Hidroksietilceliuliozė (HEC) yra įprastas vandenyje tirpus polimeras, plačiai naudojamas kasdienėse chemijos, statybos, dangų, medicinos, maisto ir kitose pramonės šakose. Tai nejoninis celiuliozės eteris, pagamintas chemiškai modifikuojant natūralią celiuliozę. Hidroksietilceliuliozės gamybos procesas apima sudėtingas chemines reakcijas, įskaitant celiuliozės ekstrahavimą, apdorojimą šarminimu, eterinimo reakciją ir kt. Toliau pateikiamas išsamus jos gamybos proceso įvadas.
1. Žaliavų parinkimas ir celiuliozės išgavimas
Pagrindinė hidroksietilceliuliozės žaliava yra natūrali celiuliozė, kuri daugiausia gaunama iš medienos, medvilnės ar kitų augalinių pluoštų. Augalų ląstelių sienelėse yra daug celiuliozės, iš šių natūralių medžiagų mechaninėmis ar cheminėmis priemonėmis galima išgauti gryną celiuliozę. Ekstrahavimo procesas apima smulkinimą, priemaišų (pvz., lignino, hemiceliuliozės) pašalinimą, balinimą ir kitus veiksmus.
Celiuliozės ekstrahavimas: natūrali celiuliozė paprastai apdorojama mechaniškai arba chemiškai, kad būtų pašalintos neceliuliozės medžiagos, kad būtų gauta labai gryna celiuliozė. Medvilnės pluoštas, medienos plaušiena ir kt. gali būti įprasti žaliavų šaltiniai. Apdorojimo metu naudojamas šarmas (pvz., natrio hidroksidas), padedantis ištirpinti ne celiuliozės komponentus, o likusi dalis yra daugiausia celiuliozė.
2. Šarminimas
Išgryninta celiuliozė pirmiausia turi būti šarminama. Šiuo žingsniu siekiama, kad celiuliozės molekulinės grandinės hidroksilo grupės būtų aktyvesnės, kad jos galėtų lengviau reaguoti su eterinimo agentu. Pagrindiniai šarminimo etapai yra šie:
Celiuliozės reakcija su šarmu: celiuliozė sumaišoma su stipriu šarmu (dažniausiai natrio hidroksidu), kad susidarytų šarminė celiuliozė (šarminė celiuliozė). Šis procesas paprastai atliekamas vandeninėje terpėje. Šarminė celiuliozė yra celiuliozės ir natrio hidroksido reakcijos produktas. Ši medžiaga turi laisvesnę struktūrą ir didesnį reaktyvumą, o tai yra palanki vėlesnei eterinimo reakcijai.
Šarminimo procesas daugiausia vyksta esant tinkamai temperatūrai ir drėgmei, paprastai 20 ℃ ~ 30 ℃ diapazone keletą valandų, siekiant užtikrinti, kad celiuliozės molekulėse esančios hidroksilo grupės būtų visiškai aktyvuotos.
3. Eterifikavimo reakcija
Eterifikavimas yra pagrindinis hidroksietilceliuliozės gamybos etapas. Hidroksietilceliuliozė gaunama reaguojant šarminei celiuliozei su etileno oksidu, kad būtų įvestos hidroksietilo grupės. Konkretūs veiksmai yra tokie:
Reakcija su etileno oksidu: šarminė celiuliozė tam tikromis temperatūros ir slėgio sąlygomis reaguoja su tam tikru etileno oksido kiekiu. Etileno oksido žiedo struktūra atsidaro ir susidaro eterinis ryšys, reaguoja su hidroksilo grupėmis celiuliozės molekulėse ir įveda hidroksietilo grupes (-CH2CH2OH). Šis procesas gali reguliuoti eterinimo laipsnį kontroliuojant reakcijos sąlygas (pvz., temperatūrą, slėgį ir laiką).
Reakcija paprastai atliekama šarminėje aplinkoje, kad būtų užtikrintas eterinimo efektyvumas. Reakcijos temperatūra paprastai yra 50 ℃ ~ 100 ℃, o reakcijos laikas yra kelios valandos. Reguliuojant etileno oksido kiekį, galima kontroliuoti galutinio produkto pakeitimo laipsnį, tai yra, kiek hidroksilo grupių celiuliozės molekulėse pakeičiama hidroksietilo grupėmis.
