Hydroxyethyl cellulose (HEC) là một ete cellulose không ion được sử dụng rộng rãi trong xây dựng, sơn, dầu khí, hóa chất hàng ngày và các lĩnh vực khác. Nó có đặc tính làm đặc, huyền phù, phân tán, nhũ hóa, tạo màng, keo bảo vệ và các đặc tính khác tốt, đồng thời là chất làm đặc và chất ổn định quan trọng.
1. Chuẩn bị nguyên liệu
Nguyên liệu chính của hydroxyethyl cellulose là cellulose tự nhiên. Cellulose thường được chiết xuất từ gỗ, bông hoặc các loại cây khác. Quá trình chiết xuất cellulose tương đối đơn giản nhưng đòi hỏi độ tinh khiết cao để đảm bảo hiệu suất của sản phẩm cuối cùng. Vì lý do này, các phương pháp hóa học hoặc cơ học thường được sử dụng để xử lý trước xenlulo, bao gồm khử chất béo, khử tạp chất, tẩy trắng và các bước khác để loại bỏ tạp chất và các thành phần không phải xenlulo.
2. Xử lý kiềm hóa
Xử lý kiềm hóa là một bước quan trọng trong quá trình sản xuất hydroxyethyl cellulose. Mục đích của bước này là kích hoạt nhóm hydroxyl (-OH) trên chuỗi phân tử cellulose để tạo điều kiện thuận lợi cho phản ứng ete hóa tiếp theo. Dung dịch natri hydroxit (NaOH) thường được sử dụng làm tác nhân kiềm hóa. Quy trình cụ thể là: trộn cellulose với dung dịch natri hydroxit để trương nở hoàn toàn và phân tán cellulose trong điều kiện kiềm. Lúc này, các nhóm hydroxyl trên phân tử xenlulo trở nên hoạt động mạnh hơn, chuẩn bị cho phản ứng ete hóa tiếp theo.
3. Phản ứng ete hóa
Phản ứng ether hóa là bước cốt lõi trong sản xuất hydroxyethyl cellulose. Quá trình này nhằm đưa ethylene oxit (còn được gọi là ethylene oxit) vào cellulose sau khi xử lý kiềm hóa và phản ứng với các nhóm hydroxyl trong phân tử cellulose để tạo ra hydroxyethyl cellulose. Phản ứng thường được thực hiện trong lò phản ứng kín, nhiệt độ phản ứng thường được kiểm soát ở 50-100°C và thời gian phản ứng dao động từ vài giờ đến hơn 10 giờ. Sản phẩm cuối cùng của phản ứng là ete cellulose được hydroxyethyl hóa một phần.
4. Trung hòa và rửa sạch
Sau khi phản ứng ether hóa hoàn thành, các chất phản ứng thường chứa một lượng lớn chất kiềm và sản phẩm phụ không phản ứng. Để thu được sản phẩm hydroxyethyl cellulose nguyên chất, phải tiến hành xử lý trung hòa và rửa. Thông thường, axit loãng (chẳng hạn như axit clohydric loãng) được sử dụng để trung hòa lượng kiềm còn sót lại trong phản ứng, sau đó các chất phản ứng được rửa nhiều lần bằng một lượng nước lớn để loại bỏ tạp chất và sản phẩm phụ hòa tan trong nước. Hydroxyethyl cellulose đã rửa sạch tồn tại ở dạng bánh lọc ướt.
5. Mất nước và làm khô
Bánh ướt sau khi rửa có hàm lượng nước cao cần được khử nước và sấy khô để thu được sản phẩm hydroxyethyl cellulose dạng bột. Việc khử nước thường được thực hiện bằng cách lọc chân không hoặc tách ly tâm để loại bỏ phần lớn nước. Sau đó, bánh ướt được đưa đến thiết bị sấy để sấy khô. Thiết bị sấy phổ biến bao gồm máy sấy trống, máy sấy flash và máy sấy phun. Nhiệt độ sấy thường được kiểm soát ở mức 60-120oC để tránh nhiệt độ quá cao gây biến tính sản phẩm hoặc suy giảm hiệu suất.
6. Nghiền và sàng lọc
Hydroxyethyl cellulose khô thường ở dạng khối lớn hoặc dạng hạt. Để thuận tiện cho việc sử dụng và cải thiện khả năng phân tán của sản phẩm, nó cần được nghiền và sàng lọc. Quá trình mài thường sử dụng máy mài cơ học để nghiền các khối vật liệu lớn thành bột mịn. Sàng lọc là để tách các hạt thô không đạt kích thước hạt yêu cầu trong bột mịn thông qua các sàng có khẩu độ khác nhau để đảm bảo độ mịn đồng đều của sản phẩm cuối cùng.
7. Đóng gói và bảo quản sản phẩm
Sản phẩm hydroxyethyl cellulose sau khi nghiền và sàng lọc có độ lưu động và độ phân tán nhất định, thích hợp cho ứng dụng trực tiếp hoặc chế biến tiếp. Sản phẩm cuối cùng cần được đóng gói và bảo quản để tránh ẩm, nhiễm bẩn hoặc oxy hóa trong quá trình vận chuyển và bảo quản. Các vật liệu đóng gói chống ẩm và chống oxy hóa như túi giấy nhôm hoặc túi composite nhiều lớp thường được sử dụng để đóng gói. Sau khi đóng gói, sản phẩm nên được bảo quản ở môi trường khô ráo, thoáng mát, tránh ánh nắng trực tiếp và điều kiện nhiệt độ cao, độ ẩm cao để đảm bảo sản phẩm hoạt động ổn định.
Quy trình sản xuất hydroxyethyl cellulose chủ yếu bao gồm chuẩn bị nguyên liệu thô, xử lý kiềm hóa, phản ứng ete hóa, trung hòa và rửa, khử nước và sấy khô, nghiền và sàng lọc, đóng gói và bảo quản sản phẩm cuối cùng. Mỗi bước có yêu cầu quy trình đặc biệt và điểm kiểm soát riêng. Các điều kiện phản ứng và thông số kỹ thuật vận hành cần phải được kiểm soát chặt chẽ trong quá trình sản xuất để đảm bảo chất lượng và hiệu suất ổn định của sản phẩm. Vật liệu polymer đa chức năng này có nhiều ứng dụng trong sản xuất công nghiệp và đời sống hàng ngày, phản ánh tầm quan trọng không thể thay thế của nó.
Thời gian đăng: 21-08-2024