ไฮดรอกซีเอทิล เมทิล เซลลูโลส

เซลลูโลสอีเทอร์เป็นวัสดุเคมีพอลิเมอร์ชั้นดีที่ใช้กันอย่างแพร่หลายซึ่งทำจากเซลลูโลสโพลีเมอร์ธรรมชาติผ่านการบำบัดทางเคมี หลังจากการผลิตเซลลูโลสไนเตรตและเซลลูโลสอะซีเตตในศตวรรษที่ 19 นักเคมีได้พัฒนาชุดอนุพันธ์ของเซลลูโลสของเซลลูโลสอีเทอร์หลายชนิด และมีการค้นพบการใช้งานใหม่ๆ อย่างต่อเนื่อง ซึ่งเกี่ยวข้องกับภาคอุตสาหกรรมจำนวนมาก ผลิตภัณฑ์เซลลูโลสอีเทอร์ เช่น โซเดียมคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส (CMC), เอทิลเซลลูโลส (EC), ไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลส (HEC), ไฮดรอกซีโพรพิลเซลลูโลส (HPC), เมทิลไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลส (MHEC) และเมทิลไฮดรอกซีโพรพิลเซลลูโลส (MHPC) และอีเทอร์เซลลูโลสอื่น ๆ เรียกว่า “โมโนโซเดียมกลูตาเมตอุตสาหกรรม” และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการขุดเจาะน้ำมัน การก่อสร้าง สารเคลือบ อาหาร ยา และสารเคมีรายวัน

ไฮดรอกซีเอทิลเมทิลเซลลูโลส(MHEC) เป็นผงสีขาวไม่มีกลิ่น ไม่มีรส ปลอดสารพิษ ซึ่งสามารถละลายในน้ำเย็นจนเกิดเป็นสารละลายหนืดโปร่งใส มีลักษณะของการทำให้หนาขึ้น ยึดเกาะ กระจายตัว อิมัลซิฟายเออร์ การสร้างฟิล์ม การแขวนลอย การดูดซับ การก่อเจล พื้นผิวที่ใช้งาน รักษาความชื้น และปกป้องคอลลอยด์ เนื่องจากฟังก์ชันที่ออกฤทธิ์ที่พื้นผิวของสารละลายที่เป็นน้ำ จึงสามารถใช้เป็นสารป้องกันคอลลอยด์ อิมัลซิไฟเออร์ และสารช่วยกระจายตัวได้ สารละลายน้ำไฮดรอกซีเอทิลเมทิลเซลลูโลสมีความสามารถในการชอบน้ำได้ดีและเป็นสารกักเก็บน้ำที่มีประสิทธิภาพ เนื่องจากไฮดรอกซีเอทิลเมทิลเซลลูโลสมีกลุ่มไฮดรอกซีเอทิล จึงมีความสามารถในการป้องกันโรคราน้ำค้างได้ดี มีความคงตัวของความหนืดที่ดี และต้านทานโรคราน้ำค้างในระหว่างการเก็บรักษาระยะยาว

ไฮดรอกซีเอทิลเมทิลเซลลูโลส (HEMC) เตรียมโดยการแนะนำองค์ประกอบทดแทนเอทิลีนออกไซด์ (MS 0.3~0.4) เข้าไปในเมทิลเซลลูโลส (MC) และความต้านทานต่อเกลือของมันดีกว่าโพลีเมอร์ที่ไม่มีการแปรรูป อุณหภูมิการเกิดเจลของเมทิลเซลลูโลสก็สูงกว่าอุณหภูมิของ MC เช่นกัน

โครงสร้าง:

คุณสมบัติ:

ลักษณะสำคัญของไฮดรอกซีเอทิลเมทิลเซลลูโลส (HEMC) คือ:

