Etera cellulose amin'ny vokatra simenitra

Ny cellulose etera dia karazana additive multipurpose izay azo ampiasaina amin'ny vokatra simenitra. Ity taratasy ity dia mampiditra ny toetra simika amin'ny methyl cellulose (MC) sy hydroxypropyl methyl cellulose (HPMC /) izay matetika ampiasaina amin'ny vokatra simenitra, ny fomba sy ny fitsipiky ny vahaolana harato ary ny toetra fototry ny vahaolana. Ny fihenan'ny mari-pana gel thermal sy ny viscosity amin'ny vokatra simenitra dia nodinihina mifototra amin'ny traikefa famokarana azo ampiharina.

Teny fototra:cellulose etera; methyl cellulose;Hydroxypropyl methyl cellulose; Mafana gel mafana; viscosity

1. Overview

Ny cellulose ether (CE ho an'ny fohy) dia vita amin'ny cellulose amin'ny alàlan'ny fanehoan-kevitry ny etherification amin'ny mpandraharaha etherifying iray na maromaro sy ny fikosoham-bary maina. Ny CE dia azo zaraina ho karazana ionic sy non-ionic, anisan'izany ny karazana CE tsy ionika noho ny toetrany sy ny solubility tsy manam-paharoa, ny fanoherana ny sira, ny fanoherana ny hafanana, ary ny hetsika mety amin'ny tany. Izany dia azo ampiasaina ho toy ny rano fitehirizana mpandraharaha, fampiatoana mpandraharaha, emulsifier, sarimihetsika namorona mpandraharaha, lubricant, adhesive sy rheological improver. Ny faritra lehibe fanjifana vahiny dia coatings latex, fitaovana fanorenana, fandavahana solika sy ny sisa. Raha ampitahaina amin'ny firenena vahiny, ny famokarana sy ny fampiharana ny CE azo levona anaty rano dia mbola eo am-piandohana. Miaraka amin'ny fanatsarana ny fahasalaman'ny olona sy ny fahatsiarovan-tena amin'ny tontolo iainana. Ny CE tsy mety levona amin'ny rano, izay tsy mampidi-doza amin'ny physiologie ary tsy mandoto ny tontolo iainana, dia hanana fivoarana lehibe.

Eo amin'ny sehatry ny fanorenana fitaovana matetika no voafantina CE dia methyl cellulose (MC) sy hydroxypropyl methyl cellulose (HPMC), azo ampiasaina ho loko, sokay, feta sy simenitra vokatra plasticizer, viscosifier, rano fitehirizana mpandraharaha, rivotra entraining mpandraharaha sy ny retarding mpandraharaha. Ny ankamaroan'ny indostrian'ny trano fanorenana dia ampiasaina amin'ny mari-pana ara-dalàna, amin'ny fampiasana ny fepetra dia vovoka sy rano mifangaro maina, tsy dia misy fiantraikany amin'ny toetran'ny fandravana sy ny toetran'ny gel mafana an'ny CE, fa amin'ny famokarana vokatra simenitra sy ny fepetra hafa manokana, ireo toetra ireo CE dia handray anjara feno kokoa.

2. Toetran'ny simika CE

Ny CE dia azo amin'ny fitsaboana cellulose amin'ny alàlan'ny fomba simika sy ara-batana. Araka ny rafitra fanoloana simika samihafa, matetika dia azo zaraina ho: MC, HPMC, hydroxyethyl cellulose (HEC), sns.: Ny CE tsirairay dia manana ny firafitry ny cellulose - glucose dehydrated. Ao anatin'ny dingan'ny famokarana CE, ny fibre cellulose dia mafana voalohany amin'ny vahaolana alkaline ary avy eo tsaboina amin'ny etherifying agents. Ny vokatra fibrous fanehoan-kevitra dia diovina sy potipoti-javatra mba hamorona vovoka fanamiana amin'ny hanitra iray.

Ny dingan'ny famokarana MC dia mampiasa klôro metana ho toy ny etherifying agent. Ankoatra ny fampiasana klôro metanina, ny famokarana HPMC dia mampiasa oksizenina propylène ihany koa mba hahazoana vondrona mpisolo toerana hydroxypropyl. Ny CE isan-karazany dia manana tahan'ny fanoloana methyl sy hydroxypropyl samihafa, izay misy fiantraikany amin'ny fifanarahana organika sy ny mari-pana gel mafana amin'ny vahaolana CE.

