Hydroxyetylcelulóza (HEC) je bežný vo vode rozpustný polymér široko používaný v každodenných chemikáliách, stavebníctve, náteroch, medicíne, potravinárstve a iných priemyselných odvetviach. Je to neiónový éter celulózy vyrobený chemickou úpravou prírodnej celulózy. Výrobný proces hydroxyetylcelulózy zahŕňa zložité chemické reakcie, vrátane extrakcie celulózy, alkalizácie, eterifikačnej reakcie atď. Nasleduje podrobný úvod do jej výrobného procesu.
1. Výber surovín a extrakcia celulózy
Základnou surovinou hydroxyetylcelulózy je prírodná celulóza, ktorá pochádza najmä z dreva, bavlny alebo iných rastlinných vlákien. Obsah celulózy v stenách rastlinných buniek je vysoký a čistú celulózu možno z týchto prírodných materiálov extrahovať mechanickými alebo chemickými prostriedkami. Proces extrakcie zahŕňa drvenie, odstránenie nečistôt (ako je lignín, hemicelulóza), bielenie a ďalšie kroky.
Extrakcia celulózy: Prírodná celulóza sa zvyčajne mechanicky alebo chemicky upravuje, aby sa odstránili necelulózové látky, aby sa získala celulóza s vysokou čistotou. Bežnými zdrojmi surovín môžu byť bavlnené vlákno, drevná buničina atď. Počas procesu úpravy sa používa zásada (napríklad hydroxid sodný), ktorá pomáha rozpúšťať necelulózové zložky, a zvyšok je hlavne celulóza.
2. Alkalizačná úprava
Vyčistená celulóza sa musí najskôr alkalizovať. Tento krok má urobiť hydroxylové skupiny na molekulovom reťazci celulózy aktívnejšie, aby mohli ľahšie reagovať s éterifikačným činidlom. Hlavné kroky alkalizačného ošetrenia sú nasledovné:
Reakcia celulózy s alkáliou: celulóza sa zmieša so silnou alkáliou (zvyčajne hydroxidom sodným) za vzniku alkalickej celulózy (Alkali Cellulose). Tento proces sa zvyčajne uskutočňuje vo vodnom prostredí. Alkalická celulóza je reakčný produkt celulózy a hydroxidu sodného. Táto látka má voľnejšiu štruktúru a vyššiu reaktivitu, čo prispieva k následnej éterifikačnej reakcii.
Proces alkalizácie prebieha hlavne pri vhodnej teplote a vlhkosti, zvyčajne v rozsahu 20 °C ~ 30 °C počas niekoľkých hodín, aby sa zabezpečilo, že hydroxylové skupiny v molekulách celulózy sú plne aktivované.
3. Éterifikačná reakcia
Éterifikácia je kľúčovým krokom pri výrobe hydroxyetylcelulózy. Hydroxyetylcelulóza sa vyrába reakciou alkalickej celulózy s etylénoxidom na zavedenie hydroxyetylových skupín. Konkrétne kroky sú nasledovné:
Reakcia s etylénoxidom: Alkalická celulóza reaguje s určitým množstvom etylénoxidu za určitých teplotných a tlakových podmienok. Kruhová štruktúra v etylénoxide sa otvára a vytvára éterovú väzbu, reaguje s hydroxylovými skupinami v molekulách celulózy a zavádza hydroxyetylové skupiny (-CH2CH2OH). Tento proces môže upraviť stupeň éterifikácie riadením reakčných podmienok (ako je teplota, tlak a čas).
Reakcia sa zvyčajne uskutočňuje v alkalickom prostredí, aby sa zabezpečila účinnosť éterifikácie. Reakčná teplota je všeobecne 50 °C až 100 °C a reakčný čas je niekoľko hodín. Úpravou množstva etylénoxidu možno kontrolovať stupeň substitúcie konečného produktu, to znamená, koľko hydroxylových skupín v molekulách celulózy je nahradených hydroxyetylovými skupinami.
