Згідно з неповною статистикою, поточне світове виробництво неіонного ефіру целюлози досягло понад 500 000 тонн, а гідроксипропілметилцелюлоза становила 80% до понад 400 000 тонн. За останні два роки в Китаї ряд компаній швидко розширили виробництво. збільшити потужність досягла приблизно 180 000 тонн, близько 60 000 тонн для внутрішнього споживання. З них понад 550 мільйонів тонн використовуються в промисловості, а близько 70 відсотків використовуються як будівельні добавки.
Через різне використання продуктів вимоги до індексу зольності продуктів також можуть бути різними, так що виробництво можна організувати відповідно до вимог різних моделей у виробничому процесі, що сприяє ефекту енергозбереження, скорочення споживання та скорочення викидів.
1 зола гідроксипропілметилцелюлози та її існуючі форми
Гідроксипропілметилцелюлоза (HPMC) за галузевими стандартами якості називається золою, а за фармакопеєю — сульфатом або гарячим залишком, що можна просто зрозуміти як неорганічну сольову домішку в продукті. Основний процес виробництва сильним лугом (гідроксидом натрію) через реакцію остаточного регулювання рН до нейтральної солі та сировини, спочатку притаманної сумі неорганічної солі.
Метод визначення загальної золи; Після карбонізації та спалювання певної кількості зразків у високотемпературній печі органічні речовини окислюються та розкладаються, вивільняючись у вигляді вуглекислого газу, оксидів азоту та води, тоді як неорганічні речовини залишаються у формі сульфату, фосфату, карбонатні, хлоридні та інші неорганічні солі та оксиди металів. Ці залишки являють собою золу. Загальну кількість золи в зразку можна розрахувати шляхом зважування залишку.
Відповідно до процесу з використанням різних кислот і утворюватимуться різні солі: головним чином хлорид натрію (утворюється в результаті реакції іонів хлориду в хлорметані та гідроксиду натрію), а також нейтралізація інших кислот може давати ацетат натрію, сульфід натрію або оксалат натрію.
2. Вимоги до золи гідроксипропілметилцелюлози промислового сорту
Гідроксипропілметилцелюлоза в основному використовується для згущення, емульгування, плівкоутворення, захисного колоїду, утримання води, адгезії, антиферментної та метаболічної інертності та інших цілей, вона широко використовується в багатьох галузях промисловості, які можна приблизно розділити на наступні: аспекти:
(1) Конструкція: головна роль – утримання води, згущення, в’язкість, змащування, допомога течії для покращення оброблюваності цементу та гіпсу, перекачування. Архітектурні покриття, латексні покриття в основному використовуються як захисний колоїд, плівкоутворювач, загусник і пігментна суспензія.
(2) Полівінілхлорид: в основному використовується як диспергатор у реакції полімеризації системи полімеризації суспензії.
(3) щоденні хімічні речовини: в основному використовуються як захисні засоби, вони можуть покращити емульгацію продукту, антифермент, дисперсію, адгезію, поверхневу активність, утворення плівки, зволоження, піноутворення, формування, антиадгезив, пом’якшувач, мастило та інші властивості;
(4) Фармацевтична промисловість: у фармацевтичній промисловості в основному використовується для виробництва препаратів, використовується як твердий препарат покриття агента, порожнистого капсульного матеріалу, сполучного, використовується для повільного вивільнення фармацевтичного скелета, плівкоутворення, пороутворювача, використовується як рідина, згущення напівтвердих препаратів, емульгування, суспензії, нанесення матриці;
(5) Кераміка: використовується як зв'язувальний агент для заготівлі керамічної промисловості, диспергуючий агент для кольору глазурі;
(6) виготовлення паперу: дисперсія, барвник, зміцнювач;
(7) Текстильний друк і фарбування: целюлоза, колір, розширювач кольору:
(8) Сільськогосподарське виробництво: у сільському господарстві його можна використовувати для обробки насіння сільськогосподарських культур, покращення схожості, захисту вологи та запобігання цвілі, збереження фруктів свіжими, повільного вивільнення хімічних добрив і пестицидів тощо.
Згідно з відгуками про наведений вище довгостроковий досвід застосування та зведення стандартів внутрішнього контролю деяких іноземних і вітчизняних підприємств, лише деякі продукти полімеризації полівінілхлориду та щоденні хімікати вимагаються для контролю солі менше 0,010, а фармакопея різних країн вимагає контролю солі менше 0,015. І інші види використання контролю солі можуть бути відносно ширшими, особливо будівельні продукти на додаток до виробництва шпаклівки, сіль фарби має певні вимоги, решта може контролювати сіль <0,05 може в основному відповідати використанню.
