Hidroksietilceluloza (HEC) je običajen vodotopen polimer, ki se pogosto uporablja v dnevnih kemikalijah, gradbeništvu, premazih, medicini, hrani in drugih industrijah. Je neionski celulozni eter, narejen s kemično modifikacijo naravne celuloze. Proizvodni proces hidroksietil celuloze vključuje zapletene kemične reakcije, vključno z ekstrakcijo celuloze, alkalizacijo, reakcijo eterifikacije itd. Sledi podroben uvod v njen proizvodni proces.
1. Izbira surovin in pridobivanje celuloze
Osnovna surovina hidroksietil celuloze je naravna celuloza, ki večinoma prihaja iz lesa, bombaža ali drugih rastlinskih vlaken. Vsebnost celuloze v celičnih stenah rastlin je visoka in čisto celulozo je mogoče ekstrahirati iz teh naravnih materialov z mehanskimi ali kemičnimi sredstvi. Postopek ekstrakcije vključuje drobljenje, odstranjevanje nečistoč (kot so lignin, hemiceluloza), beljenje in druge korake.
Ekstrakcija celuloze: naravno celulozo običajno mehansko ali kemično obdelamo, da odstranimo necelulozne snovi, da dobimo celulozo visoke čistosti. Bombažna vlakna, lesna celuloza itd. so lahko pogosti viri surovin. Med postopkom obdelave se za pomoč pri raztapljanju neceluloznih komponent uporablja alkalija (kot je natrijev hidroksid), preostanek pa je v glavnem celuloza.
2. Alkalizacija
Očiščeno celulozo je treba najprej alkalizirati. Namen tega koraka je narediti hidroksilne skupine na celulozni molekularni verigi bolj aktivne, tako da lahko lažje reagirajo s sredstvom za eteriranje. Glavni koraki alkalizacije so naslednji:
Reakcija celuloze z alkalijo: celulozo zmešamo z močno alkalijo (običajno natrijevim hidroksidom), da nastane alkalna celuloza (alkalna celuloza). Ta postopek se običajno izvaja v vodnem mediju. Alkalna celuloza je produkt reakcije celuloze in natrijevega hidroksida. Ta snov ima bolj ohlapno strukturo in večjo reaktivnost, kar je ugodno za poznejšo reakcijo eterifikacije.
Postopek alkalizacije poteka predvsem pri ustrezni temperaturi in vlažnosti, običajno v območju 20 ℃ ~ 30 ℃ več ur, da se zagotovi, da so hidroksilne skupine v celuloznih molekulah popolnoma aktivirane.
3. Reakcija eterifikacije
Eterifikacija je ključni korak v proizvodnji hidroksietil celuloze. Hidroksietil celuloza se proizvaja z reakcijo alkalne celuloze z etilen oksidom, da se uvedejo hidroksietilne skupine. Posebni koraki so naslednji:
Reakcija z etilen oksidom: Alkalna celuloza reagira z določeno količino etilen oksida pod določenimi temperaturnimi in tlačnimi pogoji. Struktura obroča v etilen oksidu se odpre in tvori etrsko vez, reagira s hidroksilnimi skupinami v molekulah celuloze in uvede hidroksietilne skupine (–CH2CH2OH). Ta postopek lahko prilagodi stopnjo eterifikacije z nadzorom reakcijskih pogojev (kot so temperatura, tlak in čas).
Reakcija se običajno izvaja v alkalnem okolju, da se zagotovi učinkovitost eterifikacije. Reakcijska temperatura je običajno 50 ℃ ~ 100 ℃, reakcijski čas pa je nekaj ur. S prilagajanjem količine etilen oksida je mogoče nadzorovati stopnjo substitucije končnega produkta, to je, koliko hidroksilnih skupin v celuloznih molekulah je zamenjanih s hidroksietilnimi skupinami.