Ny isan'ny vondrona mpisolo toerana ao amin'ny vondrona gliokaozy tsy misy ranon'ny cellulose dia azo aseho amin'ny isan-jaton'ny faobe na ny salan'isan'ny vondrona mpisolo toerana (izany hoe DS - Degree of Substitution). Ny isan'ny vondrona mpisolo toerana no mamaritra ny fananan'ny vokatra CE. Ny fiantraikan'ny salan'isan'ny fanoloana amin'ny solubility ny vokatra etherification dia toy izao manaraka izao:

(1) ambaratonga ambany fanoloana levona amin'ny lye;

(2) avo lenta avo lenta amin'ny rano;

(3) avo lenta ny fanoloana levona amin'ny polar organika solvent;

(4) ambaratonga ambony kokoa amin'ny fanoloana levona amin'ny solvent organika tsy polar.

3. Fomba famongorana ny CE

Ny CE dia manana fananana solubility tokana, rehefa miakatra amin'ny mari-pana iray ny mari-pana, dia tsy mety levona anaty rano izy io, fa eo ambanin'io mari-pana io dia hitombo ny solubility amin'ny fihenan'ny hafanana. Ny CE dia levona anaty rano mangatsiaka (ary amin'ny tranga sasany amin'ny solvents organika manokana) amin'ny alàlan'ny fivontosana sy ny hydration. Ny vahaolana CE dia tsy manana fetran'ny solubility miharihary amin'ny famongorana ny sira ionika. Ny fifantohana amin'ny CE dia amin'ny ankapobeny dia voafetra amin'ny viscosity izay azo fehezin'ny fitaovana famokarana, ary miovaova ihany koa arakaraka ny viscosity sy ny karazany simika takian'ny mpampiasa. Ny fifantohana vahaolana amin'ny viscosity ambany CE dia amin'ny ankapobeny 10% ~ 15%, ary amin'ny ankapobeny dia voafetra amin'ny 2% ~ 3%. Ny karazana CE isan-karazany (toy ny vovoka na vovo-tany voatsabo na granular) dia mety hisy fiantraikany amin'ny fomba fanomanana ny vahaolana.

3.1 CE tsy misy fitsaboana amin'ny tany

Na dia levona anaty rano mangatsiaka aza ny CE, dia tsy maintsy miparitaka tanteraka ao anaty rano izy mba tsy hikorontana. Amin'ny toe-javatra sasany dia azo ampiasaina amin'ny rano mangatsiaka ny mixer na funnel haingam-pandeha mba hanaparitahana vovoka CE. Na izany aza, raha ampiana mivantana amin'ny rano mangatsiaka ny vovoka tsy voatsabo nefa tsy manetsika tsara, dia hipoitra ny vongan-dranomandry. Ny antony lehibe amin'ny fanaovana caking dia ny tsy mando tanteraka ny vovon'ny CE. Rehefa levona ny ampahany amin'ny vovony dia hisy sarimihetsika gel, izay manakana ny vovoka sisa tsy ho levona. Noho izany, alohan'ny handravana dia tokony hiparitaka tanteraka araka izay azo atao ny poti- CE. Ny fomba fanaparitahana roa manaraka dia matetika ampiasaina.

3.1.1 Fomba fanaparitahana fangaro maina

Ity fomba ity dia matetika ampiasaina amin'ny vokatra simenitra. Alohan'ny hampidirana rano dia afangaroy amin'ny vovony CE mitovy ny vovony hafa, mba hiparitahan'ny vovon'ny CE. Ny tahan'ny fifangaroana kely indrindra: Vovoka hafa: vovoka CE = (3 ~ 7): 1.

Amin'ity fomba ity, ny fanaparitahana CE dia vita amin'ny fanjakana maina, mampiasa vovoka hafa ho fitaovana hanaparitahana ny singa CE amin'ny tsirairay, mba hisorohana ny fifamatorana amin'ny singa CE rehefa manampy rano ary misy fiantraikany amin'ny famongorana bebe kokoa. Noho izany, ny rano mafana dia tsy ilaina amin'ny fanaparitahana, fa ny tahan'ny fandravana dia miankina amin'ny poti-pofona sy ny toe-javatra mampihetsi-po.

3.1.2 Fomba fanaparitahana rano mafana

(1) Ny voalohany 1/5 ~ 1/3 ny rano ilaina fanafanana ho 90C ambony, ampio CE, ary avy eo hanaitra mandra-potaka rehetra niparitaka lena, ary avy eo ny rano sisa amin'ny mangatsiaka na ranomandry ampiana mba hampihenana ny mari-pana. vahaolana, rehefa tonga ny mari-pana famongorana ny CE, ny vovoka dia nanomboka hydrate, viscosity nitombo.