3 процес гідроксипропілметилцелюлози та метод видалення солі
Основні методи виробництва гідроксипропілметилцелюлози в країні та за кордоном такі:
(1) Рідкофазний метод (суспензійний метод): дрібний порошок целюлози, який потрібно подрібнити, диспергують приблизно в 10 разів більшому органічному розчиннику у вертикальному або горизонтальному реакторі з сильним перемішуванням, а потім для реакції додають кількісний луг і етерифікатор. Після реакції продукт промивають, сушать, подрібнюють і просівають гарячою водою.
(2) Газофазний метод (газ-твердий метод): Реакція целюлозного порошку, який збирається подрібнити, завершується в напівсухому стані шляхом прямого додавання кількісного лугу та етерифікуючого агента та невеликої кількості побічних продуктів з низькою температурою кипіння. в горизонтальному реакторі при сильному перемішуванні. Для реакції не потрібні додаткові органічні розчинники. Після реакції продукт промивають, сушать, подрібнюють і просівають гарячою водою.
(3) Гомогенний метод (метод розчинення): Горизонталь може бути доданий безпосередньо після подрібнення целюлози за допомогою реактора з сильним перемішуванням, розсіяного в NaOH/сечовині (або інших розчинниках целюлози) приблизно в 5 ~ 8 разів більше розчинника заморожування води в розчиннику, а потім додавання кількісного лугу та етерифікуючого агента під час реакції, після реакції з реакцією осадження ацетоном хороший ефір целюлози, потім його промивають гарячою водою, сушать, подрібнюють і просівають, щоб отримати готовий продукт. (Він ще не в промисловому виробництві).
Кінець реакції незалежно від того, які види методів, згаданих вище, мають багато солі, відповідно до різних процесів можуть вироблятися: хлорид натрію та ацетат натрію, сульфід натрію, оксалат натрію тощо, змішувати сіль, потрібно через опріснення, використання солі у розчинності у воді, як правило, з великою кількістю миття гарячої води, тепер основним обладнанням і способом миття є:
(1) стрічковий вакуумний фільтр; Це робиться шляхом змивання готової сировини гарячою водою, а потім промивання солі шляхом рівномірного розподілу суспензії по стрічковому фільтру шляхом розбризкування гарячої води та вакуумування внизу.
(2) Горизонтальна центрифуга: це до кінця реакції сирого матеріалу в суспензію з гарячою водою для розведення солі, розчиненої в гарячій воді, а потім через центрифугування буде розділення рідини та твердої речовини для видалення солі.
(3) за допомогою напірного фільтра, після закінчення реакції сирого матеріалу в суспензію з гарячою водою, його в напірний фільтр, спочатку з паровою водою, а потім з гарячою водою, обприскуванням N раз з паровою водою, щоб відокремити і видалити сіль.
Промивання гарячою водою для видалення розчинених солей, тому що потрібно приєднатися до гарячої води, промивання, чим більше, тим менше, тим менший вміст золи, і навпаки, тому його зольність безпосередньо пов’язана з кількістю гарячої води, загальної промисловості продукт, якщо контроль золи менше 1% ВИКОРИСТОВУЄ 10 тонн гарячої води, якщо контроль нижче 5% потребує приблизно 6 тонн гарячої води.
Стічні води з ефіром целюлози мають хімічне споживання кисню (ХПК) понад 60 000 мг/л і вміст солей понад 30 000 мг/л, тому очищення таких стічних вод є дуже дорогим, оскільки важко безпосередньо біохімічний такий високий вміст солі, і його не дозволяється розбавляти відповідно до чинних національних вимог охорони навколишнього середовища. Остаточним рішенням є видалення солі шляхом дистиляції. Таким чином, одна тонна промивання окропом призведе до утворення на одну тонну стічних вод більше. Згідно з поточною технологією MUR з високою енергоефективністю, комплексна вартість кожної тонни промивної концентрованої води становить близько 80 юанів, а основна вартість - це комплексне споживання енергії.
Вплив 4 золи на швидкість водоутримання промислової гідроксипропілметилцелюлози
HPMC в основному відіграє три ролі в утриманні води, згущенні та зручності будівництва в будівельних матеріалах.
Утримання води: щоб збільшити час відкриття матеріалу утримання води, щоб сприяти його функції гідратації в повному обсязі.