4. Nevtralizacija in pranje
Po končani reakciji eterifikacije je treba alkalne snovi v reakcijskem sistemu nevtralizirati. Običajno uporabljeni nevtralizatorji so kisle snovi, kot sta ocetna ali klorovodikova kislina. Postopek nevtralizacije bo nevtraliziral odvečne alkalije v soli, kar pa ne bo vplivalo na delovanje izdelka.
Reakcija nevtralizacije: Izdelek vzemite iz reaktorja in dodajte ustrezno količino kisline za nevtralizacijo, dokler pH vrednost v sistemu ne postane nevtralna. Ta postopek ne odstrani le ostankov alkalij, ampak tudi zmanjša vpliv reakcijskih stranskih produktov na delovanje hidroksietil celuloze.
Pranje in dehidracija: nevtraliziran izdelek je treba večkrat oprati, običajno z vodo ali etanolom in drugimi topili, da se sperejo ostanki nečistoč in stranskih produktov. Opran izdelek dehidriramo s centrifugiranjem, filtrirnim stiskanjem in drugimi metodami za zmanjšanje vsebnosti vlage.
5. Sušenje in drobljenje
Po pranju in dehidraciji hidroksietil celuloza še vedno vsebuje določeno količino vlage in jo je treba dodatno posušiti. Postopek sušenja lahko izvedete s sušenjem na zraku ali vakuumskim sušenjem, da zagotovite dobro stabilnost izdelka med shranjevanjem in uporabo.
Sušenje: izdelek sušite pri določeni temperaturi (običajno pod 60°C), da odstranite ostanke vlage. Temperatura sušenja ne sme biti previsoka, sicer lahko povzroči degradacijo izdelka in vpliva na njegovo delovanje.
Drobljenje in presejanje: Posušena hidroksietil celuloza je običajno v blokih ali kosih in jo je treba zdrobiti, da dobimo fin prah. Zdrobljeni produkt je treba tudi presejati, da dobimo porazdelitev velikosti delcev, ki izpolnjuje zahteve za zagotovitev njegove topnosti in disperzibilnosti v praktični uporabi.
6. Testiranje in pakiranje končnih izdelkov
Po izdelavi je treba hidroksietil celulozo preizkusiti glede kakovosti, da se zagotovi, da njeni kazalniki učinkovitosti izpolnjujejo standardne zahteve. Elementi testiranja običajno vključujejo:
Merjenje viskoznosti: Viskoznost hidroksietil celuloze po raztapljanju v vodi je pomemben indikator kakovosti, ki vpliva na njeno uporabo v premazih, gradbeništvu, dnevnih kemikalijah in na drugih področjih.
Vsebnost vlage: preizkusite vsebnost vlage v izdelku, da zagotovite njegovo stabilnost pri shranjevanju.
Stopnja substitucije (DS) in molarna substitucija (MS): S kemično analizo določite stopnjo substitucije in molarne substitucije v izdelku, da zagotovite učinek reakcije eterifikacije.
Po opravljenem preskusu bo hidroksietil celuloza pakirana v praškaste ali zrnate izdelke, običajno v plastične ali papirnate vrečke, odporne proti vlagi, da se prepreči navlažitev ali kontaminacija.
Proizvodni proces hidroksietil celuloze vključuje predvsem korake ekstrakcije celuloze, alkalizacije, reakcije eterifikacije, nevtralizacije in pranja, sušenja in drobljenja. Celoten proces je odvisen od alkalizacije in eterifikacije v kemijski reakciji, celuloza pa z uvedbo hidroksietilnih skupin pridobi dobro topnost v vodi in lastnosti zgoščevanja. Hidroksietilceluloza se pogosto uporablja v številnih panogah, kot je zgoščevalec za premaze, sredstvo za zadrževanje vode za gradbene materiale, stabilizator v dnevnih kemičnih izdelkih itd. Vsak člen v proizvodnem procesu je treba strogo nadzorovati, da se zagotovi visoka kakovost in stabilno delovanje. izdelka.
Čas objave: 25. oktober 2024