Hidroksietil Selüloz (HEC), günlük kimyasallar, inşaat, kaplamalar, ilaç, gıda ve diğer endüstrilerde yaygın olarak kullanılan, suda çözünebilen yaygın bir polimerdir. Doğal selülozun kimyasal olarak değiştirilmesiyle yapılan iyonik olmayan bir selüloz eterdir. Hidroksietil selülozun üretim süreci, selüloz ekstraksiyonu, alkalileştirme işlemi, eterifikasyon reaksiyonu vb. dahil olmak üzere karmaşık kimyasal reaksiyonları içerir. Aşağıda üretim sürecine ayrıntılı bir giriş yer almaktadır.
1. Hammadde seçimi ve selülozun ekstraksiyonu
Hidroksietil selülozun temel hammaddesi, çoğunlukla ağaç, pamuk veya diğer bitki liflerinden elde edilen doğal selülozdur. Bitki hücre duvarlarındaki selüloz içeriği yüksektir ve bu doğal malzemelerden mekanik veya kimyasal yollarla saf selüloz elde edilebilir. Ekstraksiyon işlemi, kırma, yabancı maddelerin (linyin, hemiselüloz gibi) uzaklaştırılması, ağartma ve diğer adımları içerir.
Selüloz ekstraksiyonu: Doğal selüloz, yüksek saflıkta selüloz elde etmek amacıyla selüloz olmayan maddeleri çıkarmak için genellikle mekanik veya kimyasal olarak işlenir. Pamuk lifi, odun hamuru vb. hepsi ortak hammadde kaynakları olabilir. Arıtma işlemi sırasında selüloz olmayan bileşenlerin çözülmesine yardımcı olmak için alkali (sodyum hidroksit gibi) kullanılır ve geri kalan esas olarak selülozdur.
2. Alkalizasyon tedavisi
Saflaştırılmış selülozun öncelikle alkalileştirilmesi gerekir. Bu adım, selüloz moleküler zincirindeki hidroksil gruplarını daha aktif hale getirerek eterleştirici ajanla daha kolay reaksiyona girebilmelerini sağlamaktır. Alkalileştirme işleminin ana adımları aşağıdaki gibidir:
Selülozun alkali ile reaksiyonu: Selüloz kuvvetli bir alkali (genellikle sodyum hidroksit) ile karıştırılarak alkali selüloz (Alkali Selüloz) üretilir. Bu işlem genellikle sulu bir ortamda gerçekleştirilir. Alkali selüloz, selüloz ve sodyum hidroksitin reaksiyon ürünüdür. Bu madde daha gevşek bir yapıya ve daha yüksek reaktiviteye sahiptir, bu da sonraki eterleşme reaksiyonuna olanak sağlar.
Alkalileştirme işlemi esas olarak uygun sıcaklık ve nemde, genellikle 20°C~30°C aralığında, selüloz moleküllerindeki hidroksil gruplarının tamamen etkinleştirilmesini sağlamak için birkaç saat boyunca gerçekleşir.
3. Eterifikasyon reaksiyonu
Eterifikasyon, hidroksietil selüloz üretiminde önemli bir adımdır. Hidroksietil selüloz, alkali selülozun etilen oksitle reaksiyona sokularak hidroksietil gruplarının eklenmesiyle üretilir. Spesifik adımlar aşağıdaki gibidir:
Etilen oksitle reaksiyon: Alkali selüloz, belirli sıcaklık ve basınç koşullarında belirli miktarda etilen oksitle reaksiyona girer. Etilen oksitteki halka yapısı bir eter bağı oluşturmak üzere açılır, selüloz moleküllerindeki hidroksil gruplarıyla reaksiyona girer ve hidroksietil gruplarını (-CH2CH2OH) ortaya çıkarır. Bu işlem, reaksiyon koşullarını (sıcaklık, basınç ve zaman gibi) kontrol ederek eterleşme derecesini ayarlayabilir.
Reaksiyon genellikle eterifikasyonun etkinliğini sağlamak için alkali bir ortamda gerçekleştirilir. Reaksiyon sıcaklığı genellikle 50°C~100°C'dir ve reaksiyon süresi birkaç saattir. Etilen oksit miktarı ayarlanarak nihai ürünün ikame derecesi, yani selüloz moleküllerindeki kaç hidroksil grubunun hidroksietil grupları ile değiştirildiği kontrol edilebilir.