(2) Azonao atao ihany koa ny manafana ny rano rehetra, ary avy eo ampio CE hanaitra rehefa mangatsiaka mandra-pahavitan'ny hydration. Ny fampangatsiahana ampy dia tena zava-dehibe ho an'ny hydration tanteraka ny CE sy ny fananganana viscosity. Ho an'ny viscosity tsara indrindra, ny vahaolana MC dia tokony ho mangatsiatsiaka amin'ny 0 ~ 5 ℃, raha ny HPMC kosa dia mila mangatsiaka amin'ny 20 ~ 25 ℃ na ambany. Satria ny hydration feno dia mitaky fampangatsiahana ampy, ny vahaolana HPMC dia matetika ampiasaina izay tsy azo ampiasaina ny rano mangatsiaka: araka ny vaovao, ny HPMC dia manana fihenam-bidy kely kokoa noho ny MC amin'ny mari-pana ambany mba hahatratrarana ny viscosity mitovy. Tsara ny manamarika fa ny fomba fanaparitahana rano mafana dia mahatonga ny singa CE hiparitaka amin'ny hafanana ambony kokoa, saingy tsy misy vahaolana miforona amin'izao fotoana izao. Mba hahazoana vahaolana amin'ny viscosity sasany dia tsy maintsy ampangaina indray.

3.2 Vovoka CE azo aparitaka amin'ny ety ivelany

Amin'ny toe-javatra maro, ny CE dia tsy maintsy manana toetra miparitaka sy haingana (mamorona viscosity) ao anaty rano mangatsiaka. Surface tsaboina CE dia tsy mety levona vonjimaika ao anaty rano mangatsiaka aorian'ny fikarakarana simika manokana, izay miantoka fa rehefa ampiana CE amin'ny rano, dia tsy avy hatrany dia mamorona viscosity miharihary ary mety hiparitaka amin'ny toe-javatra henjana kely. Ny "fotoana fanemorana" amin'ny fananganana rano na viscosity dia vokatry ny fampifangaroana ny haavon'ny fitsaboana amin'ny tany, ny mari-pana, ny pH an'ny rafitra ary ny fifantohana amin'ny vahaolana CE. Amin'ny ankapobeny dia mihena ny fahatarana amin'ny hydration amin'ny haavon'ny hafanana, ny mari-pana ary ny pH. Amin'ny ankapobeny anefa dia tsy heverina ny fatran'ny CE raha tsy mahatratra 5% (ny tahan'ny rano).

Ho an'ny vokatra tsara indrindra sy ny hydration tanteraka dia tokony hohetsiketsika mandritra ny minitra vitsivitsy ny tany voatsaboina CE ao anatin'ny toe-javatra tsy miandany, miaraka amin'ny pH 8.5 hatramin'ny 9.0, mandra-pahatongan'ny viscosity ambony indrindra (matetika 10-30 minitra). Raha vantany vao miova ny pH amin'ny fototra (pH 8.5 hatramin'ny 9.0), dia levona tanteraka sy haingana ny tany voatsaboina CE, ary ny vahaolana dia mety hiorina amin'ny pH 3 ka hatramin'ny 11. Na izany aza, zava-dehibe ny manamarika fa ny fanitsiana ny pH amin'ny slurry avo lenta. dia hahatonga ny viscosity ho ambony loatra ho an'ny paompy sy fandrarahana. Ny pH dia tokony hanitsy aorian'ny fandoroana ny slurry amin'ny fifantohana tiana.

Raha fintinina, ny dingan'ny fandravana ny CE dia misy dingana roa: fanaparitahana ara-batana sy fandravana simika. Ny fanalahidy dia ny fanaparitahana ny singa CE amin'ny tsirairay alohan'ny fandravana, mba hisorohana ny fivontosana noho ny viscosity ambony mandritra ny fandravana ny mari-pana ambany, izay hisy fiantraikany amin'ny fandravana bebe kokoa.

4. Toetran'ny vahaolana CE

Ny karazana ranon-javatra isan-karazany amin'ny ranon'ny CE dia hivoaka amin'ny mari-pana manokana. Ny gel dia azo averina tanteraka ary mamorona vahaolana rehefa mangatsiaka indray. Tsy manam-paharoa ny gelation thermal reversible an'ny CE. Ao amin'ny vokatra simenitra maro, ny tena fampiasana ny viscosity CE sy ny mifanaraka amin'ny rano fitehirizana sy ny lubrication fananana, ary ny viscosity sy ny gel mari-pana manana fifandraisana mivantana, eo ambanin'ny gel mari-pana, ny ambany ny mari-pana, ny ambony ny viscosity ny CE, ny tsara kokoa ny zava-bita mifanaraka amin'ny fitehirizana rano.

