Zawartość popiołu w hydroksypropylometylocelulozie HPMC

Według niepełnych statystyk, obecna produkcja niejonowego eteru celulozy na świecie osiągnęła ponad 500 000 ton, ahydroksypropylometyloceluloza HPMCstanowi 80% z 400 000 ton, w Chinach w ciągu ostatnich dwóch lat wiele firm zwiększyło moce produkcyjne, które szybko wzrosły do ​​​​obecnej mocy około 180 000 ton, około 60 000 ton konsumpcji krajowej, z czego ponad 550 milionów ton wykorzystuje się w przemyśle, a około 70% wykorzystuje się jako dodatki budowlane.

Ze względu na różne zastosowania produktów wymagania dotyczące indeksu popiołu mogą być różne, dlatego w procesie produkcyjnym organizacja produkcji zgodnie z wymaganiami różnych modeli sprzyja oszczędności energii, zmniejszeniu zużycia i redukcja emisji.

1. Zawartość popiołu w hydroksypropylometylocelulozie HPMC i jej istniejącej postaci

Przemysłowe standardy jakości hydroksypropylometylocelulozy (HPMC) zwane popiołem i farmakopeą zwaną siarczanem, czyli pozostałością po spaleniu, można po prostu rozumieć jako nieorganiczne zanieczyszczenia solą w produkcie. Głównie poprzez proces produkcji silnych zasad (wodorotlenek sodu) poprzez reakcję do końcowego dostosowania pH do soli obojętnej i pierwotnej naturalnej sumy soli nieorganicznych surowca.

Metoda oznaczania popiołu całkowitego; Pewna ilość próbek po karbonizacji jest spalana w piecu wysokotemperaturowym, dzięki czemu materiały organiczne ulegają utlenieniu i rozkładowi, wydostając się w postaci dwutlenku węgla, tlenków azotu i wody, natomiast materiały nieorganiczne pozostają w postaci siarczanów, fosforanów, węglanów , chlorki i inne sole nieorganiczne oraz tlenki metali, pozostałości te stanowią popiół. Całkowitą zawartość popiołu w próbce można obliczyć, ważąc pozostałość.

Zgodnie z procesem, użycie innego kwasu spowoduje wytworzenie innej soli: głównie chlorku sodu (w wyniku reakcji jonu chlorkowego z chlorometanem i wodorotlenkiem sodu) oraz innej neutralizacji kwasu, która może wytworzyć octan sodu, siarczek sodu lub szczawian sodu.

2. Wymagania dotyczące zawartości popiołu w hydroksypropylometylocelulozie HPMC

Hydroksypropylometyloceluloza HPMC stosowana jest głównie do zagęszczania, emulgowania, tworzenia błon, ochrony koloidów, zatrzymywania wody, adhezji, oporności na enzymy i bezwładności metabolicznej itp. Jest szeroko stosowana w wielu dziedzinach przemysłu, które można z grubsza podzielić na następujące aspekty :

(1) Konstrukcja: główną rolą jest zatrzymywanie wody, zagęszczanie, lepkość, smarowanie, przepływ w celu poprawy urabialności cementu i gipsu, pompowanie. Powłoki architektoniczne, powłoki lateksowe stosowane są głównie jako koloid ochronny, błonotwórczy, środek zagęszczający i środek zawieszający pigment.

(2) POLIchlorek winylu: stosowany głównie jako środek dyspergujący w reakcji polimeryzacji w układzie polimeryzacji suspensyjnej.

(3) chemikalia stosowane na co dzień: stosowane głównie jako artykuły ochronne, mogą poprawić emulgację produktu, działanie przeciwenzymatyczne, dyspersję, wiązanie, aktywność powierzchniową, tworzenie filmu, nawilżanie, pienienie, formowanie, środek antyadhezyjny, zmiękczacz, smar i inne właściwości;

(4) przemysł farmaceutyczny: w przemyśle farmaceutycznym stosowany jest głównie do produkcji preparatów, jako stały preparat środka powlekającego, materiału kapsułki z wydrążoną kapsułką, środka wiążącego, w ramach środków o przedłużonym uwalnianiu, błonotwórczego, powodującego pory, jako płynny, półstały preparat zagęszczający, emulgujący, zawieszający, nakładający matrycę;

(5) ceramika: stosowana jako środek wiążący półwyrób ceramiczny przemysłowy, dyspergator koloru glazury;

(6) papier: dyspersja, barwnik, środek wzmacniający;

(7) Drukowanie i barwienie tekstyliów: masa celulozowa, kolor, środek przedłużający kolor:

(8) w produkcji rolnej: stosowany w rolnictwie do zaprawiania nasion roślin uprawnych, może poprawić szybkość kiełkowania, może nawilżać i zapobiegać pleśni, konserwowaniu owoców, przedłużonemu uwalnianiu nawozów chemicznych i pestycydów.