4. Nötralizasyon ve yıkama
Eterleşme reaksiyonu tamamlandıktan sonra reaksiyon sistemindeki alkali maddelerin nötralize edilmesi gerekir. Yaygın olarak kullanılan nötrleştiriciler, asetik asit veya hidroklorik asit gibi asidik maddelerdir. Nötrleştirme işlemi, fazla alkaliyi tuzlara nötralize edecek ve bu da ürünün performansını etkilemeyecektir.
Nötralizasyon reaksiyonu: Ürünü reaktörden çıkarın ve sistemdeki pH değeri nötr olana kadar nötralizasyon için uygun miktarda asit ekleyin. Bu işlem yalnızca artık alkaliyi gidermekle kalmaz, aynı zamanda reaksiyon yan ürünlerinin hidroksietil selülozun performansı üzerindeki etkisini de azaltır.
Yıkama ve dehidrasyon: Nötrleştirilmiş ürünün, artık yabancı maddeleri ve yan ürünleri yıkamak için genellikle su veya etanol ve diğer çözücülerle birkaç kez yıkanması gerekir. Yıkanan ürün, santrifüjleme, filtre presleme ve nem içeriğini azaltmak için diğer yöntemlerle kurutulur.
5. Kurutma ve kırma
Yıkama ve dehidrasyondan sonra hidroksietil selüloz hala belirli bir miktarda nem içerir ve daha fazla kurutulması gerekir. Kurutma işlemi, ürünün depolama ve kullanım sırasında iyi bir stabiliteye sahip olmasını sağlamak için havayla kurutma veya vakumla kurutma yoluyla gerçekleştirilebilir.
Kurutma: Kalan nemi gidermek için ürünü belirli bir sıcaklıkta (genellikle 60°C'nin altında) kurutun. Kurutma sıcaklığı çok yüksek olmamalıdır, aksi takdirde ürünün bozulmasına neden olabilir ve performansını etkileyebilir.
Kırma ve eleme: Kurutulmuş hidroksietil selüloz genellikle bloklar veya topaklar halinde bulunur ve ince toz elde etmek için ezilmesi gerekir. Ezilmiş ürünün, pratik uygulamalarda çözünürlüğünü ve dağılabilirliğini sağlamak için gereklilikleri karşılayan bir parçacık boyutu dağılımı elde etmek üzere elenmesi de gerekir.
6. Nihai ürünlerin test edilmesi ve paketlenmesi
Üretimden sonra, hidroksietil selülozun performans göstergelerinin standart gereklilikleri karşıladığından emin olmak için kalite açısından test edilmesi gerekir. Test öğeleri genellikle şunları içerir:
Viskozite ölçümü: Hidroksietil selülozun suda çözüldükten sonraki viskozitesi, kaplamalarda, inşaatlarda, günlük kimyasallarda ve diğer alanlarda kullanımını etkileyen önemli bir kalite göstergesidir.
Nem içeriği: Depolama stabilitesini sağlamak için ürünün nem içeriğini test edin.
İkame derecesi (DS) ve molar ikame (MS): Eterleşme reaksiyonunun etkisini sağlamak için üründeki ikame ve molar ikame derecesini kimyasal analiz yoluyla belirleyin.
Testi geçtikten sonra, hidroksietil selüloz, nemlenmesini veya kirlenmesini önlemek için genellikle neme dayanıklı plastik torbalar veya kağıt torbalar içinde toz veya granüler ürünler halinde paketlenecektir.
Hidroksietil selülozun üretim prosesi temel olarak selüloz ekstraksiyonu, alkalileştirme işlemi, eterifikasyon reaksiyonu, nötrleştirme ve yıkama, kurutma ve kırma adımlarını içerir. Tüm süreç, kimyasal reaksiyondaki alkalileştirme ve eterleşmeye bağlıdır ve hidroksietil gruplarının eklenmesiyle selüloza iyi suda çözünürlük ve koyulaştırma özellikleri kazandırılır. Hidroksietil selüloz, kaplamalar için koyulaştırıcı, inşaat malzemeleri için su tutucu madde, günlük kimyasal ürünlerde stabilizatör vb. gibi birçok endüstride yaygın olarak kullanılmaktadır. Yüksek kalite ve istikrarlı performansı sağlamak için üretim sürecindeki her bağlantının sıkı bir şekilde kontrol edilmesi gerekir. ürünün.
Gönderim zamanı: 25 Ekim 2024