Перадгісторыя і агляд
Эфір цэлюлозы — гэта шырока выкарыстоўваны палімерны тонкі хімічны матэрыял, які атрымліваецца з натуральнай палімернай цэлюлозы шляхам хімічнай апрацоўкі. Пасля вытворчасці нітрату цэлюлозы і ацэтату цэлюлозы ў 19 стагоддзі хімікі распрацавалі шэраг вытворных цэлюлозы многіх эфіраў цэлюлозы, і пастаянна адкрываліся новыя вобласці прымянення, якія ахопліваюць многія прамысловыя сектары. Прадукты эфіру цэлюлозы, такія як натрыйкарбаксіметылцэлюлоза (КМЦ), этылцэлюлоза (ЭЦ), гідраксіэтылцэлюлоза (ГЭЦ), гідраксіпрапілцэлюлоза (ГПЦ), метылгідраксіэтылцэлюлоза (MHEC)іметылгідраксіпрапілцэлюлоза (MHPC)і іншыя эфіры цэлюлозы вядомыя як «прамысловы глутамат натрыю» і шырока выкарыстоўваюцца ў нафтавай бурэнні, будаўніцтве, пакрыццях, харчовай прамысловасці, медыцыне і штодзённых хімікатах.
Гідраксіэтылметылцэлюлоза (МГЦ) — гэта белы парашок без паху і смаку, нетаксічны, які можна растварыць у халоднай вадзе з утварэннем празрыстага глейкага раствора. Ён валодае ўласцівасцямі загушчэння, звязвання, дыспергавання, эмульгавання, плёнкаўтварэння, суспендавання, адсарбцыі, гелеўтварэння, павярхоўна-актыўнай здольнасці, захавання вільгаці і абароны калоіда. Дзякуючы павярхоўна-актыўнай функцыі воднага раствора, яго можна выкарыстоўваць у якасці калоіднага ахоўнага агента, эмульгатара і дыспергатара. Водны раствор гідраксіэтылметылцэлюлозы мае добрую гідрафільнасць і з'яўляецца эфектыўным агентам утрымання вады. Паколькі гідраксіэтылметылцэлюлоза ўтрымлівае гідраксіэтыльныя групы, яна мае добрую здольнасць супраць цвілі, добрую стабільнасць глейкасці і ўстойлівасць да цвілі пры працяглым захоўванні.
Гідраксіэтылметылцэлюлоза (HEMC) атрымліваецца шляхам увядзення замяшчальнікаў аксіду этылену (MS 0,3~0,4) у метылцэлюлозу (MC), і яе солеўстойлівасць лепшая, чым у немадыфікаваных палімераў. Тэмпература гелеўтварэння метылцэлюлозы таксама вышэйшая, чым у MC.
Структура
Асаблівасць
Асноўныя характарыстыкі гідраксіэтылметылцэлюлозы (HEMC):
1. Растваральнасць: Растваральны ў вадзе і некаторых арганічных растваральніках. HEMC можа растварацца ў халоднай вадзе. Яго найвышэйшая канцэнтрацыя вызначаецца толькі глейкасцю. Растваральнасць змяняецца ў залежнасці ад глейкасці. Чым ніжэйшая глейкасць, тым большая растваральнасць.
2. Солеўстойлівасць: прадукты HEMC — гэта неіённыя эфіры цэлюлозы і не з'яўляюцца поліэлектралітамі, таму яны адносна стабільныя ў водных растворах пры наяўнасці соляў металаў або арганічных электралітаў, але празмернае даданне электралітаў можа выклікаць гелеўтварэнне і асадак.
3. Павярхоўная актыўнасць: Дзякуючы павярхоўна-актыўнай функцыі воднага раствора, яго можна выкарыстоўваць у якасці калоіднага ахоўнага агента, эмульгатара і дысперсанта.
4. Тэрмагель: калі водны раствор прадуктаў HEMC награваецца да пэўнай тэмпературы, ён становіцца непразрыстым, гелепадобным і выпадае ў асадак, але пры пастаянным астуджэнні ён вяртаецца ў зыходны стан раствора, і тэмпература, пры якой адбываецца гэты гель і выпадзенне асадка, у асноўным залежыць ад наяўнасці змазвальных рэчываў, суспендуючых дапаможнікаў, ахоўных калоідаў, эмульгатараў і г.д.
5. Метабалічная інертнасць і слабы пах і водар: HEMC шырока выкарыстоўваецца ў харчовай прамысловасці і медыцыне, паколькі ён не метаболізуецца і мае слабы пах і водар.
6. Устойлівасць да цвілі: HEMC мае адносна добрую ўстойлівасць да цвілі і добрую стабільнасць глейкасці пры працяглым захоўванні.
7. Стабільнасць pH: глейкасць воднага раствора прадуктаў HEMC практычна не залежыць ад кіслаты або шчолачы, а значэнне pH адносна стабільнае ў дыяпазоне ад 3,0 да 11,0.
