Гідроксиетилцелюлоза (HEC) — це звичайний водорозчинний полімер, який широко використовується в хімічній, будівельній, медичній, харчовій та інших галузях промисловості. Це неіонний ефір целюлози, виготовлений шляхом хімічної модифікації природної целюлози. Процес виробництва гідроксиетилцелюлози включає складні хімічні реакції, включаючи екстракцію целюлози, підлужнення, реакцію етерифікації тощо. Нижче наведено детальний вступ до її виробничого процесу.
1. Відбір сировини та добування целюлози
Основною сировиною гідроксиетилцелюлози є натуральна целюлоза, яка в основному походить з деревних, бавовняних або інших рослинних волокон. Вміст целюлози в клітинних стінках рослин високий, і чисту целюлозу можна витягнути з цих природних матеріалів механічними або хімічними способами. Процес екстракції включає подрібнення, видалення домішок (таких як лігнін, геміцелюлоза), відбілювання та інші етапи.
Екстракція целюлози: природну целюлозу зазвичай механічно або хімічно обробляють для видалення нецелюлозних речовин для отримання целюлози високої чистоти. Бавовняне волокно, деревна маса тощо можуть бути звичайними джерелами сировини. Під час процесу обробки луг (наприклад, гідроксид натрію) використовується для сприяння розчиненню нецелюлозних компонентів, а решта в основному становить целюлозу.
2. Олужнення
Очищену целюлозу спочатку необхідно підлужити. Цей крок полягає в тому, щоб зробити гідроксильні групи в молекулярному ланцюзі целюлози більш активними, щоб вони могли легше реагувати з етерифікуючим агентом. Основні етапи алкалізації наступні:
Реакція целюлози з лугом: целюлозу змішують із сильним лугом (зазвичай гідроксидом натрію) для отримання лужної целюлози (Alkali Cellulose). Зазвичай цей процес проводять у водному середовищі. Лужна целюлоза є продуктом реакції целюлози та гідроксиду натрію. Ця речовина має більш пухку структуру і вищу реакційну здатність, що сприяє наступній реакції етерифікації.
Процес підлужнення в основному відбувається при відповідній температурі та вологості, як правило, в діапазоні 20 ℃ ~ 30 ℃ протягом кількох годин, щоб забезпечити повну активацію гідроксильних груп у молекулах целюлози.
3. Реакція етерифікації
Етерифікація є ключовим етапом у виробництві гідроксиетилцелюлози. Гідроксіетилцелюлозу отримують шляхом взаємодії лужної целюлози з етиленоксидом для введення гідроксиетилових груп. Конкретні кроки такі:
Реакція з етиленоксидом: лужна целюлоза реагує з певною кількістю етиленоксиду за певних умов температури та тиску. Кільцева структура етиленоксиду розкривається, утворюючи ефірний зв’язок, реагує з гідроксильними групами в молекулах целюлози та вводить гідроксиетильні групи (–CH2CH2OH). Цей процес може регулювати ступінь етерифікації шляхом контролю умов реакції (таких як температура, тиск і час).
Реакцію зазвичай проводять у лужному середовищі для забезпечення ефективності етерифікації. Температура реакції зазвичай становить 50 ℃ ~ 100 ℃, а час реакції становить кілька годин. Регулюючи кількість окису етилену, можна контролювати ступінь заміщення кінцевого продукту, тобто скільки гідроксильних груп у молекулах целюлози замінено гідроксиетиловими групами.
4. Нейтралізація та промивка
Після завершення реакції етерифікації лужні речовини в реакційній системі необхідно нейтралізувати. Зазвичай використовувані нейтралізатори - кислотні речовини, такі як оцтова або соляна кислота. Процес нейтралізації нейтралізує надлишок лугу в солі, що не вплине на продуктивність продукту.
Реакція нейтралізації: вийміть продукт із реактора та додайте необхідну кількість кислоти для нейтралізації, доки значення pH у системі не стане нейтральним. Цей процес не тільки видаляє залишковий луг, але також зменшує вплив побічних продуктів реакції на продуктивність гідроксиетилцелюлози.
Промивання та зневоднення: Нейтралізований продукт необхідно промити кілька разів, як правило, водою або етанолом та іншими розчинниками, щоб змити залишкові домішки та побічні продукти. Промитий продукт зневоднюють центрифугуванням, фільтр-пресуванням та іншими способами зниження вологості.
5. Сушка і подрібнення
Після промивання та зневоднення гідроксиетилцелюлоза все ще містить певну кількість вологи та потребує подальшого сушіння. Процес сушіння може здійснюватися шляхом сушіння на повітрі або вакуумного сушіння, щоб забезпечити хорошу стабільність продукту під час зберігання та використання.
Сушка: висушіть виріб при певній температурі (зазвичай нижче 60°C), щоб видалити залишки вологи. Температура сушіння не повинна бути занадто високою, інакше це може призвести до погіршення якості продукту та погіршити його продуктивність.
Подрібнення та просіювання: висушена гідроксиетилцелюлоза зазвичай існує у вигляді блоків або грудок і повинна бути подрібнена для отримання тонкого порошку. Подрібнений продукт також необхідно просіяти для отримання розподілу частинок за розміром, який відповідає вимогам для забезпечення його розчинності та здатності до диспергування в практичних застосуваннях.
6. Тестування та пакування кінцевої продукції
Після виготовлення гідроксіетилцелюлоза потребує перевірки якості на відповідність її експлуатаційних показників вимогам стандарту. Об’єкти тестування зазвичай включають:
Вимірювання в'язкості: в'язкість гідроксиетилцелюлози після розчинення у воді є важливим показником якості, який впливає на її використання в покриттях, будівництві, побутових хімікатах та інших сферах.
Вміст вологи: Перевірте вміст вологи в продукті, щоб забезпечити його стабільність при зберіганні.
Ступінь заміщення (DS) і молярне заміщення (MS): Визначте ступінь заміщення та молярне заміщення в продукті за допомогою хімічного аналізу, щоб переконатися в ефекті реакції етерифікації.
Після проходження тесту гідроксиетилцелюлоза буде упакована в порошкоподібні або гранульовані продукти, зазвичай у вологостійкі поліетиленові або паперові пакети, щоб запобігти її зволоженню або забрудненню.
Процес виробництва гідроксиетилцелюлози в основному включає етапи екстракції целюлози, обробки підлужненням, реакції етерифікації, нейтралізації та промивання, сушіння та подрібнення. Весь процес залежить від підлужнення та етерифікації в хімічній реакції, а целюлозі надається хороша розчинність у воді та властивості згущення шляхом введення гідроксиетилових груп. Гідроксіетилцелюлоза широко використовується в багатьох галузях промисловості, наприклад, як загусник для покриттів, водоутримувальний агент для будівельних матеріалів, стабілізатор у щоденних хімічних продуктах тощо. Кожна ланка у виробничому процесі потребує суворого контролю, щоб забезпечити високу якість і стабільну продуктивність. продукту.
Час публікації: 25 жовтня 2024 р