Ny fanazavana amin'izao fotoana izao momba ny trangan-javatra gel dia izao: eo amin'ny dingan'ny famongorana dia mitovy izany

Ny molekiola polymère amin'ny kofehy dia mifandray amin'ny sosona molekiolan'ny rano, ka miteraka fivontosana. Ny molekiolan'ny rano dia miasa toy ny menaka fanosorana, izay afaka manasaraka rojom-boankazo polymère, ka ny vahaolana dia manana ny toetran'ny fluid viscous izay mora ariana. Rehefa mitombo ny mari-pana amin'ny vahaolana, ny polymer cellulose dia mihena tsikelikely ny rano ary mihena ny viscosity ny vahaolana. Rehefa tonga ny teboka gel dia lasa tsy misy rano tanteraka ny polymère, ka miteraka fifandraisana eo amin'ny polymère sy ny fiforonan'ny gel: mitombo hatrany ny tanjaky ny gel rehefa mijanona eo ambonin'ny teboka gel ny mari-pana.

Rehefa mihamangatsiaka ny vahaolana dia manomboka mivadika ny gel ary mihena ny viscosity. Farany, miverina amin'ny curve fiakaran'ny mari-pana voalohany ny viscosity ny vahaolana mangatsiaka ary mitombo miaraka amin'ny fihenan'ny mari-pana. Ny vahaolana dia mety hampangatsiaka amin'ny sandan'ny viscosity voalohany. Noho izany, ny fizotran'ny gel thermal an'ny CE dia azo averina.

Ny andraikitry ny CE amin'ny vokatra simenitra dia toy ny viscosifier, plasticizer ary ny fitehirizana rano, koa ny fomba hifehezana ny viscosity sy ny mari-pana amin'ny gel dia lasa zava-dehibe amin'ny vokatra simenitra matetika mampiasa ny mari-pana gel voalohany eo ambanin'ny ampahany amin'ny curve, noho izany ny ambany ny mari-pana, ny ambony ny viscosity, ny mazava kokoa ny vokatry ny viscosifier fihazonana rano. Ny valin'ny fitsapana amin'ny tsipika famokarana simenitra extrusion dia mampiseho ihany koa fa ny ambany kokoa ny mari-pana amin'ny fitaovana dia eo ambanin'ny votoatin'ny CE, ny tsara kokoa ny viscosification sy ny fihazonana ny rano. Satria rafitra fananan-tany ara-batana sy simika be pitsiny ny rafitra simenitra, misy antony maro misy fiantraikany amin'ny fiovan'ny mari-pana sy ny viscosity ny gel CE. Ary ny fiantraikan'ny fironana sy ny mari-pahaizana Taianin isan-karazany dia tsy mitovy, ka ny fampiharana azo ampiharina ihany koa dia nahita fa aorian'ny fampifangaroana ny rafitra simenitra, ny mari-pana gel amin'ny CE (izany hoe, ny fihenan'ny lakaoly sy ny fitehirizana rano dia miharihary amin'ity mari-pana ity. ) dia ambany noho ny mari-pana gel tondroin'ny vokatra, noho izany, eo amin'ny fifantenana ny vokatra CE mba handinika ny anton-javatra mahatonga ny mari-pana gel. Ireto manaraka ireto no antony lehibe inoantsika fa misy fiantraikany amin'ny viscosity sy ny mari-pana gel amin'ny vahaolana CE amin'ny vokatra simenitra.

4.1 Ny fiantraikan'ny sanda pH amin'ny viscosity

MC sy HPMC dia tsy ionic, ka ny viscosity ny vahaolana noho ny viscosity voajanahary ionic lakaoly manana midadasika kokoa ny DH fahamarinan-toerana, fa raha ny pH sanda mihoatra ny isan-karazany ny 3 ~ 11, dia hampihena tsikelikely ny viscosity amin'ny a mari-pana ambony kokoa na ao anaty tahiry mandritra ny fotoana maharitra, indrindra fa vahaolana viscosity avo. Ny viscosity ny vokatra CE dia mihena amin'ny asidra matanjaka na vahaolana fototra matanjaka, izay noho ny tsy fahampian-dranon'ny CE vokatry ny base sy ny asidra. Noho izany, ny viscosity ny CE matetika dia mihena amin'ny lafiny iray amin'ny tontolo alkaline ny vokatra simenitra.