Прыкладанне
Гідраксіэтылметылцэлюлоза можа выкарыстоўвацца ў якасці калоіднага ахоўнага агента, эмульгатара і дысперсанта дзякуючы сваёй павярхоўна-актыўнай функцыі ў водным растворы. Прыклады яе прымянення наступныя:
1. Уплыў гідраксіэтылметылцэлюлозы на характарыстыкі цэменту. Гідраксіэтылметылцэлюлоза — гэта белы парашок без паху і смаку, нетаксічны, які можна растварыць у халоднай вадзе з утварэннем празрыстага глейкага раствора. Ён валодае ўласцівасцямі загушчэння, звязвання, дыспергавання, эмульгавання, плёнкаўтварэння, суспендавання, адсарбцыі, гелеўтварэння, павярхоўна-актыўнай здольнасці, захавання вільгаці і абароны калоіда. Паколькі водны раствор мае павярхоўна-актыўную функцыю, яго можна выкарыстоўваць у якасці калоіднага ахоўнага агента, эмульгатара і дыспергатара. Водны раствор гідраксіэтылметылцэлюлозы мае добрую гідрафільнасць і з'яўляецца эфектыўным агентам утрымання вады.
2. Рыхтуецца высокаэластычная рэльефная фарба, якая вырабляецца з наступных сыравінных матэрыялаў у вагавых частках: 150-200 г дэіянізаванай вады; 60-70 г чыстай акрылавай эмульсіі; 550-650 г цяжкага кальцыю; 70-90 г тальку; водны раствор асновы цэлюлозы 30-40 г; водны раствор лігнацэлюлозы 10-20 г; плёнкаўтваральная дапаможная рэчыва 4-6 г; антысептык і фунгіцыд 1,5-2,5 г; дыспергатар 1,8-2,2 г; змочвальнік 1,8-2,2 г; 3,5-4,5 г; этыленгліколь 9-11 г; Водны раствор гідраксіэтылметылцэлюлозы атрымліваюць растварэннем 2-4% гідраксіэтылметылцэлюлозы ў вадзе; Водны раствор лігнацэлюлозы атрымліваюць растварэннем 1-3% лігнацэлюлозы ў вадзе.
Падрыхтоўка
Спосаб атрымання гідраксіэтылметылцэлюлозы заключаецца ў тым, што ў якасці сыравіны выкарыстоўваецца рафінаваная бавоўна, а аксід этылену — этэрыфікацыйны агент для атрымання гідраксіэтылметылцэлюлозы. Вагавыя часткі сыравіны для атрымання гідраксіэтылметылцэлюлозы наступныя: 700-800 частак сумесі талуолу і ізапрапанолу ў якасці растваральніка, 30-40 частак вады, 70-80 частак гідраксіду натрыю, 80-85 частак рафінаванай бавоўны, 20-28 частак аксіэтану, 80-90 частак хларыду метылу, 16-19 частак ледзяной воцатнай кіслаты; канкрэтныя этапы наступныя:
На першым этапе ў рэакцыйны катёл дадаюць сумесь талуолу і ізапрапанолу, ваду і гідраксід натрыю, награваюць да 60-80 °C, трымаюць у цяпле 20-40 хвілін;
Другі этап, падшчолчванне: астудзіць вышэйзгаданыя матэрыялы да 30-50°C, дадаць рафінаваную бавоўну, распыліць растваральнік сумессю талуолу і ізапрапанолу, вакуумаваць да 0,006 МПа, запоўніць азотам на працягу 3 замен і правесці падшчолчванне пасля замены, умовы падшчолчвання наступныя: час падшчолчвання складае 2 гадзіны, а тэмпература падшчолчвання складае ад 30°C да 50°C;
Трэці этап, этэрыфікацыя: пасля завяршэння падшчолчвання рэактар вакууюць да 0,05-0,07 МПа і дадаюць аксід этылену і хларыд метылу на працягу 30-50 хвілін; першы этап этэрыфікацыі: 40-60°C, 1,0-2,0 гадзіны, ціск кантралюецца ў межах ад 0,15 да 0,3 МПа; другі этап этэрыфікацыі: 60～90℃, 2,0～2,5 гадзіны, ціск кантралюецца ў межах ад 0,4 да 0,8 МПа;
Чацвёрты этап, нейтралізацыя: загадзя дадайце вымераную ледзяную воцатную кіслату ў асадкавы катёл, уцісніце ў эфіраваны матэрыял для нейтралізацыі, павысьце тэмпературу да 75-80°C для асаджэння, тэмпература павысіцца да 102°C, і значэнне pH будзе роўнае 6. А 8-й гадзіне дэсавентызацыя завершана; рэзервуар для дэсавентызацыі напаўняецца вадаправоднай вадой, апрацаванай прыладай зваротнага осмасу пры тэмпературы ад 90°C да 100°C;
Пяты этап, цэнтрабежная прамыўка: матэрыял на чацвёртым этапе цэнтрыфугуецца праз гарызантальную шнекавую цэнтрыфугу, і аддзелены матэрыял пераносіцца ў прамыўны бак, загадзя запоўнены гарачай вадой для прамывання матэрыялу;
Шосты этап, цэнтрабежная сушка: прамыты матэрыял падаецца ў сушылку праз гарызантальную шнекавую цэнтрыфугу, і матэрыял сушыцца пры тэмпературы 150-170°C, а высушаны матэрыял здрабняецца і пакуецца.
У параўнанні з існуючай тэхналогіяй вытворчасці эфіраў цэлюлозы, у гэтым вынаходстве выкарыстоўваецца аксід этылену ў якасці этэрыфікацыйнага агента для атрымання гідраксіэтылметылцэлюлозы, якая мае добрую ўстойлівасць да цвілі дзякуючы ўтрыманню гідраксіэтыльных груп. Яна мае добрую стабільнасць глейкасці і ўстойлівасць да цвілі пры працяглым захоўванні. Яе можна выкарыстоўваць замест іншых эфіраў цэлюлозы.
Час публікацыі: 25 красавіка 2024 г.