Hydroxietylcellulosa (HEC) är en vanlig vattenlöslig polymer som ofta används i dagliga kemikalier, konstruktion, beläggningar, medicin, livsmedel och andra industrier. Det är en nonjonisk cellulosaeter gjord genom kemisk modifiering av naturlig cellulosa. Tillverkningsprocessen för hydroxietylcellulosa involverar komplexa kemiska reaktioner, inklusive cellulosaextraktion, alkaliseringsbehandling, företringsreaktion, etc. Följande är en detaljerad introduktion till dess tillverkningsprocess.
1. Val av råvaror och utvinning av cellulosa
Den grundläggande råvaran för hydroxietylcellulosa är naturlig cellulosa, som huvudsakligen kommer från trä, bomull eller andra växtfibrer. Cellulosahalten i växternas cellväggar är hög, och ren cellulosa kan utvinnas ur dessa naturliga material på mekanisk eller kemisk väg. Extraktionsprocessen inkluderar krossning, avlägsnande av föroreningar (som lignin, hemicellulosa), blekning och andra steg.
Cellulosaextraktion: Naturlig cellulosa behandlas vanligtvis mekaniskt eller kemiskt för att avlägsna icke-cellulosaämnen för att erhålla hög renhet cellulosa. Bomullsfiber, trämassa etc. kan alla vara vanliga råvarukällor. Under behandlingsprocessen används alkali (som natriumhydroxid) för att hjälpa till att lösa icke-cellulosakomponenter, och resten är huvudsakligen cellulosa.
2. Alkaliseringsbehandling
Den renade cellulosan måste först alkaliseras. Detta steg är att göra hydroxylgrupperna på cellulosamolekylkedjan mer aktiva så att de lättare kan reagera med företringsmedlet. Huvudstegen i alkaliseringsbehandlingen är följande:
Reaktion av cellulosa med alkali: cellulosa blandas med en stark alkali (vanligtvis natriumhydroxid) för att producera alkalicellulosa (alkalicellulosa). Denna process utförs vanligtvis i ett vattenhaltigt medium. Alkalicellulosa är reaktionsprodukten av cellulosa och natriumhydroxid. Detta ämne har en lösare struktur och högre reaktivitet, vilket bidrar till den efterföljande företringsreaktionen.
Alkaliseringsprocessen sker huvudsakligen vid lämplig temperatur och fuktighet, vanligtvis i intervallet 20℃~30℃ under flera timmar för att säkerställa att hydroxylgrupperna i cellulosamolekylerna är helt aktiverade.
3. Företringsreaktion
Företring är ett nyckelsteg i produktionen av hydroxietylcellulosa. Hydroxietylcellulosa framställs genom att reagera alkalicellulosa med etylenoxid för att införa hydroxietylgrupper. De specifika stegen är följande:
Reaktion med etylenoxid: Alkalicellulosa reagerar med en viss mängd etylenoxid under vissa temperatur- och tryckförhållanden. Ringstrukturen i etylenoxid öppnar sig för att bilda en eterbindning, reagerar med hydroxylgrupperna i cellulosamolekylerna och introducerar hydroxietylgrupper (–CH2CH2OH). Denna process kan justera graden av företring genom att kontrollera reaktionsbetingelserna (såsom temperatur, tryck och tid).
Reaktionen utförs vanligtvis i en alkalisk miljö för att säkerställa effektiviteten av företringen. Reaktionstemperaturen är vanligtvis 50 ℃ ~ 100 ℃, och reaktionstiden är flera timmar. Genom att justera mängden etylenoxid kan graden av substitution av slutprodukten kontrolleras, det vill säga hur många hydroxylgrupper i cellulosamolekylerna som ersätts med hydroxyetylgrupper.
4. Neutralisering och tvättning
Efter att företringsreaktionen är avslutad måste de alkaliska ämnena i reaktionssystemet neutraliseras. Vanligt använda neutralisatorer är sura ämnen, såsom ättiksyra eller saltsyra. Neutraliseringsprocessen kommer att neutralisera överskottet av alkali till salter, vilket inte kommer att påverka produktens prestanda.
Neutraliseringsreaktion: Ta ut produkten ur reaktorn och tillsätt en lämplig mängd syra för neutralisering tills pH-värdet i systemet når neutralt. Denna process tar inte bara bort kvarvarande alkali utan minskar också effekten av reaktionsbiprodukter på prestandan hos hydroxietylcellulosa.
Tvätt och uttorkning: Den neutraliserade produkten måste tvättas flera gånger, vanligtvis med vatten eller etanol och andra lösningsmedel för att tvätta bort kvarvarande föroreningar och biprodukter. Den tvättade produkten dehydreras genom centrifugering, filterpressning och andra metoder för att minska fukthalten.
5. Torkning och krossning
Efter tvätt och dehydrering innehåller hydroxietylcellulosan fortfarande en viss mängd fukt och behöver torkas ytterligare. Torkningsprocessen kan utföras genom lufttorkning eller vakuumtorkning för att säkerställa att produkten har god stabilitet under lagring och användning.
Torkning: Torka produkten vid en viss temperatur (vanligen under 60°C) för att avlägsna kvarvarande fukt. Torktemperaturen bör inte vara för hög, annars kan det orsaka produktnedbrytning och påverka dess prestanda.
Krossning och siktning: Den torkade hydroxietylcellulosan finns vanligtvis i block eller klumpar och måste krossas för att få fint pulver. Den krossade produkten behöver också silas för att få en partikelstorleksfördelning som uppfyller kraven för att säkerställa dess löslighet och dispergerbarhet i praktiska tillämpningar.
6. Testning och förpackning av slutprodukter
Efter tillverkningen måste hydroxietylcellulosa kvalitetstestas för att säkerställa att dess prestandaindikatorer uppfyller standardkraven. Testobjekt inkluderar vanligtvis:
Viskositetsmätning: Viskositeten för hydroxietylcellulosa efter upplösning i vatten är en viktig kvalitetsindikator, som påverkar dess användning inom beläggningar, konstruktion, dagliga kemikalier och andra områden.
Fukthalt: Testa produktens fukthalt för att säkerställa dess lagringsstabilitet.
Substitutionsgrad (DS) och molär substitution (MS): Bestäm graden av substitution och molär substitution i produkten genom kemisk analys för att säkerställa effekten av företringsreaktionen.
Efter att ha klarat testet kommer hydroxietylcellulosa att förpackas i pulver eller granulära produkter, vanligtvis i fuktsäkra plastpåsar eller papperspåsar för att förhindra att den blir fuktig eller förorenad.
Tillverkningsprocessen för hydroxietylcellulosa inkluderar huvudsakligen stegen cellulosaextraktion, alkaliseringsbehandling, företringsreaktion, neutralisering och tvättning, torkning och krossning. Hela processen beror på alkaliseringen och företringen i den kemiska reaktionen och cellulosan ges god vattenlöslighet och förtjockningsegenskaper genom att tillföra hydroxietylgrupper. Hydroxietylcellulosa används ofta i många industrier, såsom förtjockningsmedel för beläggningar, vattenhållande medel för byggmaterial, stabilisator i dagliga kemiska produkter, etc. Varje länk i produktionsprocessen måste kontrolleras strikt för att säkerställa hög kvalitet och stabil prestanda av produkten.
Posttid: 2024-okt-25