4. Neutralizavimas ir plovimas
Pasibaigus eterinimo reakcijai, reakcijos sistemoje esančias šarmines medžiagas reikia neutralizuoti. Dažniausiai naudojami neutralizatoriai yra rūgštinės medžiagos, tokios kaip acto rūgštis arba druskos rūgštis. Neutralizavimo procesas neutralizuos šarmų perteklių į druskas, o tai neturės įtakos gaminio veikimui.
Neutralizavimo reakcija: Išimkite produktą iš reaktoriaus ir įpilkite atitinkamą kiekį rūgšties neutralizavimui, kol pH vertė sistemoje pasieks neutralią. Šis procesas ne tik pašalina likusį šarmą, bet ir sumažina šalutinių reakcijos produktų įtaką hidroksietilceliuliozės veikimui.
Plovimas ir dehidratacija: Neutralizuotas produktas turi būti plaunamas keletą kartų, paprastai su vandeniu arba etanoliu ir kitais tirpikliais, kad nuplautų likučius ir šalutinius produktus. Išplautas produktas dehidratuojamas centrifuguojant, filtruojant ir kitais būdais, siekiant sumažinti drėgmės kiekį.
5. Džiovinimas ir smulkinimas
Po plovimo ir dehidratacijos hidroksietilceliuliozėje vis dar yra tam tikras drėgmės kiekis, todėl ją reikia toliau džiovinti. Džiovinimo procesą galima atlikti džiovinant ore arba vakuume, kad būtų užtikrintas geras produkto stabilumas sandėliavimo ir naudojimo metu.
Džiovinimas: išdžiovinkite gaminį tam tikroje temperatūroje (dažniausiai žemesnėje nei 60°C), kad pašalintumėte likutinę drėgmę. Džiovinimo temperatūra neturi būti per aukšta, nes priešingu atveju produktas gali sugesti ir turėti įtakos jo veikimui.
Smulkinimas ir sijojimas: išdžiovinta hidroksietilceliuliozė paprastai būna blokais arba gabalėliais, todėl ją reikia susmulkinti, kad susidarytų smulkūs milteliai. Susmulkintą produktą taip pat reikia sijoti, kad būtų gautas dalelių dydžio pasiskirstymas, atitinkantis reikalavimus, užtikrinančius jo tirpumą ir dispergavimą praktiškai.
6. Galutinių produktų testavimas ir pakavimas
Po pagaminimo reikia patikrinti hidroksietilceliuliozės kokybę, kad jos veikimo rodikliai atitiktų standartinius reikalavimus. Bandymo elementai paprastai apima:
Klampumo matavimas: Hidroksietilceliuliozės klampumas ištirpus vandenyje yra svarbus kokybės rodiklis, turintis įtakos jos naudojimui dangose, statybose, kasdienėje chemijoje ir kitose srityse.
Drėgmės kiekis: patikrinkite gaminio drėgmės kiekį, kad įsitikintumėte, jog jis yra stabilus.
Pakeitimo laipsnis (DS) ir molinis pakeitimas (MS): nustatykite pakeitimo ir molinio pakeitimo laipsnį gaminyje, atlikdami cheminę analizę, kad užtikrintumėte eterinimo reakcijos poveikį.
Išlaikius testą, hidroksietilceliuliozė bus supakuota į miltelius arba granuliuotus produktus, dažniausiai į drėgmei atsparius plastikinius arba popierinius maišelius, kad ji nesudrėktų ar neužterštų.
Hidroksietilceliuliozės gamybos procesas daugiausia apima celiuliozės ekstrahavimo, šarminimo, eterinimo reakcijos, neutralizavimo ir plovimo, džiovinimo ir smulkinimo etapus. Visas procesas priklauso nuo šarminimo ir eterinimo cheminėje reakcijoje, o celiuliozei suteikiamos geros tirpumo vandenyje ir tirštinimo savybės, įvedant hidroksietilo grupes. Hidroksietilceliuliozė yra plačiai naudojama daugelyje pramonės šakų, pavyzdžiui, dangų tirštiklis, statybinių medžiagų vandenį sulaikanti medžiaga, kasdienių chemijos produktų stabilizatorius ir kt. Kiekviena gamybos proceso grandis turi būti griežtai kontroliuojama, kad būtų užtikrinta aukšta kokybė ir stabilus veikimas. produkto.
Paskelbimo laikas: 2024-10-25