1. ความสามารถในการละลาย: ละลายได้ในน้ำและตัวทำละลายอินทรีย์บางชนิด HEMC สามารถละลายได้ในน้ำเย็น ความเข้มข้นสูงสุดจะถูกกำหนดโดยความหนืดเท่านั้น ความสามารถในการละลายแตกต่างกันไปตามความหนืด ยิ่งความหนืดต่ำ ความสามารถในการละลายก็จะยิ่งมากขึ้น
2. ความต้านทานต่อเกลือ: ผลิตภัณฑ์ HEMC เป็นเซลลูโลสอีเทอร์ที่ไม่ใช่ไอออนิกและไม่ใช่โพลีอิเล็กโตรไลต์ ดังนั้นจึงค่อนข้างเสถียรในสารละลายที่เป็นน้ำเมื่อมีเกลือของโลหะหรืออิเล็กโทรไลต์อินทรีย์อยู่ แต่การเติมอิเล็กโทรไลต์มากเกินไปอาจทำให้เกิดเจลและการตกตะกอน
3. กิจกรรมของพื้นผิว: เนื่องจากฟังก์ชันที่ออกฤทธิ์ที่พื้นผิวของสารละลายที่เป็นน้ำ จึงสามารถใช้เป็นสารป้องกันคอลลอยด์ อิมัลซิไฟเออร์ และสารช่วยกระจายตัวได้
4. เจลระบายความร้อน: เมื่อสารละลายที่เป็นน้ำของผลิตภัณฑ์ HEMC ถูกให้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิที่กำหนด จะกลายเป็นสีทึบ เจล และตกตะกอน แต่เมื่อถูกทำให้เย็นอย่างต่อเนื่อง จะกลับสู่สถานะสารละลายเดิม และอุณหภูมิที่เจลและการตกตะกอนนี้ เกิดขึ้นเป็นส่วนใหญ่ ขึ้นอยู่กับสารหล่อลื่น สารช่วยแขวนลอย สารป้องกันคอลลอยด์ สารอิมัลซิไฟเออร์ เป็นต้น
5. การเผาผลาญเฉื่อยและมีกลิ่นและกลิ่นหอมต่ำ: HEMC ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอาหารและยาเพราะจะไม่ถูกเผาผลาญและมีกลิ่นและกลิ่นหอมต่ำ
6. ความต้านทานต่อโรคราน้ำค้าง: HEMC มีความต้านทานโรคราน้ำค้างค่อนข้างดีและมีความคงตัวของความหนืดที่ดีในระหว่างการเก็บรักษาระยะยาว
7. ความคงตัวของค่า pH: ความหนืดของสารละลายในน้ำของผลิตภัณฑ์ HEMC แทบจะไม่ได้รับผลกระทบจากกรดหรือด่าง และค่า pH ค่อนข้างคงที่ในช่วง 3.0 ถึง 11.0

แอปพลิเคชัน:

ไฮดรอกซีเอทิลเมทิลเซลลูโลสสามารถใช้เป็นสารป้องกันคอลลอยด์ อิมัลซิไฟเออร์ และสารช่วยกระจายตัวได้ เนื่องจากฟังก์ชันที่ออกฤทธิ์ที่พื้นผิวในสารละลายที่เป็นน้ำ ตัวอย่างการใช้งานมีดังนี้:

1. ผลของไฮดรอกซีเอทิลเมทิลเซลลูโลสต่อประสิทธิภาพของซีเมนต์ ไฮดรอกซีเอทิลเมทิลเซลลูโลสเป็นผงสีขาวไม่มีกลิ่น ไม่มีรส และไม่เป็นพิษ ซึ่งสามารถละลายในน้ำเย็นเพื่อสร้างสารละลายหนืดโปร่งใส มีลักษณะของการทำให้หนาขึ้น ยึดเกาะ กระจายตัว อิมัลซิฟายเออร์ การสร้างฟิล์ม การแขวนลอย การดูดซับ การก่อเจล พื้นผิวที่ใช้งาน รักษาความชื้น และปกป้องคอลลอยด์ เนื่องจากสารละลายในน้ำมีพื้นผิวที่ทำงานอยู่ จึงสามารถใช้เป็นสารป้องกันคอลลอยด์ อิมัลซิไฟเออร์ และสารช่วยกระจายตัวได้ สารละลายน้ำไฮดรอกซีเอทิลเมทิลเซลลูโลสมีความสามารถในการชอบน้ำได้ดีและเป็นสารกักเก็บน้ำที่มีประสิทธิภาพ
2. มีการเตรียมสีบรรเทาที่มีความยืดหยุ่นสูงซึ่งทำจากวัตถุดิบต่อไปนี้เป็นชิ้น ๆ โดยน้ำหนัก: น้ำปราศจากไอออน 150-200 กรัม อิมัลชันอะคริลิกบริสุทธิ์ 60-70 กรัม แคลเซียมหนัก 550-650 กรัม แป้งฝุ่น 70-90 กรัม สารละลายน้ำเซลลูโลสพื้นฐาน 30-40 กรัม สารละลายน้ำลิกโนเซลลูโลส 10-20 กรัม เครื่องช่วยสร้างฟิล์ม 4-6g; น้ำยาฆ่าเชื้อและยาฆ่าเชื้อแบคทีเรีย 1.5-2.5 กรัม สารช่วยกระจายตัว 1.8-2.2 กรัม; 3.5-4.5 กรัม; เอทิลีนไกลคอล 9-11g; สารละลายน้ำไฮดรอกซีเอทิลเมทิลเซลลูโลสทำโดยการละลายไฮดรอกซีเอทิลเมทิลเซลลูโลส 2-4% ในน้ำ สารละลายน้ำลิกโนเซลลูโลสทำจากลิกโนเซลลูโลส 1-3 % ทำโดยการละลายในน้ำ

การตระเตรียม:

