Hydroxypropyl Methyl Cellulose Ether Technology

Ang hydroxypropyl methyl cellulose eter ay isang uri ng nonpolar cellulose eter na natutunaw sa malamig na tubig na nakuha mula sa natural na selulusa sa pamamagitan ng alkalization at etherification modification.

Mga keyword:hydroxypropyl methylcellulose eter; reaksyon ng alkalinasyon; reaksyon ng etherification

1. Teknolohiya

Ang natural na selulusa ay hindi matutunaw sa tubig at mga organikong solvent, matatag sa liwanag, init, acid, asin at iba pang kemikal na media, at maaaring basa-basa sa dilute alkali solution upang mabago ang ibabaw ng selulusa.

Ang hydroxypropyl methyl cellulose ether ay isang uri ng non-polar, cold water-soluble cellulose ether na nakuha mula sa natural na selulusa sa pamamagitan ng alkalization at etherification modification.

2. Ang pangunahing formula ng reaksiyong kemikal

2.1 Alkalization reaksyon

Mayroong dalawang mga posibilidad para sa reaksyon ng cellulose at sodium hydroxide, iyon ay, ayon sa iba't ibang mga kondisyon upang makabuo ng mga molecular compound, R - OH - NaOH; o upang makabuo ng mga metal na compound ng alkohol, R – ONa.

Karamihan sa mga iskolar ay naniniwala na ang selulusa ay tumutugon sa puro alkali upang bumuo ng isang nakapirming sangkap, at iniisip na ang bawat isa o dalawang grupo ng glucose ay pinagsama sa isang molekula ng NaOH (isang pangkat ng glucose ay pinagsama sa tatlong mga molekula ng NaOH kapag ang reaksyon ay kumpleto).

C6H10O5 + NaOH→C6H10O5 NaOH o C6H10O5 + NaOH→C6H10O4 ONa + H2O

C6H10O5 + NaOH→(C6H10O5 ) 2 NaOH o C6H10O5 + NaOH→C6H10O5 C6H10O4 ONa + H2O

Kamakailan, ang ilang mga iskolar ay naniniwala na ang pakikipag-ugnayan sa pagitan ng selulusa at puro alkali ay magkakaroon ng dalawang epekto sa parehong oras.

Anuman ang istraktura, ang aktibidad ng kemikal ng selulusa ay maaaring mabago pagkatapos ng pagkilos ng selulusa at alkali, at maaari itong tumugon sa iba't ibang kemikal na media upang makakuha ng makabuluhang mga species.

2.2 Reaksyon ng etherification

Pagkatapos ng alkalization, ang aktibong alkali cellulose ay tumutugon sa etherification agent upang bumuo ng cellulose eter. Ang mga etherifying agent na ginamit ay methyl chloride at propylene oxide.

Ang sodium hydroxide ay kumikilos tulad ng isang katalista.

Ang n at m ay kumakatawan sa antas ng pagpapalit ng hydroxypropyl at methyl sa cellulose unit, ayon sa pagkakabanggit. Ang maximum na kabuuan ng m + n ay 3.

Bilang karagdagan sa nabanggit na pangunahing reaksyon, mayroon ding mga side reaction:

CH2CH2OCH3 + H2O→HOCH2CH2OHCH3

CH3Cl + NaOH→CH3OH + NaCl

3. Proseso ng paglalarawan ng hydroxypropyl methylcellulose eter

Ang proseso ng hydroxypropyl methyl cellulose ether (“cellulose ether” para sa maikli) ay halos binubuo ng 6 na proseso, katulad ng: pagdurog ng hilaw na materyal, (alkalinization) etherification, pag-aalis ng solvent, pagsasala at pagpapatuyo, pagdurog at paghahalo, at packaging ng tapos na produkto.

3.1 Paghahanda ng hilaw na materyal

Ang natural na short-lint cellulose na binili sa merkado ay dinudurog sa pulbos ng isang pulverizer upang mapadali ang kasunod na pagproseso; ang solid alkali (o likidong alkali) ay natutunaw at inihanda, at pinainit sa humigit-kumulang 90°C upang makagawa ng 50 % na solusyon ng caustic soda para magamit. Maghanda ng reaction methyl chloride, propylene oxide etherification agent, isopropanol at toluene reaction solvent sa parehong oras.

Bilang karagdagan, ang proseso ng reaksyon ay nangangailangan ng mga pantulong na materyales tulad ng mainit na tubig at purong tubig; singaw, mababang-temperatura na cooling water, at circulating cooling water ay kinakailangan upang makatulong sa kuryente.

Ang mga maiikling linter, methyl chloride, at propylene oxide etherification agent ay ang mga pangunahing materyales para sa paggawa ng etherified cellulose, at ang maiikling linter ay ginagamit sa malaking halaga. Methyl chloride at propylene oxide ay lumahok sa reaksyon bilang mga ahente ng etherification upang baguhin ang natural na selulusa, ang halaga ng paggamit ay hindi malaki.

Ang mga solvent (o diluents) ay pangunahing kinabibilangan ng toluene at isopropanol, na karaniwang hindi natupok, ngunit sa view ng entrained at volatilized losses, mayroong bahagyang pagkawala sa produksyon, at ang halaga na ginamit ay napakaliit.

Ang proseso ng paghahanda ng hilaw na materyales ay may lugar ng tangke ng hilaw na materyales at isang nakalakip na bodega ng hilaw na materyales. Ang mga etherifying agent at solvents, tulad ng toluene, isopropanol, at acetic acid (ginagamit upang ayusin ang pH value ng mga reactant), ay iniimbak sa lugar ng tangke ng hilaw na materyal. Ang supply ng short lint ay sapat, maaaring ibigay ng merkado anumang oras.

