I. Въведение
Хидроксиетил целулозата (HEC) е нейонен водоразтворим полимер, широко използван в добива на нефт, покритията, строителството, ежедневните химикали, производството на хартия и други области. HEC се получава чрез химическа модификация на целулозата, а свойствата и употребата му се определят главно от хидроксиетиловите заместители в целулозните молекули.
II. Производствен процес
Производственият процес на HEC включва основно следните стъпки: етерификация на целулозата, промиване, дехидратация, сушене и смилане. Следва подробно въведение към всяка стъпка:
Етерификация на целулозата
Целулозата първо се обработва с алкали, за да се образува алкална целулоза (целулозна алкалия). Този процес обикновено се провежда в реактор, като се използва разтвор на натриев хидроксид за обработка на естествената целулоза, за да се образува алкална целулоза. Химичната реакция е следната:
Клетка-OH+NaOH→Клетка-O-Na+H2OCКлетка-OH+NaOH→Клетка-O-Na+H 2O
След това алкалната целулоза реагира с етиленов оксид, за да образува хидроксиетилцелулоза. Реакцията се провежда под високо налягане, обикновено 30-100°C, и специфичната реакция е следната:
Cell-O-Na+CH2CH2O→Cell-O-CH2CH2OHCell-O-Na+CH 2CH 2O→Cell-O-CH 2CH 2OH
Тази реакция изисква прецизен контрол на температурата, налягането и количеството добавен етиленов оксид, за да се гарантира еднородност и качество на продукта.
Пране
Полученият суров HEC обикновено съдържа нереагирали алкали, етиленов оксид и други странични продукти, които трябва да бъдат отстранени чрез многократно промиване с вода или с органични разтворители. По време на процеса на промиване с вода е необходимо голямо количество вода, а отпадъчните води след промиване трябва да бъдат пречистени и изхвърлени.
Дехидратация
След измиване влажният HEC трябва да се дехидратира, обикновено чрез вакуумна филтрация или центрофугално разделяне, за да се намали съдържанието на влага.
Сушене
Дехидратираният HEC се суши, обикновено чрез спрей сушене или бързо сушене. Температурата и времето трябва да бъдат стриктно контролирани по време на процеса на сушене, за да се избегне разграждане или агломерация при висока температура.
Шлайфане
Изсушеният HEC блок трябва да бъде смлян и пресят, за да се постигне равномерно разпределение на размера на частиците и накрая да се образува прахообразен или гранулиран продукт.
III. Характеристики на производителността
Разтворимост във вода
HEC има добра разтворимост във вода и може да се разтвори бързо както в студена, така и в гореща вода, за да образува прозрачен или полупрозрачен разтвор. Това свойство на разтворимост го прави широко използван като сгъстител и стабилизатор в покрития и ежедневни химически продукти.
Удебеляване
HEC показва силен сгъстяващ ефект във воден разтвор, а вискозитетът му се увеличава с увеличаване на молекулното тегло. Това сгъстяващо свойство му позволява да играе роля в сгъстяването, задържането на вода и подобряването на строителните характеристики на покрития на водна основа и строителни разтвори.
Реология
Водният разтвор на HEC има уникални реологични свойства, а вискозитетът му се променя с промяната на скоростта на срязване, показвайки изтъняване при срязване или псевдопластичност. Това реологично свойство му позволява да регулира течливостта и конструктивните характеристики на покрития и сондажни течности за нефтени находища.
Емулгиране и суспендиране
HEC има добри емулгиращи и суспендиращи свойства, които могат да стабилизират суспендираните частици или капчици в дисперсионната система, за да предотвратят стратификация и утаяване. Поради това HEC често се използва в продукти като емулсионни покрития и лекарствени суспензии.
Биоразградимост
HEC е естествено целулозно производно с добра биоразградимост, без замърсяване на околната среда и отговаря на изискванията за екологична защита.
IV. Области на приложение
Покрития
В покритията на водна основа, HEC се използва като сгъстител и стабилизатор за подобряване на течливостта, строителните характеристики и свойствата срещу свличане на покритията.
Строителство
В строителните материали HEC се използва в циментови разтвори и шпакловки на прах за подобряване на строителните характеристики и задържането на вода.
Ежедневни химикали
В перилни препарати, шампоани и пасти за зъби, HEC се използва като сгъстител и стабилизатор за подобряване на усещането и стабилността на продукта.
Нефтени находища
В течностите за сондиране и фракинг на нефтени находища, HEC се използва за регулиране на реологичните и суспензионните свойства на сондажните течности и за подобряване на ефективността и безопасността на сондирането.
Производство на хартия
В процеса на производство на хартия, HEC се използва за контрол на течливостта на пулпата и подобряване на еднородността и повърхностните свойства на хартията.
Хидроксиетилцелулозата (HEC) се използва широко в много индустриални области благодарение на отличната си разтворимост във вода, сгъстяване, реологични свойства, емулгиране и суспендиране, както и добра биоразградимост. Производственият ѝ процес е сравнително зрял. Чрез етапите на етерификация на целулозата, промиване, дехидратация, сушене и смилане могат да се получат HEC продукти със стабилни характеристики и добро качество. В бъдеще, с подобряването на изискванията за опазване на околната среда и напредъка на технологиите, перспективите за приложение на HEC ще се разширят.
Време на публикуване: 02 юли 2024 г.