Według niepełnych statystyk obecna światowa produkcja niejonowego eteru celulozy osiągnęła ponad 500 000 ton, a hydroksypropylometylocelulozy stanowiła od 80% do ponad 400 000 ton. Chiny w ciągu ostatnich dwóch lat wiele firm rozszerzyło produkcję do szybkiego poszerzyć zdolność produkcyjną osiągnęła około 180 000 ton, około 60 000 ton na potrzeby krajowe, z czego ponad 550 milionów ton wykorzystuje się w przemyśle, a około 70 procent wykorzystuje się jako dodatki budowlane.
Ze względu na różne zastosowania produktów wymagania dotyczące indeksu popiołu produktów mogą się również różnić, dzięki czemu produkcję można zorganizować zgodnie z wymaganiami różnych modeli w procesie produkcyjnym, co sprzyja oszczędności energii, redukcja zużycia i redukcja emisji.
Popiół hydroksypropylometylocelulozy i jego istniejące formy
Hydroksypropylometyloceluloza (HPMC) nazywana jest popiołem w branżowych standardach jakości, a w farmakopei siarczanem lub gorącą pozostałością, co można po prostu rozumieć jako nieorganiczne zanieczyszczenie produktu solą. Główny proces produkcyjny oparty na mocnej zasadzie (wodorotlenek sodu) poprzez reakcję końcowego dostosowania pH do soli obojętnej i surowców pierwotnie zawartych w sumie soli nieorganicznych.
Metoda oznaczania popiołu całkowitego; Po zwęgleniu i spaleniu określonej ilości próbek w piecu wysokotemperaturowym substancje organiczne ulegają utlenieniu i rozkładowi, wydzielając się w postaci dwutlenku węgla, tlenków azotu i wody, natomiast substancje nieorganiczne pozostają w postaci siarczanów, fosforanów, węglany, chlorki i inne sole nieorganiczne oraz tlenki metali. Te pozostałości to popiół. Ilość popiołu całkowitego w próbce można obliczyć ważąc pozostałość.
Zgodnie z procesem, w którym stosuje się różne kwasy, powstają różne sole: głównie chlorek sodu (powstający w wyniku reakcji jonów chlorkowych w chlorometanie i wodorotlenku sodu) oraz inne kwasy, neutralizacja może wytworzyć octan sodu, siarczek sodu lub szczawian sodu.
2. Zapotrzebowanie na popiół w przypadku hydroksypropylometylocelulozy klasy przemysłowej
Hydroksypropylometyloceluloza stosowana jest głównie jako zagęszczacz, emulgator, błonotwórczy, koloid ochronny, zatrzymujący wodę, przyczepność, antyenzym i obojętny metabolicznie oraz do innych zastosowań. 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, wspomaganie przepływu w celu poprawy obrabialności 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 środki ochronne, mogą poprawić emulgację produktu, działanie przeciwenzymatyczne, dyspersję, przyczepność, 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, stosowany jako stały preparat środka powlekającego, pusty materiał kapsułki, spoiwo, stosowany do szkieletu farmaceutycznego o powolnym uwalnianiu, środek błonotwórczy, środek porotwórczy, stosowany jako ciecz, preparat półstały zagęszczanie, emulgowanie, sporządzanie zawiesiny, nakładanie matrycy;
(5) Ceramika: stosowana jako środek wiążący do kęsów przemysłu ceramicznego, środek dyspergujący dla koloru glazury;
(6) papiernictwo: dyspersja, barwnik, środek wzmacniający;
(7) Drukowanie i barwienie tekstyliów: masa celulozowa, kolor, przedłużacz koloru:
(8) Produkcja rolna: w rolnictwie może być stosowany do zaprawiania nasion roślin uprawnych, poprawy szybkości kiełkowania, ochrony wilgoci i zapobiegania pleśni, utrzymywania świeżości owoców, środka opóźniającego uwalnianie nawozów chemicznych i pestycydów itp.