Z informacji zwrotnych z powyższych wieloletnich doświadczeń aplikacyjnych oraz podsumowania standardów kontroli wewnętrznej niektórych przedsiębiorstw zagranicznych i krajowych wynika, że ​​tylko niektóre produkty polimeryzacji PCW oraz codzienne produkty chemiczne wymagają kontroli zawartości soli < 0,010, a farmakopea w różnych krajach wymagana jest kontrola zawartości soli < 0,015. Inne zastosowania kontroli soli mogą być stosunkowo szersze, zwłaszcza produkty klasy budowlanej, oprócz produkcji szpachli, sól do powlekania ma pewne wymagania poza resztą, która może kontrolować sól <0,05, w zasadzie może spełnić to zastosowanie.

3. Proces i metoda wytwarzania hydroksypropylometylocelulozy HPMC

Istnieją trzy główne metody produkcji hydroksypropylometylocelulozy HPMC w kraju i za granicą:

(1) Metoda w fazie ciekłej (metoda zawiesinowa): sproszkowany proszek celulozowy dysperguje się w około 10-krotności rozpuszczalnika organicznego w reaktorach pionowych i poziomych przy silnym mieszaniu, a następnie dodaje się ilościowy roztwór alkaliczny i środek eteryfikujący w celu reakcji. Po reakcji gotowy produkt myje się, suszy, rozdrabnia i przesiewa gorącą wodą.

(2) Metoda w fazie gazowej (metoda gazowo-stała): reakcja sproszkowanego proszku celulozowego kończy się w stanie prawie półsuchym poprzez bezpośrednie dodanie ilościowego ługu i środka eteryzującego oraz odzyskanie niewielkiej ilości niskowrzących produktów ubocznych w procesie reaktor poziomy z silnym mieszaniem. Do reakcji nie ma potrzeby dodawania rozpuszczalnika organicznego. Po reakcji gotowy produkt myje się, suszy, rozdrabnia i przesiewa gorącą wodą.

(3) Metoda jednorodna (metoda rozpuszczania): Poziomą można dodać bezpośrednio po rozdrobnieniu celulozy za pomocą reaktora z silnym mieszaniem, rozproszonego w nao/moczniku (lub innych rozpuszczalnikach celulozy) około 5 ~ 8 razy więcej rozpuszczalnika zamrażającego wodę w rozpuszczalniku, następnie dodanie ilościowego ługu i środka eteryfikującego w reakcji, po reakcji z wytrącaniem acetonu, reakcja wytrącania dobrego eteru celulozy, następnie mycie gorącą wodą, suszenie, mielenie, przesiewanie w celu uzyskania gotowego produktu. (Nie jest jeszcze w produkcji przemysłowej).

Zakończenie reakcji, niezależnie od tego, które metody wymienione powyżej zawierają dużo soli, zgodnie z różnymi procesami, które można wytworzyć, to: chlorek sodu i octan sodu, siarczek sodu, szczawian sodu itd. Mieszanka soli wymaga odsalania, użycie soli rozpuszczalnej w wodzie, na ogół z dużą ilością mycia gorącą wodą, obecnie głównym sprzętem i sposobem mycia są:

(1) Paskowy filtr próżniowy; Służy do płukania soli poprzez wsypanie surowca do zaczynu z gorącą wodą, a następnie równomierne rozłożenie zaczynu na taśmie filtracyjnej poprzez natryskiwanie gorącej wody od góry i odkurzanie dołu.

(2) wirówka pozioma: pod koniec reakcji surowych materiałów z zawiesiną w gorącej wodzie rozcieńcza się rozpuszczoną sól gorącą wodą, a następnie poprzez odwirowanie oddzielania cieczy i substancji stałych w celu usunięcia soli.

(3) za pomocą filtra ciśnieniowego, pod koniec reakcji surowego materiału do zawiesiny z gorącą wodą, wprowadza się go do filtra ciśnieniowego, najpierw za pomocą pary, aby przedmuchać wodę N-krotnym strumieniem gorącej wody, a następnie przedmuchać parą wodę w celu oddzielenia i usunięcia soli.

Mycie gorącą wodą w celu usunięcia rozpuszczonych soli, ponieważ trzeba podłączyć gorącą wodę, mycie tym bardziej, im mniejsza jest zawartość popiołu i odwrotnie, więc jego popiół jest bezpośrednio powiązany z ilością gorącej wody, ogólnie przemysłową produkt przy zawartości popiołu poniżej 1% ZUŻYWA 10 ton gorącej wody, przy zawartości popiołu poniżej 5% potrzebne będzie około 6 ton gorącej wody.

