Com es prepara la metilhidroxietilcel·lulosa?

Antecedents i visió general

L'èter de cel·lulosa és un material químic fi polimèric àmpliament utilitzat, fabricat a partir de cel·lulosa polimèrica natural mitjançant tractament químic. Després de la fabricació de nitrat de cel·lulosa i acetat de cel·lulosa al segle XIX, els químics han desenvolupat una sèrie de derivats de cel·lulosa de molts èters de cel·lulosa, i s'han descobert contínuament nous camps d'aplicació, que impliquen molts sectors industrials. Productes d'èter de cel·lulosa com el sodicarboximetilcel·lulosa (CMC), etilcel·lulosa (EC), hidroxietilcel·lulosa (HEC), hidroxipropilcel·lulosa (HPC), metilhidroxietilcel·lulosa (MHEC)imetilhidroxipropilcel·lulosa (MHPC)i altres èters de cel·lulosa es coneixen com a "glutamat monosòdic industrial" i s'han utilitzat àmpliament en la perforació de petroli, la construcció, els recobriments, els aliments, la medicina i els productes químics diaris.

La hidroxietilmetilcel·lulosa (MHPC) és una pols blanca inodora, insípida i no tòxica que es pot dissoldre en aigua freda per formar una solució viscosa transparent. Té les característiques d'espessir, aglutinar, dispersar, emulsionar, formar pel·lícules, suspendre, adsorber, gelificar, ser tensioactiva, mantenir la humitat i protegir els col·loides. A causa de la funció tensioactiva de la solució aquosa, es pot utilitzar com a agent protector col·loïdal, emulsionant i dispersant. La solució aquosa d'hidroxietilmetilcel·lulosa té una bona hidrofilicitat i és un agent de retenció d'aigua eficient. Com que la hidroxietilmetilcel·lulosa conté grups hidroxietil, té una bona capacitat anti-floridura, una bona estabilitat de viscositat i resistència a la floridura durant l'emmagatzematge a llarg termini.

La hidroxietilmetilcel·lulosa (HEMC) es prepara introduint substituents d'òxid d'etilè (MS 0.3~0.4) a la metilcel·lulosa (MC), i la seva resistència a la sal és millor que la dels polímers no modificats. La temperatura de gelificació de la metilcel·lulosa també és més alta que la de la MC.

Estructura

Característica

Les principals característiques de la hidroxietilmetilcel·lulosa (HEMC) són:

1. Solubilitat: Soluble en aigua i alguns dissolvents orgànics. L'HEMC es pot dissoldre en aigua freda. La seva concentració més alta només està determinada per la viscositat. La solubilitat varia amb la viscositat. Com més baixa sigui la viscositat, més gran serà la solubilitat.

2. Resistència a la sal: els productes HEMC són èters de cel·lulosa no iònics i no són polielectròlits, de manera que són relativament estables en solucions aquoses quan existeixen sals metàl·liques o electròlits orgànics, però l'addició excessiva d'electròlits pot causar gelificació i precipitació.

3. Activitat superficial: a causa de la funció tensioactiva de la solució aquosa, es pot utilitzar com a agent protector col·loïdal, emulsionant i dispersant.

4. Gel tèrmic: quan la solució aquosa dels productes HEMC s'escalfa a una certa temperatura, es torna opaca, gelifica i precipita, però quan es refreda contínuament, torna a l'estat original de la solució, i la temperatura a la qual es produeix aquest gel i precipitació depèn principalment de lubricants, ajudes de suspensió, col·loides protectors, emulsionants, etc.

5. Inercia metabòlica i baixa olor i fragància: l'HEMC s'utilitza àmpliament en aliments i medicaments perquè no es metabolitza i té poca olor i fragància.

6. Resistència a la floridura: l'HEMC té una resistència a la floridura relativament bona i una bona estabilitat de la viscositat durant l'emmagatzematge a llarg termini.

7. Estabilitat del pH: la viscositat de la solució aquosa dels productes HEMC gairebé no es veu afectada per àcids o àlcalis, i el valor del pH és relativament estable dins del rang de 3,0 a 11,0.

Aplicació

La hidroxietilmetilcel·lulosa es pot utilitzar com a agent protector col·loïdal, emulsionant i dispersant a causa de la seva funció tensioactiva en solució aquosa. Els seus exemples d'aplicació són els següents:

1. Efecte de la hidroxietilmetilcel·lulosa sobre el rendiment del ciment. La hidroxietilmetilcel·lulosa és una pols blanca inodora, insípida i no tòxica que es pot dissoldre en aigua freda per formar una solució viscosa transparent. Té les característiques d'espessir, aglutinar, dispersar, emulsionar, formar pel·lícula, suspendre, adsorber, gelificar, ser tensioactiva, mantenir la humitat i protegir el col·loide. Com que la solució aquosa té una funció tensioactiva, es pot utilitzar com a agent protector col·loïdal, emulsionant i dispersant. La solució aquosa d'hidroxietilmetilcel·lulosa té una bona hidrofilicitat i és un agent de retenció d'aigua eficient.

