Studiu privind controlul calității hidroxipropil metil celulozei

În conformitate cu situația actuală a producției de HPMC în țara mea, sunt analizați factorii care afectează calitatea hidroxipropilmetilcelulozei și, pe această bază, se discută și se studiază modul de îmbunătățire a calității hidroxipropilmetilcelulozei, astfel încât să intre în producție.

Cuvinte cheie:hidroxipropil metilceluloză; calitate; controla; cercetare

Hidroxipropilmetilceluloza (HPMC) este un eter mixt de celuloză neionic, solubil în apă, fabricat din bumbac, lemn și eterificat cu oxid de propilenă și clorură de metil după umflarea alcalii. Eterul amestecat de celuloză este Derivatul modificat al eterului cu un singur substituent are proprietăți unice mai bune decât monoeterul original și poate juca performanța eterului de celuloză mai cuprinzător și mai perfect. Dintre numeroșii eteri amestecați, hidroxipropilmetilceluloza este cel mai important. Metoda de preparare este adăugarea de propilenoxid la celuloza alcalină. HPMC industrial poate fi descris ca un produs universal. Gradul de substituție al grupării metil (valoarea DS) este de la 1,3 la 2,2, iar gradul de substituție molară a hidroxipropilului este de la 0,1 la 0,8. Din datele de mai sus se poate observa că conținutul și proprietățile de metil și hidroxipropil în HPMC sunt diferite, rezultând vâscozitatea produsului final și Diferența de uniformitate duce la fluctuații în calitatea produselor finite ale diferitelor întreprinderi de producție.

Hidroxipropilmetilceluloza produce derivați eterici prin reacții chimice, care au modificări profunde în compoziția, structura și proprietățile sale, în special solubilitatea celulozei, care poate fi variată în funcție de tipul și cantitatea de grupări alchil introduse. Obțineți derivați de eter solubili în apă, soluție alcalină diluată, solvenți polari (cum ar fi etanol, propanol) și solvenți organici nepolari (cum ar fi benzen, eter), care extind foarte mult varietatea și domeniile de aplicare ale derivaților de celuloză.

1. Efectul procesului de alcalinizare cu hidroxipropil metilceluloză asupra calității

Procesul de alcalinizare este primul pas în etapa de reacție a producției de HPMC și este, de asemenea, unul dintre pașii cei mai critici. Calitatea inerentă a produselor HPMC este determinată în mare măsură de procesul de alcalinizare, nu de procesul de eterificare, deoarece efectul de alcalinizare afectează direct efectul de eterificare.

Hidroxipropil metilceluloza interacționează cu soluția alcalină pentru a forma celuloză alcalină, care este foarte reactivă. În reacția de eterificare, reacția principală a agentului de eterificare la umflarea, penetrarea și eterificarea celulozei și Rata reacțiilor secundare, uniformitatea reacției și proprietățile produsului final sunt toate legate de formarea și compoziția celuloza alcalină, astfel încât structura și proprietățile chimice ale celulozei alcaline sunt obiecte importante de cercetare în producția de eter de celuloză.

2. Efectul temperaturii asupra calității hidroxipropil metilcelulozei

Într-o anumită concentrație de soluție apoasă KOH, cantitatea de adsorbție și gradul de umflare a hidroxipropilmetilcelulozei la alcali crește odată cu scăderea temperaturii de reacție. De exemplu, producția de celuloză alcalină variază în funcție de concentrația de KOH: 15%, 8% la 10°C și 4,2% la 5°C. Mecanismul acestei tendințe este că formarea celulozei alcaline este un proces de reacție exotermă. Pe măsură ce temperatura crește, adsorbția hidroxipropil metilcelulozei pe alcalii Cantitatea este redusă, dar reacția de hidroliză a celulozei alcaline este mult crescută, ceea ce nu conduce la formarea celulozei alcaline. Din cele de mai sus se poate observa că scăderea temperaturii de alcalinizare conduce la generarea de celuloză alcalină și inhibă reacția de hidroliză.

3. Efectul aditivilor asupra calității hidroxipropil metilcelulozei

În sistemul celuloză-KOH-apă, aditivul—sarea are o mare influență asupra formării celulozei alcaline. Când concentrația de soluție de KOH este mai mică de 13%, adsorbția celulozei la alcali nu este afectată de adăugarea de sare de clorură de potasiu. Când concentrația de soluție de leșie este mai mare de 13%, după adăugarea de clorură de potasiu, adsorbția aparentă a celulozei la alcalii Adsorbția crește odată cu concentrația de clorură de potasiu, dar capacitatea totală de adsorbție scade, iar adsorbția de apă crește foarte mult, astfel încât adăugarea de sare este în general nefavorabilă alcalinizării și umflării celulozei, dar sarea poate inhiba hidroliza și regla sistemul. Conținutul de apă liberă îmbunătățește astfel efectul de alcalinizare și eterificare.

4. Influența procesului de producție asupra calității hidroxipropilmetilcelulozei

În prezent, întreprinderile de producție de hidroxipropil metilceluloză din țara mea adoptă în mare parte procesul de producție al metodei solventului. Procesul de preparare și eterificare a celulozei alcaline se desfășoară într-un solvent organic inert, astfel încât bumbacul rafinat de materie primă trebuie să fie pulverizată pentru a obține o suprafață mai mare și reactivitate pentru a asigura calitatea produsului finit.

Adăugați celuloza pulverizată, solventul organic și soluția alcalină în reactor și utilizați agitare mecanică puternică la o anumită temperatură și timp pentru a obține celuloză alcalină cu alcalinizare uniformă și degradare mai mică. Solvenții organici de diluare (izopropanol, toluen etc.) au o anumită inerție, ceea ce face ca hidroxipropil metilceluloza să emită căldură uniformă în timpul procesului de formare, arătând un progres de eliberare treptat, reducând în același timp reacția de hidroliză a celulozei alcaline în direcția opusă. celuloză alcalină de calitate, de obicei concentrația de leșie folosită în această legătură este de până la 50%.

După ce celuloza este înmuiată în leșie, se obține celuloză alcalină complet umflată și uniform alcalinizată. Leșia umflă osmotic celuloza mai bine, punând o bază bună pentru reacția de eterificare ulterioară. Diluanții tipici includ în principal izopropanol, acetonă, toluen etc. Solubilitatea leșiei, tipul de diluant și condițiile de agitare sunt principalii factori care afectează compoziția celulozei alcaline. Straturile superioare și inferioare se formează la amestecare. Stratul superior este compus din izopropanol și apă, iar stratul inferior este compus din alcali și o cantitate mică de izopropanol. Celuloza dispersată în sistem este complet în contact cu straturile superioare și inferioare de lichid sub agitare mecanică. Alcalii din sistem Bilanțul apei se schimbă până când se formează celuloză.

Ca un eter mixt neionic tipic de celuloză, conținutul de grupări hidroxipropil metilceluloză este pe diferite lanțuri macromoleculare, adică raportul de distribuție al grupărilor metil și hidroxipropil este diferit la C a fiecărei poziții a inelului de glucoză. Are o dispersie mai mare și aleatoriu, ceea ce face dificilă garantarea stabilității calității produsului.