Zgodnie z informacjami zwrotnymi z powyższego długoterminowego doświadczenia aplikacyjnego oraz podsumowaniem standardów kontroli wewnętrznej niektórych przedsiębiorstw zagranicznych i krajowych, tylko niektóre produkty polimeryzacji polichlorku winylu i codzienne chemikalia są wymagane do kontroli soli poniżej 0,010, a farmakopea różnych krajów wymaga kontrolowania zawartości soli poniżej 0,015. Inne zastosowania kontroli soli mogą być stosunkowo szersze, zwłaszcza produkty budowlane oprócz produkcji szpachli, sól malarska ma pewne wymagania, reszta może kontrolować sól <0,05 może w zasadzie spełnić to zastosowanie.
Proces 3 hydroksypropylometylocelulozy i metoda usuwania soli
Główne metody produkcji hydroksypropylometylocelulozy w kraju i za granicą są następujące:
(1) Metoda fazy ciekłej (metoda zawiesiny): drobny proszek celulozy do rozdrobnienia dysperguje się w około 10-krotnym rozpuszczalniku organicznym w reaktorze pionowym lub poziomym przy silnym mieszaniu, a następnie dodaje się ilościową ilość ługu i środka eteryfikującego w celu reakcji. Po reakcji produkt przemyto, wysuszono, rozdrobniono i przesiano gorącą wodą.
(2) Metoda w fazie gazowej (metoda gaz-ciało stałe): Reakcję proszku celulozowego, który ma zostać rozdrobniony, kończy się w stanie półsuchym poprzez bezpośrednie dodanie ilościowej ilości ługu i środka eteryzującego oraz niewielkiej ilości produktów ubocznych o niskiej temperaturze wrzenia w poziomym reaktorze z silnym mieszaniem. Do reakcji nie są potrzebne żadne dodatkowe rozpuszczalniki organiczne. Po reakcji produkt przemyto, wysuszono, rozdrobniono i przesiano 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 po reakcji dodając ilościowy ług i środek eteryfikujący, po reakcji z acetonem wytrąca się dobry eter celulozy, następnie przemywa się go gorącą wodą, suszy, kruszy i przesiewa, aby otrzymać gotowy produkt. (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) pasowy filtr próżniowy; Dokonuje tego poprzez zmieszanie gotowego surowca z gorącą wodą, a następnie przemycie soli poprzez równomierne rozprowadzenie zawiesiny na taśmie filtracyjnej poprzez natryskiwanie gorącej wody i odkurzanie poniżej.
(2) Wirówka pozioma: pod koniec reakcji surowego materiału z zawiesiną za pomocą gorącej wody rozcieńcza się sól rozpuszczoną w gorącej wodzie, a następnie poprzez odwirowanie oddziela się ciecz od ciała stałego w celu usunięcia soli.
(3) za pomocą filtra ciśnieniowego, pod koniec reakcji surowego materiału do zawiesiny z gorącą wodą, wprowadzić go do filtra ciśnieniowego, najpierw wodą nadmuchaną parą, a następnie gorącą wodą spryskać N razy wodą nadmuchaną parą do oddzielić i usunąć sól.
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.
Ścieki zawierające eter celulozy charakteryzują się chemicznym zapotrzebowaniem tlenu (ChZT) przekraczającym 60 000 mg/l i zawartością soli przekraczającą 30 000 mg/l, zatem oczyszczanie takich ścieków jest bardzo kosztowne, ponieważ trudno jest je bezpośrednio biochemiczny o tak wysokiej zawartości soli i nie wolno go rozcieńczać zgodnie z obowiązującymi krajowymi wymogami ochrony środowiska. Ostatecznym rozwiązaniem jest usunięcie soli poprzez destylację. Zatem jedna tona więcej mycia wrzątkiem spowoduje wygenerowanie o jedną tonę ścieków więcej. Zgodnie z obecną technologią MUR o wysokiej efektywności energetycznej, całkowity koszt każdej tony stężonej wody do mycia wynosi około 80 juanów, a głównym kosztem jest całkowite zużycie energii.
Wpływ popiołu 4 na stopień retencji wody przemysłowej hydroksypropylometylocelulozy
HPMC odgrywa głównie trzy role w zatrzymywaniu wody, zagęszczaniu i wygodzie konstrukcyjnej materiałów budowlanych.
Retencja wody: aby wydłużyć czas otwarcia materiału zatrzymującego wodę, aby w pełni wspomóc jego funkcję hydratacji.