Потовщення: целюлоза може бути потовщена, щоб грати суспензію, так що рішення для підтримки рівномірного вгору та вниз ту саму роль, стійкість до висіння потоку.
Конструкція: Целюлозне мастило, може мати хорошу конструкцію. HPMC не бере участі в хімічній реакції, грає лише допоміжну роль. Одним із найважливіших є водоутримання, водоутримання розчину впливає на гомогенізацію розчину, а потім впливає на механічні властивості та довговічність затверділого розчину. Розчин для кладки та штукатурний розчин є двома важливими частинами будівельних матеріалів, і важливою сферою застосування розчину для кладки та штукатурного розчину є цегляна конструкція. Оскільки блок у застосуванні в процесі продуктів знаходиться в сухому стані, щоб зменшити сухий блок сильного водопоглинання розчину, будівництво приймає блок перед попереднім зволоженням, щоб блокувати певний вміст вологи, утримувати вологу в розчині щоб блокувати надмірне поглинання матеріалу, може підтримувати нормальну гідратацію внутрішнього гелеутворюючого матеріалу, такого як цементний розчин. Однак такі фактори, як різниця в типі блоку та ступінь попереднього зволоження майданчика, впливатимуть на швидкість втрати води та розчину, що створить приховану небезпеку для загальної якості кладки. Розчин з чудовим водоутримуванням може виключити вплив блокових матеріалів і людського фактору, а також забезпечити однорідність розчину.
Вплив утримання води на показники твердіння розчину в основному відображається у впливі на площу розділу між розчином і блоком. При швидкій втраті води в розчині з поганим утриманням води вміст води в розчині на межі розділу явно недостатній, і цемент не може бути повністю гідратований, що впливає на нормальний розвиток міцності. Міцність з’єднання матеріалів на основі цементу в основному забезпечується закріпленням продуктів гідратації цементу. Недостатня гідратація цементу в зоні розділу зменшує міцність зв’язку між розділами, а порожнисте вибухання та розтріскування розчину збільшуються.
Таким чином, вибравши найбільш чутливу до вимоги до утримання води, побудуйте три партії бренду K з різною в’язкістю, через різні способи промивання, щоб отримати ту саму партію номер два з очікуваним вмістом золи, а потім відповідно до поточного загального методу випробування утримання води (метод фільтрувального паперу ) за одним і тим же номером партії різна зольність водоутримування трьох груп зразків має наступне:
4.1 Експериментальний метод визначення рівня утримання води (метод фільтрувального паперу)
4.1.1 Застосування приладів та обладнання
Змішувач цементного розчину, мірний циліндр, ваги, секундомір, контейнер з нержавіючої сталі, ложка, кільце з нержавіючої сталі (внутрішній діаметр φ100 мм × зовнішній діаметр φ110 мм × висота 25 мм), швидкий фільтрувальний папір, повільний фільтрувальний папір, скляна пластина.
4.1.2 Матеріали та реактиви
Звичайний портландцемент (425#), ПІСОК СТАНДАРТНИЙ (ПІСОК БЕЗ ГРУЗІ, ПРОМИТИЙ ВОДОЮ), ЗРАЗОК ПРОДУКТУ (HPMC), ЧИСТА ВОДА ДЛЯ ДОСЛІДІВ (ВОДА З КРАНА, МІНЕРАЛЬНА ВОДА).
4.1.3 Умови експериментального аналізу
Лабораторна температура: 23±2 ℃; Відносна вологість: ≥ 50%; Температура води в лабораторії дорівнює кімнатній температурі 23 ℃.
4.1.4 Експериментальні методи
Помістіть скляну пластину на робочу платформу, покладіть на неї зважений фільтрувальний папір (вага: M1), потім покладіть шматок швидкого фільтрувального паперу на повільний фільтрувальний папір, а потім помістіть металеве кільце на швидкий фільтрувальний папір ( кільцева форма не повинна перевищувати круглий фільтрувальний папір).
Точно відважити (425#) цемент 90 г; Стандартний пісок 210 г; Продукт (проба) 0,125г; Перелити в ємність з нержавіючої сталі і добре перемішати (суха суміш).