4.2 Ny fiantraikan'ny tahan'ny hafanana sy ny fihetsehana amin'ny fizotran'ny gel

Ny mari-pana amin'ny teboka gel dia hisy fiantraikany amin'ny fiantraikan'ny taham-panafana sy ny taham-pandrefesana. Ny fampihetsiketsehana haingana sy ny hafanana haingana dia hampitombo ny mari-pana amin'ny gel, izay tsara ho an'ny vokatra simenitra noforonin'ny fampifangaroana mekanika.

4.3 Ny fiantraikan'ny fifantohana amin'ny gel mafana

Ny fampitomboana ny fifantohana amin'ny vahaolana matetika dia mampihena ny mari-pana amin'ny gel, ary ny teboka gel amin'ny viscosity ambany CE dia ambony noho ny an'ny CE viscosity avo. Toy ny DOW's METHOCEL A

Ny mari-pana gel dia hihena amin'ny 10 ℃ isaky ny 2% mitombo ny fifantohana ny vokatra. Ny fitomboan'ny 2% amin'ny fifantohana amin'ny vokatra F-karazana dia hampihena ny mari-pana amin'ny gel amin'ny 4 ℃.

4.4 Ny fiantraikan'ny additives amin'ny gelation thermal

Eo amin'ny sehatry ny fitaovam-panorenana, maro ny fitaovana dia sira inorganika, izay hisy fiantraikany lehibe amin'ny mari-pana gel ny vahaolana CE. Miankina amin'ny hoe ny additive dia miasa toy ny coagulant na solubilizing agent, ny additives sasany dia afaka mampitombo ny mari-pana gel thermal an'ny CE, raha ny hafa kosa mampihena ny mari-pana gel thermal an'ny CE: ohatra, solvent-enhancing ethanol, PEG-400 (polyéthylene glycol) , anediol, sns., dia afaka mampitombo ny teboka gel. Ny sira, ny glycerine, ny sorbitol ary ny akora hafa dia hampihena ny teboka gel, ny CE tsy ionika amin'ny ankapobeny dia tsy hidina noho ny ion metaly polyvalent, fa rehefa mihoatra ny fetra iray ny fifantohan'ny electrolyte na ny akora hafa levona, dia azo asiana sira ny vokatra CE. vahaolana, izany dia noho ny fifaninanana ny electrolytes amin'ny rano, ka nahatonga ny fampihenana ny hydration ny CE, ny sira afa-po ny vahaolana ny vokatra CE amin'ny ankapobeny somary ambony kokoa noho ny vokatra Mc, ary ny sira afa-po dia hafa kely. amin'ny HPMC samihafa.

Maro ny akora amin'ny vokatra simenitra no hampidina ny teboka gel amin'ny CE, noho izany ny fisafidianana ny additives dia tokony hojerena fa mety hiteraka fiovan'ny gel sy ny viscosity ny CE izany.

5. Fehiny

(1) cellulose etera dia cellulose voajanahary amin'ny alalan'ny fanehoan-kevitra etherification, manana ny rafitra fototra vondrona ny dehydrated gliokaozy, araka ny karazana sy ny isan'ny vondrona substituent eo amin'ny fanoloana toerana ary manana toetra samy hafa. Ny etera tsy ionic toy ny MC sy HPMC dia azo ampiasaina ho viscosifier, mpitazona rano, mpiasan'ny rivotra ary fitaovana hafa ampiasaina amin'ny vokatra fitaovana.

(2) CE dia manana solubility tsy manam-paharoa, mamorona vahaolana amin'ny mari-pana sasany (toy ny mari-pana gel), ary mamorona gel mivaingana na fifangaroan-javatra matevina amin'ny mari-pana gel. Ny fomba famongorana lehibe dia ny fomba fanaparitahana fampifangaroana maina, fomba fanaparitahana rano mafana, sns., Amin'ny vokatra simenitra fampiasa matetika dia fomba fanaparitahana maina. Ny fanalahidy dia ny fanaparitahana CE mitovy alohan'ny levona, mamorona vahaolana amin'ny hafanana ambany.

(3) Vahaolana fifantohana, mari-pana, pH sandan'ny, simika fananana additives sy ny fihetsehana tahan'ny dia hisy fiantraikany amin'ny gel mari-pana sy ny viscosity ny CE vahaolana, indrindra simenitra vokatra dia inorganic sira vahaolana amin'ny alkaline tontolo iainana, matetika mampihena ny mari-pana gel sy ny viscosity ny CE vahaolana. , mitondra voka-dratsy. Noho izany, araka ny toetra mampiavaka ny CE, voalohany, dia tokony ho ampiasaina amin'ny mari-pana ambany (ambany ny mari-pana gel), ary faharoa, ny fiantraikan'ny additives dia tokony ho raisina an-tsaina.