Zagęszczanie: Celuloza może być zagęszczana w celu uzyskania zawiesiny, dzięki czemu roztwór utrzymuje jednolitą w górę i w dół tę samą rolę, odporność na zwisanie.
Konstrukcja: Smarowanie celulozowe, może mieć dobrą konstrukcję. HPMC nie uczestniczy w przebiegu reakcji chemicznej, pełni jedynie rolę pomocniczą. Jednym z najważniejszych jest retencja wody, retencja wody w zaprawie wpływa na ujednorodnienie zaprawy, a następnie wpływa na właściwości mechaniczne i trwałość stwardniałej zaprawy. Zaprawa murarska i zaprawa tynkarska to dwie ważne części materiałów zaprawowych, a ważnym obszarem zastosowania 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 różnica rodzaju bloczków i stopień wstępnego zwilżenia miejsca będą miały wpływ na szybkość utraty wody i utratę wody z zaprawy, co spowoduje ukryte zagrożenia dla ogólnej jakości konstrukcji murowej. Zaprawa o doskonałej retencji wody może wyeliminować wpływ materiałów bloczkowych i czynników ludzkich oraz zapewnić jednorodność zaprawy.
Wpływ zatrzymywania wody na twardnienie zaprawy odzwierciedla się głównie w wpływie na powierzchnię styku zaprawy i bloczka. Przy szybkiej utracie wody przez zaprawę o słabej retencji wody, zawartość wody w zaprawie na styku jest w oczywisty sposób niewystarczająca, a cement nie może zostać w pełni uwodniony, co wpływa na prawidłowy rozwój wytrzymałości. Siła wiązania materiałów na bazie cementu wynika głównie z zakotwiczenia produktów hydratacji cementu. Niedostateczne uwodnienie cementu w obszarze styku zmniejsza siłę wiązania na styku, a powstawanie pustych wybrzuszeń i pękanie zaprawy zwiększa się.
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 pomiaru stopnia retencji wody (metoda bibułowa)
4.1.1 Zastosowanie przyrządów i wyposażenia
Mieszalnik do zaczynu cementowego, cylinder miarowy, waga, stoper, pojemnik ze stali nierdzewnej, łyżka, matryca pierścieniowa ze stali nierdzewnej (średnica wewnętrzna φ100 mm× średnica zewnętrzna φ110 mm× wysokość 25 mm, szybka bibuła filtracyjna, wolna bibuła filtracyjna, płytka szklana.
4.1.2 Materiały i odczynniki
Zwykły CEMENT Portlandzki (425#), PIASEK STANDARDOWY (PIASEK BEZ BŁOTA PRZEMYWANY WODĄ), PRÓBKA PRODUKTU (HPMC), CZYSTA WODA DO DOŚWIADCZEŃ (WODA Z KRANU, WODA MINERALNA).
4.1.3 Warunki analizy eksperymentalnej
Temperatura laboratorium: 23±2 ℃; Wilgotność względna: ≥ 50%; Temperatura wody w laboratorium jest taka sama jak temperatura pokojowa 23 ℃.
4.1.4 Metody eksperymentalne
Połóż szklaną płytkę na platformie operacyjnej, połóż na niej odważoną bibułę filtracyjną chroniczną (gramatura: M1), następnie na bibułę filtracyjną wolną połóż kawałek szybkiej bibuły filtracyjnej, a następnie na bibułę filtracyjną szybką połóż metalową formę pierścieniową ( forma pierścieniowa nie powinna przekraczać okrągłej, szybkiej bibuły filtracyjnej).
Dokładnie zważ (425#) cement 90 g; Piasek standardowy 210 g; Produkt (próbka) 0,125g; Wlać do pojemnika ze stali nierdzewnej i dobrze wymieszać (sucha mieszanka).