Використовуйте міксер для цементу (ємність для змішування та листя чисті та сухі, ретельно очистіть та висушіть після кожного експерименту, відкладіть). Використовуйте мірний циліндр для вимірювання 72 мл чистої води (23 ℃), спочатку вилийте в ємність для перемішування, а потім вилийте підготовлений матеріал, інфільтруйте протягом 30 с; Одночасно підніміть ємність у положення змішування, запустіть міксер і перемішуйте на низькій швидкості (тобто повільне перемішування) протягом 60 с; Зупиніться на 15 секунд і зішкребте суспензію на стінці та лезі в каструлю; Продовжуйте швидко збивати протягом 120 с, щоб зупинити. Швидко вилийте (завантажте) весь змішаний розчин у кільцеву форму з нержавіючої сталі, а час від моменту, коли розчин торкнеться швидкого фільтрувального паперу (натисніть секундомір). Через 2 хвилини кільцеву форму перевернули, а хронічний фільтрувальний папір витягли та зважили (вага: M2). Виконайте порожній експеримент згідно з наведеним вище методом (вага хронічного фільтрувального паперу до та після зважування M3, M4)
Метод розрахунку такий:
(1)
Де, М1 — маса хронічного фільтрувального паперу до зразка досліду; М2 — маса хронічного фільтрувального паперу після зразкового досліду; М3 — маса хронічного фільтрувального паперу до холостого досліду; М4 — маса хронічного фільтрувального паперу після холостого досліду.
4.1.5 Запобіжні заходи
(1) температура чистої води має бути 23 ℃, а зважування має бути точним;
(2) після перемішування вийміть ємність і рівномірно перемішайте ложкою;
(3) форму слід швидко встановлювати, а розчин буде утрамбовуватися рівно та твердо під час встановлення;
(4) Обов’язково фіксуйте момент, коли ступка торкнеться швидкого фільтрувального паперу, і не виливайте ступку на зовнішній фільтрувальний папір.
4.2 зразок
Було вибрано три номери партій з різною в’язкістю тієї самої марки К: 201302028 в’язкість 75 000 мПа·с, 20130233 в’язкість 150 000 мПа·с, 20130236 в’язкість 200 000 мПа·с за допомогою різного промивання для отримання однакової кількості партій двох різних золи (див. табл. 3.1). Суворо контролюйте вологість і рН тієї ж партії зразків, наскільки це можливо, а потім проведіть тест на швидкість утримання води відповідно до вищезазначеного методу (метод фільтрувального паперу).
4.3 Експериментальні результати
Результати аналізу індексів трьох партій зразків наведені в таблиці 1, результати випробувань коефіцієнтів водоутримання різної в’язкості показані на малюнку 1, а результати випробувань коефіцієнтів водоутримання різної золи та рН показані на малюнку 2. .
(1) Результати індексного аналізу трьох партій зразків наведено в таблиці 1
Таблиця 1 Результати аналізу трьох партій проб
демонструвати
№ партії
% золи
pH
В'язкість/мПа, с
Вода / %
Затримка води
201302028
4.9
4.2
75 000,
6
76
0,9
4.3
74 500,
5.9
76
20130233
4.7
4.0
150 000,
5.5
79
0,8
4.1
140 000,
5.4
78
20130236
4.8
4.1
200 000,
5.1
82
0,9
4.0
195 000,
5.2
81
(2) Результати тесту на утримання води трьох партій зразків з різною в’язкістю показано на малюнку 1.
ФІГ. 1 Результати випробувань водоутримування трьох партій зразків з різною в'язкістю
(3) Результати виявлення рівня утримування води для трьох партій зразків з різним вмістом золи та рН показано на малюнку 2.
ФІГ. 2 Результати виявлення ступеня водоутримування трьох партій зразків з різним вмістом золи та pH
Завдяки наведеним вище експериментальним результатам вплив на швидкість утримування води в основному походить від в’язкості, висока в’язкість по відношенню до високої швидкості утримання води, навпаки, буде поганою. Коливання вмісту золи в діапазоні від 1% до 5% майже не впливає на швидкість утримання води, тому це не вплине на її продуктивність утримання води.
5 висновок
Для того, щоб зробити стандарт більш застосовним до реальності та відповідати все більш жорсткій тенденції енергозбереження та захисту навколишнього середовища, пропонується:
Промисловий стандарт промислової гідроксипропілметилцелюлози сформульований у контролі зольності за такими сортами, як: контрольна зольність рівня 1 < 0,010, контрольна зольність рівня 2 < 0,050. Таким чином, виробник може вибрати, щоб користувач також мав більше вибору. У той же час ціна може бути встановлена на основі принципу високої якості та високої ціни, щоб запобігти плутанині на ринку. Найголовніше, що енергозбереження та охорона навколишнього середовища роблять виробництво продукції більш дружнім та гармонійним з навколишнім середовищем.
Час публікації: 09 вересня 2022 р