4. Neutralizácia a umývanie
Po ukončení eterifikačnej reakcie je potrebné neutralizovať alkalické látky v reakčnom systéme. Bežne používané neutralizátory sú kyslé látky, ako je kyselina octová alebo kyselina chlorovodíková. Neutralizačný proces zneutralizuje prebytočnú zásadu na soli, čo neovplyvní výkon produktu.
Neutralizačná reakcia: Produkt vyberte z reaktora a pridajte primerané množstvo kyseliny na neutralizáciu, kým hodnota pH v systéme nedosiahne neutrálnu hodnotu. Tento proces nielenže odstraňuje zvyškové alkálie, ale tiež znižuje vplyv vedľajších produktov reakcie na výkonnosť hydroxyetylcelulózy.
Umývanie a dehydratácia: Neutralizovaný produkt je potrebné niekoľkokrát premyť, zvyčajne vodou alebo etanolom a inými rozpúšťadlami, aby sa zmyli zvyškové nečistoty a vedľajšie produkty. Premytý produkt sa dehydratuje odstredením, filtračným lisovaním a inými metódami na zníženie obsahu vlhkosti.
5. Sušenie a drvenie
Po premytí a dehydratácii hydroxyetylcelulóza stále obsahuje určité množstvo vlhkosti a je potrebné ju ďalej sušiť. Proces sušenia sa môže uskutočniť sušením vzduchom alebo vákuovým sušením, aby sa zabezpečila dobrá stabilita produktu počas skladovania a používania.
Sušenie: Výrobok sušte pri určitej teplote (zvyčajne pod 60°C), aby sa odstránila zvyšková vlhkosť. Teplota sušenia by nemala byť príliš vysoká, inak môže spôsobiť degradáciu produktu a ovplyvniť jeho výkon.
Drvenie a triedenie: Vysušená hydroxyetylcelulóza zvyčajne existuje v blokoch alebo hrudkách a musí sa rozdrviť, aby sa získal jemný prášok. Rozdrvený produkt je tiež potrebné preosiať, aby sa získala distribúcia veľkosti častíc, ktorá spĺňa požiadavky na zabezpečenie jeho rozpustnosti a dispergovateľnosti v praktických aplikáciách.
6. Testovanie a balenie finálnych produktov
Po výrobe je potrebné otestovať kvalitu hydroxyetylcelulózy, aby sa zabezpečilo, že jej ukazovatele výkonnosti spĺňajú štandardné požiadavky. Testovacie položky zvyčajne zahŕňajú:
Meranie viskozity: Viskozita hydroxyetylcelulózy po rozpustení vo vode je dôležitým indikátorom kvality, ktorý ovplyvňuje jej použitie v náteroch, stavebníctve, dennej chémii a iných oblastiach.
Obsah vlhkosti: Otestujte obsah vlhkosti produktu, aby ste zaistili jeho stabilitu pri skladovaní.
Stupeň substitúcie (DS) a molárna substitúcia (MS): Stanovte stupeň substitúcie a molárnej substitúcie v produkte pomocou chemickej analýzy, aby ste zaistili účinok eterifikačnej reakcie.
Po absolvovaní testu sa hydroxyetylcelulóza zabalí do práškových alebo granulovaných produktov, zvyčajne do plastových vreciek odolných voči vlhkosti alebo papierových vreciek, aby sa zabránilo navlhnutiu alebo kontaminácii.
Výrobný proces hydroxyetylcelulózy zahŕňa najmä kroky extrakcie celulózy, alkalizačné spracovanie, éterifikačná reakcia, neutralizácia a pranie, sušenie a drvenie. Celý proces závisí od alkalizácie a éterifikácie v chemickej reakcii a celulóza má dobrú rozpustnosť vo vode a zahusťovacie vlastnosti zavedením hydroxyetylových skupín. Hydroxyetylcelulóza sa široko používa v mnohých priemyselných odvetviach, ako je zahusťovadlo pre nátery, činidlo zadržiavajúce vodu pre stavebné materiály, stabilizátor v denných chemických výrobkoch atď. Každý článok vo výrobnom procese musí byť prísne kontrolovaný, aby sa zabezpečila vysoká kvalita a stabilný výkon produktu.
Čas odoslania: 25. októbra 2024