2. Es prepara una pintura en relleu altament flexible, feta de les següents matèries primeres en parts per pes: 150-200 g d'aigua desionitzada; 60-70 g d'emulsió acrílica pura; 550-650 g de calci pesant; 70-90 g de pols de talc; Solució aquosa de cel·lulosa base 30-40 g; solució aquosa de lignocel·lulosa 10-20 g; coadjuvant formador de pel·lícula 4-6 g; antisèptic i fungicida 1,5-2,5 g; dispersant 1,8-2,2 g; agent humectant 1,8-2,2 g; 3,5-4,5 g; etilenglicol 9-11 g; La solució aquosa d'hidroxietilmetilcel·lulosa es fa dissolent un 2-4% d'hidroxietilmetilcel·lulosa en aigua; La solució aquosa de lignocel·lulosa està feta d'un 1-3% de lignocel·lulosa que es fa dissolent en aigua.

Preparació

Un mètode de preparació d'hidroxietilmetilcel·lulosa, el mètode consisteix en utilitzar cotó refinat com a matèria primera i òxid d'etilè com a agent d'eterificació per preparar hidroxietilmetilcel·lulosa. Les parts en pes de les matèries primeres per preparar hidroxietilmetilcel·lulosa són les següents: 700-800 parts de barreja de toluè i isopropanol com a dissolvent, 30-40 parts d'aigua, 70-80 parts d'hidròxid de sodi, 80-85 parts de cotó refinat, 20-28 parts d'oxietà, 80-90 parts de clorur de metil, 16-19 parts d'àcid acètic glacial; els passos específics són:

El primer pas, a la caldera de reacció, afegiu la barreja de toluè i isopropanol, aigua i hidròxid de sodi, escalfeu fins a 60-80 °C i manteniu calent durant 20-40 minuts;

El segon pas, alcalinització: refredar els materials anteriors a 30-50 °C, afegir cotó refinat, ruixar el dissolvent de la barreja de toluè i isopropanol, aspirar a 0,006 MPa, omplir nitrogen durant 3 substitucions i dur a terme després de la substitució l'alcalinització, les condicions d'alcalinització són: el temps d'alcalinització és de 2 hores i la temperatura d'alcalinització és de 30 °C a 50 °C;

El tercer pas, eterificació: un cop finalitzada l'alcalització, es buida el reactor a 0,05-0,07 MPa i s'afegeix òxid d'etilè i clorur de metil durant 30-50 minuts; la primera etapa d'eterificació: 40-60 °C, 1,0-2,0 hores, la pressió es controla entre 0,15 i 0,3 MPa; la segona etapa d'eterificació: 60-90 ℃, 2,0-2,5 hores, la pressió es controla entre 0,4 i 0,8 MPa;

El quart pas, neutralització: afegiu l'àcid acètic glacial mesurat per endavant a la caldera de precipitació, premeu el material eterificat per a la neutralització, augmenteu la temperatura a 75-80 °C per a la precipitació, la temperatura puja a 102 °C i es detecta que el valor del pH és de 6. A les 8 en punt, es completa la desolventització; el dipòsit de desolventització s'omple amb aigua de l'aixeta tractada per un dispositiu d'osmosi inversa a 90 °C a 100 °C;

El cinquè pas, rentat centrífug: el material del quart pas es centrifuga mitjançant una centrífuga de cargol horitzontal i el material separat es transfereix a un tanc de rentat ple d'aigua calenta prèviament per rentar el material;

El sisè pas, assecat centrífug: el material rentat es transporta a l'assecador a través d'una centrífuga de cargol horitzontal, i el material s'asseca a 150-170 °C, i el material sec es tritura i s'envasa.

En comparació amb la tecnologia de producció d'èter de cel·lulosa existent, la present invenció utilitza òxid d'etilè com a agent d'eterificació per preparar hidroxietilmetilcel·lulosa, que té una bona resistència al míldiu a causa de la seva presència de grups hidroxietil. Té una bona estabilitat de viscositat i resistència al míldiu durant l'emmagatzematge a llarg termini. Es pot utilitzar en lloc d'altres èters de cel·lulosa.