법(여과지법)
4.1.1 기구 및 장비의 적용
시멘트 슬러리 믹서, 메스실린더, 저울, 스톱워치, 스테인리스 용기, 스푼, 스테인리스 링 다이(내경 100mm×외경 110mm×높이 25mm, 고속 여과지, 완속 여과지, 유리판)
4.1.2 재료 및 시약
일반 포틀랜드 시멘트(425#), 표준 모래(물로 씻어낸 진흙이 없는 모래), 제품 샘플(HPMC), 실험용 깨끗한 물(수돗물, 미네랄 워터).
4.1.3 실험분석 조건
실험실 온도: 23±2℃; 상대 습도: ≥ 50%; 실험실 수온은 실온 23℃와 동일합니다.
4.1.4 실험방법
유리판을 작동대 위에 올려놓고, 그 위에 계량된 만성여과지(무게: M1)를 올려놓은 다음, 느린여과지 위에 빠른여과지 한 장을 올려놓고, 그 위에 빠른여과지 위에 금속링틀을 올려놓는다( 링 몰드는 원형 고속 여과지를 초과해서는 안 됩니다).
시멘트 90g을 정확하게 계량(425#)합니다. 표준 모래 210g; 제품(샘플) 0.125g; 스테인리스 스틸 용기에 붓고 잘 섞습니다(건식 혼합).
시멘트 혼합기를 사용하십시오(혼합 냄비와 잎은 깨끗하고 건조되어 있으며, 각 실험 후에 철저히 깨끗하고 건조되어 따로 보관되어 있습니다). 메스 실린더를 사용하여 깨끗한 물(23℃) 72ml를 측정하고, 먼저 교반 냄비에 부은 다음 준비된 재료를 부은 다음 30초 동안 침투시킵니다. 동시에 냄비를 혼합 위치로 올리고 믹서를 시작한 다음 60초 동안 저속(즉, 느린 교반)으로 저어줍니다. 15초 동안 멈추고 벽에 있는 슬러리를 긁어내고 칼날을 냄비에 넣습니다. 120초 동안 빠르게 휘저어 멈추세요. 혼합된 모르타르를 모두 스테인레스 링 몰드에 재빠르게 붓고(적재), 모르타르가 패스트 여과지에 닿는 순간부터의 시간(스톱워치 누르기). 2분 후 링 몰드를 뒤집어 만성여과지를 꺼내어 무게를 잰다(무게: M2). 위의 방법에 따라 공시험을 한다. (만성여과지의 칭량 전후 무게는 M3, M4이다.)
계산 방법은 다음과 같습니다.
(1)
여기서, M1 — 샘플 실험 전 만성 여과지의 무게입니다. M2 - 샘플 실험 후 만성 여과지의 무게; M3 - 공실험 전 만성 여과지의 무게; M4 - 공시험 후 만성 여과지의 무게.
4.1.5 주의사항
(1) 깨끗한 물의 온도는 23℃ 이어야 하며 계량이 정확해야 합니다.
(2) 교반 후 교반 냄비를 제거하고 숟가락으로 고르게 저어줍니다.
(3) 금형은 신속하게 설치해야 하며 설치하는 동안 모르타르는 평평하고 단단하게 다져져야 합니다.
(4) 모르타르가 고속여과지에 닿는 순간의 타이밍을 반드시 맞추고, 외부여과지에 모르타르를 붓지 않는다.
4.2 샘플
동일한 K 브랜드의 점도가 다른 3개의 배치 번호가 다음과 같이 선택되었습니다. 201302028 점도 75,000mPa·s, 20130233 점도 150,000mPa·s, 20130236 점도 200,000mPa·s 서로 다른 세척을 통해 서로 다른 두 개의 동일한 배치 번호를 얻습니다. 재(표 3.1 참조). 동일한 배치의 시료에 대해 수분 및 pH를 최대한 엄격하게 관리한 후, 위의 방법(여과지법)에 따라 보수율 시험을 실시한다.
4.3 실험 결과
3개 배치 샘플의 지수 분석 결과는 표 1에 표시되어 있으며, 다양한 점도의 수분 보유율 테스트 결과는 그림 1에 표시되어 있으며, 다양한 회분과 pH의 수분 보유율 테스트 결과는 그림 2에 표시되어 있습니다. .
(1) 3개 배치의 샘플에 대한 지수 분석 결과는 표 1과 같습니다.
표 1 3개 배치 샘플의 분석 결과
프로젝트
배치 번호
재 %
pH
점도/mPa, s
물 / %
수분 보유
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) 점도가 다른 3개 배치 시료의 보수성 테스트 결과는 그림 1에 나와 있습니다.
무화과. 1 점도가 다른 3개 배치의 샘플에 대한 수분 유지 테스트 결과
(3) 회분 함량과 pH가 다른 3개 배치의 시료에 대한 수분 보유율 검출 결과는 그림 2에 나와 있습니다.
무화과. 2 회분 함량과 pH가 다른 3개 배치의 시료에 대한 보수율 검출 결과
위의 실험 결과를 통해 보수율의 영향은 주로 점도에서 비롯되며, 높은 보수율에 비해 점도가 높으면 반대로 열악할 것입니다. 1%~5% 범위의 회분 함량 변동은 보수율에 거의 영향을 미치지 않으므로 보수 성능에 영향을 미치지 않습니다.
5 결론
표준을 현실에 더욱 적용하고 점점 더 엄격해지는 에너지 절약 및 환경 보호 추세에 부응하기 위해 다음을 제안합니다.
산업용 하이드록시프로필 메틸 셀룰로오스의 산업 표준은 레벨 1 제어 재 < 0.010, 레벨 2 제어 재 < 0.050과 같은 등급별로 회분 제어에서 공식화됩니다. 이런 방식으로 제작자는 사용자에게 더 많은 선택권을 부여할 수 있습니다. 동시에, 시장의 혼란을 방지하기 위해 고품질, 고가 원칙에 따라 가격을 설정할 수 있습니다. 가장 중요한 것은 에너지 절약과 환경 보호를 통해 환경과 더욱 친화적이고 조화로운 제품 생산을 가능하게 한다는 것입니다.
게시 시간: 2022년 9월 9일