Гидроксиэтилцеллюлоза (ГЭЦ) представляет собой неионный эфир целлюлозы, широко используемый в строительстве, производстве покрытий, нефтяной промышленности, бытовой химии и других областях. Он обладает хорошими загущающими, суспензионными, дисперсионными, эмульгирующими, пленкообразующими, защитными коллоидными и другими свойствами и является важным загустителем и стабилизатором.
1. Подготовка сырья
Основным сырьем гидроксиэтилцеллюлозы является натуральная целлюлоза. Целлюлозу обычно добывают из древесины, хлопка или других растений. Процесс экстракции целлюлозы относительно прост, но требует высокой чистоты для обеспечения характеристик конечного продукта. По этой причине для предварительной обработки целлюлозы обычно используются химические или механические методы, включая обезжиривание, удаление примесей, отбеливание и другие этапы удаления примесей и нецеллюлозных компонентов.
2. Лечение подщелачиванием
Обработка подщелачиванием является ключевым этапом в процессе производства гидроксиэтилцеллюлозы. Целью этого этапа является активация гидроксильной группы (-OH) в молекулярной цепи целлюлозы, чтобы облегчить последующую реакцию этерификации. В качестве подщелачивающего агента обычно используют раствор гидроксида натрия (NaOH). Конкретный процесс: смешать целлюлозу с раствором гидроксида натрия, чтобы полностью набухнуть и диспергировать целлюлозу в щелочных условиях. В это время гидроксильные группы молекул целлюлозы становятся более активными, готовясь к последующей реакции этерификации.
3. Реакция этерификации.
Реакция этерификации является основным этапом производства гидроксиэтилцеллюлозы. Этот процесс заключается во введении оксида этилена (также известного как оксид этилена) в целлюлозу после обработки подщелачиванием и реакции с гидроксильными группами в молекулах целлюлозы с образованием гидроксиэтилцеллюлозы. Реакцию обычно проводят в закрытом реакторе, температуру реакции обычно поддерживают на уровне 50-100°С, а время реакции составляет от нескольких часов до более десяти часов. Конечным продуктом реакции является частично гидроксиэтилированный эфир целлюлозы.
4. Нейтрализация и промывка.
После завершения реакции этерификации реагенты обычно содержат большое количество непрореагировавшей щелочи и побочных продуктов. Для получения чистого продукта гидроксиэтилцеллюлозы необходимо провести нейтрализацию и промывку. Обычно для нейтрализации остаточной щелочи в реакции используют разбавленную кислоту (например, разбавленную соляную кислоту), а затем реагенты многократно промывают большим количеством воды для удаления водорастворимых примесей и побочных продуктов. Промытая гидроксиэтилцеллюлоза существует в виде влажного осадка на фильтре.
5. Обезвоживание и сушка
Влажный осадок после промывки имеет высокое содержание воды, и его необходимо обезвоживать и сушить для получения порошкообразного продукта на основе гидроксиэтилцеллюлозы. Обезвоживание обычно проводят вакуумной фильтрацией или центрифугированием для удаления большей части воды. В дальнейшем влажный жмых направляют на сушильное оборудование для сушки. Обычное сушильное оборудование включает барабанные сушилки, флэш-сушки и распылительные сушилки. Температура сушки обычно поддерживается на уровне 60–120 ℃, чтобы предотвратить денатурацию продукта или ухудшение его характеристик при чрезмерной температуре.
6. Измельчение и просеивание
Высушенная гидроксиэтилцеллюлоза обычно представляет собой крупный блок или гранулированный материал. Чтобы облегчить использование и улучшить диспергируемость продукта, его необходимо измельчить и просеять. При измельчении обычно используется механическая дробилка для измельчения больших блоков материала в мелкий порошок. Просеивание заключается в отделении крупных частиц, которые не достигают необходимого размера, в тонком порошке через сита с различными отверстиями для обеспечения одинаковой крупности конечного продукта.
7. Упаковка и хранение продукта.
Продукт гидроксиэтилцеллюлозы после измельчения и просеивания имеет определенную текучесть и диспергируемость, что подходит для прямого применения или дальнейшей обработки. Конечный продукт необходимо упаковывать и хранить так, чтобы предотвратить попадание влаги, загрязнения или окисления во время транспортировки и хранения. Для упаковки обычно используются влагостойкие и антиокислительные упаковочные материалы, такие как пакеты из алюминиевой фольги или многослойные композитные пакеты. После упаковки продукт следует хранить в прохладном и сухом месте, избегая прямых солнечных лучей, высоких температур и высокой влажности, чтобы обеспечить его стабильную работу.
Процесс производства гидроксиэтилцеллюлозы в основном включает подготовку сырья, подщелачивающую обработку, реакцию этерификации, нейтрализацию и промывку, обезвоживание и сушку, измельчение и сортировку, а также упаковку и хранение конечного продукта. Каждый этап имеет свои особые требования к процессу и контрольные точки. Условия реакции и рабочие характеристики должны строго контролироваться в ходе производственного процесса, чтобы обеспечить качество и стабильную работу продукта. Этот многофункциональный полимерный материал имеет широкий спектр применения в промышленном производстве и быту, что отражает его незаменимую важность.
Время публикации: 21 августа 2024 г.