Chemiczne zapotrzebowanie tlenu na eter celulozy (ChZT) w ściekach wynosi aż 60 000 mg/L, zawartość soli również przekracza 30 000 mg/L, więc oczyszczanie takich ścieków musi być bardzo kosztowne, ponieważ tak wysoka zawartość soli bezpośrednio biochemia jest trudna, zgodnie z obowiązującymi krajowymi wymogami ochrony środowiska obróbka nie może być rozcieńczana, podstawowym rozwiązaniem jest usunięcie soli poprzez destylację. Zatem kolejna tona płukania wrzątkiem spowoduje wytworzenie jeszcze jednej tony ścieków. Zgodnie z obecną technologią MUR charakteryzującą się wysoką wydajnością energetyczną, odparowaniem i usuwaniem soli, całkowity koszt każdego uzdatnienia 1 tony stężonej wody do mycia wynosi około 80 juanów, a głównym kosztem jest całkowite zużycie energii.

4. Wpływ zawartości popiołu na retencję wody hydroksypropylometylocelulozy HPMC

HPMC odgrywa głównie trzy role: zatrzymywania wody, zagęszczania i wygodnej konstrukcji w materiałach budowlanych.

Retencja wody: wydłuża czas otwarcia materiału zatrzymującego wodę i w pełni wspomaga jego uwodnienie.

Zagęszczanie: celulozę można zagęścić do zawiesiny, dzięki czemu roztwór pozostaje jednolity w górę i w dół, pełniąc rolę zawieszenia zapobiegającego przepływowi.

Budowa: celuloza ma działanie smarujące, może mieć dobrą budowę. HPMC nie bierze udziału w przebiegu reakcji chemicznych, a jedynie odgrywa rolę pomocniczą. Najważniejszym z nich jest retencja wody, która wpływa na jednorodność zaprawy, a następnie wpływa na właściwości mechaniczne i trwałość stwardniałej zaprawy. Zaprawa dzieli się na zaprawę murarską i zaprawę tynkarską, to dwie ważne części materiałów zaprawowych, ważnym zastosowaniem zaprawy murarskiej i zaprawy tynkarskiej jest konstrukcja murowa. Ponieważ blok w procesie stosowania produktów znajduje się w stanie suchym, w celu zmniejszenia suchego bloku silnego wchłaniania wody przez zaprawę, konstrukcja przyjmuje blok przed wstępnym zwilżeniem, aby zablokować pewną zawartość wilgoci, utrzymać wilgoć w zaprawie aby zablokować nadmierną absorpcję materiału, może utrzymać normalne nawodnienie wewnętrznego materiału żelującego, takiego jak zaprawa cementowa. Jednakże czynniki takie jak różne typy bloków i stopień wstępnego zwilżenia na budowie będą miały wpływ na szybkość utraty wody i utratę wody z zaprawy, co w ukryty sposób wpłynie na ogólną jakość konstrukcji murowej. Zaprawa o doskonałej retencji wody może wyeliminować wpływ materiałów bloczkowych i czynników ludzkich oraz zapewnić wystarczającą jednorodność zaprawy.

Wpływ zatrzymywania wody na właściwości utwardzania zaprawy wyraża się głównie poprzez wpływ na powierzchnię styku zaprawy z bloczkiem. Ponieważ zaprawa o słabej retencji wody szybko ją traci, zawartość wody w zaprawie w obszarze styku jest oczywiście niewystarczająca, a cement nie może zostać w pełni uwodniony, co wpływa na prawidłowy rozwój wytrzymałości. Siła wiązania materiałów na bazie cementu zależy głównie od efektu zakotwiczenia produktów hydratacji cementu. Niedostateczne uwodnienie cementu w obszarze styku zmniejsza siłę wiązania styku, a nasila zjawisko kawitacji i pękania zaprawy.

Dlatego wybierając najbardziej wrażliwą na wymagania retencji wody budując markę K trzy partie o różnej lepkości, poprzez różne sposoby przemywania, aby uzyskać tę samą partię numer dwie oczekiwaną zawartość popiołu, a następnie zgodnie z obecnie powszechną metodą badania retencji wody (metoda bibułowa filtracyjna) ) na tym samym numerze partii różna zawartość popiołu w zatrzymywaniu wody w trzech grupach próbek, konkretna w następujący sposób:

4.1 Eksperymentalna metoda badania stopnia retencji wody (metoda bibuły filtracyjnej)

4.1.1 Narzędzia i sprzęt do aplikacji

Mieszarka do cementu, cylinder miarowy, waga, stoper, pojemnik ze stali nierdzewnej, łyżka, forma pierścieniowa ze stali nierdzewnej (średnica wewnętrzna φ 100 mm× średnica zewnętrzna φ 110 mm× wysokość 25 mm, szybka bibuła filtracyjna, wolna bibuła filtracyjna, płytka szklana.