Ang durog na maikling lint ay ipinadala sa pagawaan na may isang cart para magamit.

3.2 (Alkalinization) etherification

(Alkaline) etherification ay isang mahalagang proseso sa proseso ng etherification ng selulusa. Sa naunang pamamaraan ng produksyon, ang dalawang-hakbang na reaksyon ay isinasagawa nang hiwalay. Ngayon ang proseso ay napabuti, at ang dalawang-hakbang na mga reaksyon ay pinagsama sa isang yugto at isinasagawa nang sabay-sabay.

Una, i-vacuumize ang tangke ng etherification upang alisin ang hangin, at pagkatapos ay palitan ito ng nitrogen upang gawing walang hangin ang tangke. Idagdag ang inihandang solusyon ng sodium hydroxide, magdagdag ng isang tiyak na halaga ng isopropanol at toluene solvent, simulan ang paghahalo, pagkatapos ay magdagdag ng maikling cotton wool, i-on ang umiikot na tubig upang lumamig, at pagkatapos bumaba ang temperatura sa isang tiyak na antas, i-on ang mababang- temperatura ng tubig upang babaan ang temperatura ng materyal ng system Bumaba sa humigit-kumulang 20℃, at panatilihin ang reaksyon para sa isang tiyak na tagal ng panahon upang makumpleto ang alkalization.

Pagkatapos ng alkalization, idagdag ang etherifying agent na methyl chloride at propylene oxide na sinusukat ng high-level metering tank, patuloy na simulan ang paghalo, gumamit ng singaw upang itaas ang temperatura ng system sa halos 70℃~ 80℃, at pagkatapos ay gumamit ng mainit na tubig upang ipagpatuloy ang pag-init at pagpapanatili Ang temperatura ng reaksyon ay kinokontrol, at pagkatapos ay ang temperatura ng reaksyon at oras ng reaksyon ay kinokontrol, at ang operasyon ay maaaring makumpleto sa pamamagitan ng pagpapakilos at paghahalo para sa isang tiyak na tagal ng panahon.

Ang reaksyon ay isinasagawa sa halos 90°C at 0.3 MPa.

3.3 Desolvation

Ang nabanggit sa itaas na mga reacted na materyales sa proseso ay ipinapadala sa desolventizer, at ang mga materyales ay hinubaran at pinainit ng singaw, at ang toluene at isopropanol solvents ay sumingaw at mababawi para sa pag-recycle.

Ang evaporated solvent ay unang pinalamig at bahagyang condensed sa nagpapalipat-lipat na tubig, at pagkatapos ay condensed na may mababang temperatura ng tubig, at ang condensate mixture ay pumapasok sa likidong layer at separator upang paghiwalayin ang tubig at solvent. Ang pinaghalong solvent ng toluene at isopropanol sa itaas na layer ay inaayos sa proporsyon. Gamitin ito nang direkta, at ibalik ang tubig at isopropanol na solusyon sa ibabang layer sa desolventizer para magamit.

Magdagdag ng acetic acid sa reactant pagkatapos ng desolvation upang i-neutralize ang labis na sodium hydroxide, pagkatapos ay gumamit ng mainit na tubig upang hugasan ang materyal, gamitin nang husto ang katangian ng coagulation ng cellulose eter sa mainit na tubig upang hugasan ang cellulose eter, at pinuhin ang reactant. Ang mga pinong materyales ay ipinadala sa susunod na proseso para sa paghihiwalay at pagpapatuyo.

3.4 Salain at tuyo

Ang pinong materyal ay ipinapadala sa pahalang na screw separator sa pamamagitan ng high-pressure screw pump upang paghiwalayin ang libreng tubig, at ang natitirang solidong materyal ay pumapasok sa air dryer sa pamamagitan ng screw feeder, at pinatuyo sa pakikipag-ugnay sa mainit na hangin, at pagkatapos ay dumadaan sa cyclone separator at air Separation, ang solid na materyal ay pumapasok sa kasunod na pagdurog.

Ang tubig na pinaghihiwalay ng horizontal spiral separator ay pumapasok sa water treatment tank pagkatapos ng sedimentation sa sedimentation tank upang paghiwalayin ang entrained cellulose.

3.5 Pagdurog at paghahalo

Pagkatapos ng pagpapatayo, ang etherified cellulose ay magkakaroon ng hindi pantay na laki ng butil, na kailangang durugin at halo-halong upang ang pamamahagi ng laki ng butil at pangkalahatang hitsura ng materyal ay matugunan ang mga pamantayan ng produkto.

3. 6 Tapos na packaging ng produkto

Ang materyal na nakuha pagkatapos ng pagdurog at paghahalo ng mga operasyon ay ang natapos na etherified cellulose, na maaaring i-package at ilagay sa imbakan.

4. Buod

Ang pinaghiwalay na wastewater ay naglalaman ng isang tiyak na halaga ng asin, pangunahin ang sodium chloride. Ang basurang tubig ay sumingaw upang paghiwalayin ang asin, at ang evaporated pangalawang singaw ay maaaring i-condensed upang mabawi ang condensed na tubig, o direktang ilalabas. Ang pangunahing bahagi ng pinaghiwalay na asin ay sodium chloride, na naglalaman din ng isang tiyak na halaga ng sodium acetate dahil sa neutralisasyon sa acetic acid. Ang asin na ito ay may pang-industriyang halaga ng paggamit lamang pagkatapos ng recrystallization, paghihiwalay at paglilinis.