Hydroxyethyl Cellulose (HEC) er en vanlig vannløselig polymer som er mye brukt i daglige kjemikalier, konstruksjon, belegg, medisin, mat og andre industrier. Det er en ikke-ionisk celluloseeter laget ved kjemisk modifisering av naturlig cellulose. Produksjonsprosessen av hydroksyetylcellulose involverer komplekse kjemiske reaksjoner, inkludert celluloseekstraksjon, alkaliseringsbehandling, foretringsreaksjon, etc. Følgende er en detaljert introduksjon til produksjonsprosessen.
1. Valg av råvarer og utvinning av cellulose
Den grunnleggende råvaren til hydroksyetylcellulose er naturlig cellulose, som hovedsakelig kommer fra tre, bomull eller andre plantefibre. Celluloseinnholdet i plantecellevegger er høyt, og ren cellulose kan utvinnes fra disse naturlige materialene på mekanisk eller kjemisk måte. Ekstraksjonsprosessen inkluderer knusing, fjerning av urenheter (som lignin, hemicellulose), bleking og andre trinn.
Celluloseekstraksjon: Naturlig cellulose behandles vanligvis mekanisk eller kjemisk for å fjerne ikke-cellulosestoffer for å oppnå cellulose med høy renhet. Bomullsfiber, tremasse osv. kan alle være vanlige kilder til råvarer. Under behandlingsprosessen brukes alkali (som natriumhydroksid) for å hjelpe til med å løse opp ikke-cellulosekomponenter, og resten er hovedsakelig cellulose.
2. Alkaliseringsbehandling
Den rensede cellulosen må først alkaliseres. Dette trinnet er å gjøre hydroksylgruppene på cellulosemolekylkjeden mer aktive slik at de lettere kan reagere med foretringsmidlet. Hovedtrinnene i alkaliseringsbehandlingen er som følger:
Reaksjon av cellulose med alkali: cellulose blandes med en sterk alkali (vanligvis natriumhydroksid) for å produsere alkalicellulose (Alkali Cellulose). Denne prosessen utføres vanligvis i et vandig medium. Alkalicellulose er reaksjonsproduktet av cellulose og natriumhydroksid. Dette stoffet har en løsere struktur og høyere reaktivitet, noe som bidrar til den påfølgende foretringsreaksjonen.
Alkaliseringsprosessen skjer hovedsakelig ved passende temperatur og fuktighet, vanligvis i området 20 ℃ ~ 30 ℃ i flere timer for å sikre at hydroksylgruppene i cellulosemolekylene er fullstendig aktivert.
3. Foretringsreaksjon
Foretring er et nøkkeltrinn i produksjonen av hydroksyetylcellulose. Hydroksyetylcellulose produseres ved å reagere alkalicellulose med etylenoksyd for å innføre hydroksyetylgrupper. De spesifikke trinnene er som følger:
Reaksjon med etylenoksid: Alkalicellulose reagerer med en viss mengde etylenoksid under visse temperatur- og trykkforhold. Ringstrukturen i etylenoksid åpner seg for å danne en eterbinding, reagerer med hydroksylgruppene i cellulosemolekylene og introduserer hydroksyetylgrupper (–CH2CH2OH). Denne prosessen kan justere graden av foretring ved å kontrollere reaksjonsforholdene (som temperatur, trykk og tid).
Reaksjonen utføres vanligvis i et alkalisk miljø for å sikre effektiviteten av foretringen. Reaksjonstemperaturen er vanligvis 50 ℃ ~ 100 ℃, og reaksjonstiden er flere timer. Ved å justere mengden etylenoksid kan substitusjonsgraden av sluttproduktet kontrolleres, det vil si hvor mange hydroksylgrupper i cellulosemolekylene som erstattes med hydroksyetylgrupper.
4. Nøytralisering og vasking
Etter at foretringsreaksjonen er fullført, må de alkaliske stoffene i reaksjonssystemet nøytraliseres. Vanlig brukte nøytralisatorer er sure stoffer, som eddiksyre eller saltsyre. Nøytraliseringsprosessen vil nøytralisere overskudd av alkali til salter, noe som ikke vil påvirke ytelsen til produktet.
Nøytraliseringsreaksjon: Ta produktet ut av reaktoren og tilsett en passende mengde syre for nøytralisering til pH-verdien i systemet når nøytral. Denne prosessen fjerner ikke bare gjenværende alkali, men reduserer også virkningen av reaksjonsbiprodukter på ytelsen til hydroksyetylcellulose.
Vask og dehydrering: Det nøytraliserte produktet må vaskes flere ganger, vanligvis med vann eller etanol og andre løsemidler for å vaske bort gjenværende urenheter og biprodukter. Det vaskede produktet dehydreres ved sentrifugering, filterpressing og andre metoder for å redusere fuktighetsinnholdet.
5. Tørking og knusing
Etter vask og dehydrering inneholder hydroksyetylcellulosen fortsatt en viss mengde fuktighet og må tørkes ytterligere. Tørkeprosessen kan utføres ved lufttørking eller vakuumtørking for å sikre at produktet har god stabilitet under lagring og bruk.
Tørking: Tørk produktet ved en viss temperatur (vanligvis under 60°C) for å fjerne gjenværende fuktighet. Tørketemperaturen bør ikke være for høy, ellers kan det føre til nedbrytning av produktet og påvirke ytelsen.
Knusing og sikting: Den tørkede hydroksyetylcellulosen finnes vanligvis i blokker eller klumper, og må knuses for å få fint pulver. Det knuste produktet må også siktes for å oppnå en partikkelstørrelsesfordeling som oppfyller kravene for å sikre dets løselighet og dispergerbarhet i praktiske applikasjoner.
6. Testing og pakking av sluttprodukter
Etter produksjon må hydroksyetylcellulose testes for kvalitet for å sikre at ytelsesindikatorene oppfyller standardkravene. Testelementer inkluderer vanligvis:
Viskositetsmåling: Viskositeten til hydroksyetylcellulose etter oppløsning i vann er en viktig kvalitetsindikator, som påvirker bruken i belegg, konstruksjon, daglige kjemikalier og andre felt.
Fuktighetsinnhold: Test fuktighetsinnholdet i produktet for å sikre lagringsstabilitet.
Substitusjonsgrad (DS) og molar substitusjon (MS): Bestem graden av substitusjon og molar substitusjon i produktet gjennom kjemisk analyse for å sikre effekten av foretringsreaksjonen.
Etter å ha bestått testen, vil hydroksyetylcellulose pakkes inn i pulver eller granulære produkter, vanligvis i fuktsikre plastposer eller papirposer for å forhindre at den blir fuktig eller forurenset.
Produksjonsprosessen for hydroksyetylcellulose inkluderer hovedsakelig trinnene med celluloseekstraksjon, alkaliseringsbehandling, foretringsreaksjon, nøytralisering og vasking, tørking og knusing. Hele prosessen avhenger av alkaliseringen og foretringen i den kjemiske reaksjonen, og cellulosen gis gode vannløselighet og fortykningsegenskaper ved å innføre hydroksyetylgrupper. Hydroksyetylcellulose er mye brukt i mange bransjer, som fortykningsmiddel for belegg, vannholdende middel for byggematerialer, stabilisator i daglige kjemiske produkter, etc. Hvert ledd i produksjonsprosessen må kontrolleres strengt for å sikre høy kvalitet og stabil ytelse av produktet.
Innleggstid: 25. oktober 2024