Użyj betoniarki (garnek i liście są czyste i suche, po każdym eksperymencie dokładnie umyj i wysusz, odłóż na bok). Cylindrem miarowym odmierzyć 72 ml czystej wody (23 ℃), najpierw wlać do mieszadła, a następnie wlać przygotowany materiał, infiltrować przez 30 s; Jednocześnie podnieś naczynie do pozycji mieszania, uruchom mikser i mieszaj na niskich obrotach (tj. powolne mieszanie) przez 60 s; Zatrzymaj się na 15 s i zeskrobuj zawiesinę ze ściany i wrzuć do garnka; Kontynuuj szybkie ubijanie przez 120 s, aż do zatrzymania. Szybko wlać (załadować) całą wymieszaną zaprawę do formy pierścieniowej ze stali nierdzewnej i mierzyć czas od momentu zetknięcia się zaprawy z szybką bibułą filtracyjną (wcisnąć stoper). Po 2 minutach formę pierścieniową odwrócono, wyjęto i zważono chroniczną bibułę filtracyjną (waga: M2). Wykonać próbę ślepą według powyższej metody (waga bibuły filtracyjnej przed i po ważeniu wynosi M3, M4)
Metoda obliczeń jest następująca:
(1)
Gdzie, M1 — masa chronicznej bibuły filtracyjnej przed badaniem próbki; M2 — masa bibuły filtracyjnej chronicznej 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 ℃, a ważenie musi być dokładne;
(2) po wymieszaniu wyjąć naczynie do mieszania i równomiernie wymieszać łyżką;
(3) formę należy zainstalować szybko, a zaprawa będzie ubita płasko i solidnie podczas instalacji;
(4) Należy zwrócić uwagę na moment zetknięcia się zaprawy z szybką bibułą filtracyjną i nie wylewać zaprawy na zewnętrzną bibułę filtracyjną.
4.2 próbka
Wybrano trzy numery partii o różnych lepkościach tej samej marki K: 201302028 lepkość 75 000 mPa·s, 20130233 lepkość 150 000 mPa·s, 20130236 lepkość 200 000 mPa·s poprzez różne mycie w celu uzyskania tego samego numeru partii dwóch różnych popiół (patrz tabela 3.1). W miarę możliwości należy ściśle kontrolować wilgotność i pH tej samej partii próbek, a następnie przeprowadzić badanie szybkości retencji wody zgodnie z powyższą metodą (metoda bibułowa filtracyjna).
4.3 Wyniki eksperymentów
Wyniki analizy wskaźnikowej trzech partii próbek przedstawiono w tabeli 1, wyniki badań szybkości retencji wody dla różnych lepkości przedstawiono na rycinie 1, a wyniki badań szybkości retencji wody dla różnych popiołu i pH pokazano na rycinie 2 .
(1) Wyniki analizy wskaźnikowej trzech partii próbek przedstawiono w tabeli 1
Tabela 1 Wyniki analizy trzech partii próbek
projekt
Nr partii
Popiół %
pH
Lepkość/mPa, s
Woda / %
Retencja wody
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) Wyniki badania retencji wody trzech partii próbek o różnych lepkościach przedstawiono na rysunku 1.
FIGA. 1 Wyniki badań retencji wody trzech partii próbek o różnych lepkościach
(3) Wyniki wykrywania szybkości zatrzymywania wody w trzech seriach próbek o różnej zawartości popiołu i pH przedstawiono na rysunku 2.
FIGA. 2 Wyniki detekcji stopnia retencji wody trzech partii próbek o różnej zawartości popiołu i pH
Z powyższych wyników eksperymentalnych wynika, że wpływ szybkości zatrzymywania wody wynika głównie z lepkości, a wysoka lepkość w porównaniu z wysokim współczynnikiem zatrzymywania wody będzie, wręcz przeciwnie, słaba. Wahania zawartości popiołu w zakresie 1% ~ 5% prawie nie wpływają na stopień zatrzymywania wody, więc nie będą miały wpływu na jego zdolność do 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 przemysłowej hydroksypropylometylocelulozy formułuje się w kontroli popiołu według gatunków, takich jak: popiół kontrolny poziomu 1 < 0,010, popiół kontrolny poziomu 2 < 0,050. W ten sposób producent może dać użytkownikowi większy wybór. Jednocześnie cenę można ustalić w oparciu o zasadę wysokiej jakości i wysokiej ceny, aby zapobiec zamieszaniu na rynku. Najważniejsze jest, aby oszczędność energii i ochrona środowiska sprawiały, że wytwarzanie produktów było bardziej przyjazne i harmonijne z otoczeniem.
Czas publikacji: 9 września 2022 r