4.1.2 Materiały i odczynniki

Zwykły cement portlandzki (425#), piasek standardowy (przez czystą wodę bez piasku błotnego), próbki produktu (HPMC), czysta woda do eksperymentu (woda z kranu, woda mineralna).

4.1.3 Warunki analizy eksperymentalnej

Temperatura laboratorium: 23±2 ℃; Wilgotność względna: ≥ 50%; Temperatura wody w laboratorium wynosi 23 ℃ jako temperatura pokojowa.

4.1.4 Metoda eksperymentalna

Połóż szklaną płytkę na platformie operacyjnej, połóż na niej powolną bibułę filtracyjną (gramatura: M1), a następnie nałóż szybką bibułę filtracyjną na powolną bibułę filtracyjną, a następnie nałóż na szybką bibułę filtracyjną metalową formę pierścieniową (pierścień pleśń nie powinna przekraczać okrągłej, szybkiej bibuły filtracyjnej).

Dokładnie zważ (425#) cement 90 g; Piasek standardowy 210 g; Produkt (próbka) 0,125g; Przelać do pojemnika ze stali nierdzewnej, dobrze wymieszać (suchą mieszankę) i odstawić.

Użyć mieszalnika do pasty cementowej (garnek i ostrze są czyste i suche, każde doświadczenie po dokładnym wyczyszczeniu, jednokrotne wysuszenie, zarezerwowane). Cylindrem miarowym odmierzyć 72 ml czystej wody (23 ℃), najpierw wlać do mieszadła, następnie wlać przygotowane materiały i moczyć przez 30 s; Jednocześnie podnieś naczynie do pozycji mieszania, uruchom mikser i mieszaj na niskich obrotach (powolne mieszanie) przez 60 s; Zatrzymaj 15 s Zeskrob zawiesinę materiału ze ścianek garnka i włóż ostrze do garnka; Kontynuuj szybkie mieszanie przez 120 s, aż do zatrzymania. Całą wymieszaną zaprawę wlać szybko do formy pierścieniowej ze stali nierdzewnej i odmierzyć czas od momentu zetknięcia się zaprawy z szybką bibułą filtracyjną (wcisnąć stoper). 2 minuty później obróć formę pierścieniową i wyjmij chroniczną bibułę filtracyjną do zważenia (waga: M2). Przeprowadzić ślepą próbę według powyższej metody (masa chronicznej bibuły filtracyjnej przed i po ważeniu wynosi M3, M4)

Metoda obliczeń jest następująca:

Gdzie, M1 — masa bibuły filtracyjnej chronicznej przed doświadczeniem próbki; M2 — Masa chronicznej bibuły filtracyjnej po eksperymencie próbnym; M3 — Masa chronicznej bibuły filtracyjnej przed ślepą próbą; M4 — Masa chronicznej bibuły filtracyjnej po ślepej próbie.

4.1.5 Środki ostrożności

(1) Temperatura czystej wody musi wynosić 23 ℃, ważenie musi być dokładne;

(2) Po wymieszaniu wyjąć naczynie do miksowania i równomiernie wymieszać łyżką.

(3) forma powinna być szybka, a bok zaprawy ubity na płasko i solidnie ubity;

(4) Należy pamiętać o wyregulowaniu zaprawy w momencie kontaktu z bibułą szybkiego filtrowania, nie wylewać zaprawy na bibułę filtracyjną zewnętrzną.

4.2 próbka

Wpływ na retencję wody wynika głównie z lepkości, a wysoka lepkość będzie gorsza niż wysoka retencja wody. Wahania zawartości popiołu w zakresie 1% ~ 5% prawie nie wpływają na stopień zatrzymywania wody, więc nie będą miały wpływu na wykorzystanie jego właściwości zatrzymywania wody.

5.Wniosek

Aby norma była bardziej adekwatna do rzeczywistości i dostosowana do coraz ostrzejszego trendu oszczędzania energii i ochrony środowiska, sugeruje się, aby:

Wzorzec przemysłowy hydroksypropylometylocelulozy HPMC dzieli się na stopnie kontroli popiołu, takie jak: popiół kontrolny poziomu 1 < 0,010, popiół kontrolny poziomu 2 < 0,050. W ten sposób producenci mogą wybierać samodzielnie, a użytkownicy mogą mieć większy wybór. Tymczasem ceny można ustalać w oparciu o zasadę wysokiej jakości i konkurencyjnej ceny, aby zapobiec zjawisku zamieszania typu rybie oko i zamieszania na rynku. Najważniejsze jest oszczędzanie energii i ochrona środowiska, aby produkcja produktów i środowisko były bardziej przyjazne i harmonijne.