วิธีการเตรียมไฮดรอกซีเอทิลเมทิลเซลลูโลส วิธีการคือการใช้ฝ้ายกลั่นเป็นวัตถุดิบ และใช้เอทิลีนออกไซด์เป็นสารอีเทอร์ริฟิเคชั่นเพื่อเตรียมไฮดรอกซีเอทิลเมทิลเซลลูโลส ชิ้นส่วนน้ำหนักของวัตถุดิบในการเตรียมไฮดรอกซีเอทิลเมทิลเซลลูโลสมีดังนี้: ส่วนผสมโทลูอีนและไอโซโพรพานอล 700-800 ส่วนเป็นตัวทำละลาย, น้ำ 30-40 ส่วน, โซเดียมไฮดรอกไซด์ 70-80 ส่วน, ฝ้ายกลั่น 80-85 ส่วน แหวน 20-28 ส่วนของออกซีเทน, เมทิลคลอไรด์ 80-90 ส่วน, กรดอะซิติกน้ำแข็ง 16-19 ส่วน ขั้นตอนเฉพาะคือ:

ขั้นตอนแรก ในกาต้มน้ำปฏิกิริยา ให้เติมส่วนผสมโทลูอีนและไอโซโพรพานอล น้ำ และโซเดียมไฮดรอกไซด์ ให้ความร้อนสูงถึง 60-80 ° C รักษาความอบอุ่นเป็นเวลา 20-40 นาที

ขั้นตอนที่สอง การทำอัลคาไลเซชัน: ทำให้วัสดุข้างต้นเย็นลงที่อุณหภูมิ 30-50°C เติมสำลีที่กลั่นแล้ว สเปรย์ตัวทำละลายผสมโทลูอีนและไอโซโพรพานอล ปั๊มไปที่ 0.006Mpa เติมไนโตรเจนเพื่อเปลี่ยน 3 ครั้ง และดำเนินการหลังจากการทำให้เป็นด่างแล้ว สภาวะอัลคาไลเซชันคือ: เวลาอัลคาไลเซชันคือ 2 ชั่วโมง และอุณหภูมิอัลคาไลเซชันคือ 30°C ถึง 50°C;

ขั้นตอนที่สาม การทำให้เป็นอีเทอร์ริฟิเคชัน: หลังจากที่อัลคาไลเซชันเสร็จสิ้น เครื่องปฏิกรณ์จะถูกอพยพไปที่ 0.05-0.07MPa และเติมเอทิลีนออกไซด์และเมทิลคลอไรด์เป็นเวลา 30-50 นาที ขั้นตอนแรกของอีเทอร์ริฟิเคชัน: 40-60°C, 1.0-2.0 ชั่วโมง ความดันถูกควบคุมระหว่าง 0.15 ถึง 0.3Mpa; ขั้นตอนที่สองของอีเทอร์ฟิเคชั่น: 60~90°C, 2.0~2.5 ชั่วโมง ความดันถูกควบคุมระหว่าง 0.4 ถึง 0.8Mpa;

ขั้นตอนที่สี่ การวางตัวเป็นกลาง: เติมกรดอะซิติกน้ำแข็งที่วัดได้ไว้ล่วงหน้าลงในกาต้มน้ำตกตะกอน กดลงในวัสดุที่ถูกทำให้เป็นกลางเพื่อทำให้เป็นกลาง เพิ่มอุณหภูมิเป็น 75-80°C สำหรับการตกตะกอน อุณหภูมิจะสูงขึ้นถึง 102°C และ pH ค่าคือ 6 ณ เวลา 8 นาฬิกา สิ้นสุดกระบวนการละลายน้ำ ถังละลายน้ำจะเต็มไปด้วยน้ำประปาที่บำบัดโดยอุปกรณ์รีเวิร์สออสโมซิสที่อุณหภูมิ 90 ° C ถึง 100 ° C

ขั้นตอนที่ห้า การล้างแบบแรงเหวี่ยง: วัสดุในขั้นตอนที่สี่ถูกปั่นแยกด้วยเครื่องหมุนเหวี่ยงสกรูแนวนอน และวัสดุที่แยกออกมาจะถูกถ่ายโอนไปยังถังซักผ้าที่เต็มไปด้วยน้ำร้อนล่วงหน้าเพื่อล้างวัสดุ

ขั้นตอนที่หก การทำแห้งแบบแรงเหวี่ยง: วัสดุที่ล้างแล้วจะถูกลำเลียงไปยังเครื่องอบแห้งโดยใช้เครื่องหมุนเหวี่ยงแบบสกรูแนวนอน และวัสดุจะถูกทำให้แห้งที่อุณหภูมิ 150-170°C จากนั้นวัสดุที่แห้งจะถูกบดและบรรจุหีบห่อ

เมื่อเปรียบเทียบกับเทคโนโลยีการผลิตเซลลูโลสอีเทอร์ที่มีอยู่ การประดิษฐ์ในปัจจุบันใช้เอทิลีนออกไซด์เป็นสารอีริฟิเคชันในการเตรียมไฮดรอกซีเอทิลเมทิลเซลลูโลส ซึ่งมีความสามารถในการต่อต้านเชื้อราได้ดีเนื่องจากมีหมู่ไฮดรอกซีเอทิล มีความคงตัวของความหนืดที่ดีและต้านทานโรคราน้ำค้างระหว่างการเก็บรักษาระยะยาว สามารถใช้แทนเซลลูโลสอีเทอร์อื่น ๆ ได้