¿Cómo se prepara la metilhidroxietilcelulosa?

Antecedentes y descripción general

El éter de celulosa es un material químico fino polimérico ampliamente utilizado, elaborado a partir de celulosa polimérica natural mediante tratamiento químico. Tras la fabricación del nitrato de celulosa y el acetato de celulosa en el siglo XIX, los químicos han desarrollado una serie de derivados de celulosa de numerosos éteres de celulosa, y se han descubierto continuamente nuevos campos de aplicación que abarcan diversos sectores industriales. Productos de éter de celulosa, como el sodio...carboximetilcelulosa (CMC), etilcelulosa (EC), hidroxietilcelulosa (HEC), hidroxipropilcelulosa (HPC), metilhidroxietilcelulosa (MHEC)ymetilhidroxipropilcelulosa (MHPC)y otros éteres de celulosa se conocen como “glutamato monosódico industrial” y se han utilizado ampliamente en la perforación petrolera, la construcción, los revestimientos, los alimentos, los medicamentos y los productos químicos de uso diario.

La hidroxietilmetilcelulosa (MHPC) es un polvo blanco inodoro, insípido y no tóxico que se disuelve en agua fría para formar una solución viscosa transparente. Tiene propiedades espesantes, aglutinantes, dispersantes, emulsionantes, formadoras de película, suspensivas, adsorbentes, gelificantes, tensioactivas, retenedoras de humedad y coloides protectores. Gracias a su función tensioactiva, se puede utilizar como agente protector coloidal, emulsionante y dispersante. La solución acuosa de hidroxietilmetilcelulosa posee buena hidrofilicidad y es un eficaz agente de retención de agua. Gracias a su contenido de grupos hidroxietilo, la hidroxietilmetilcelulosa presenta una buena capacidad antimoho, buena estabilidad de la viscosidad y resistencia al moho durante el almacenamiento prolongado.

La hidroxietilmetilcelulosa (HEMC) se prepara introduciendo sustituyentes de óxido de etileno (MS 0,3-0,4) en metilcelulosa (MC), y su resistencia a las sales es mejor que la de los polímeros sin modificar. Su temperatura de gelificación también es superior a la de la MC.

Estructura

Característica

Las principales características de la hidroxietilmetilcelulosa (HEMC) son:

1. Solubilidad: Soluble en agua y algunos disolventes orgánicos. El HEMC puede disolverse en agua fría. Su concentración máxima solo depende de la viscosidad. La solubilidad varía con la viscosidad. A menor viscosidad, mayor solubilidad.

2. Resistencia a la sal: los productos HEMC son éteres de celulosa no iónicos y no son polielectrolitos, por lo que son relativamente estables en soluciones acuosas cuando existen sales metálicas o electrolitos orgánicos, pero la adición excesiva de electrolitos puede provocar gelificación y precipitación.

3. Actividad superficial: Debido a la función superficial activa de la solución acuosa, se puede utilizar como agente protector coloidal, emulsionante y dispersante.

4. Gel térmico: Cuando la solución acuosa de los productos HEMC se calienta a una determinada temperatura, se vuelve opaca, se gelifica y precipita, pero cuando se enfría continuamente, vuelve al estado de solución original, y la temperatura a la que se produce este gel y precipitación depende principalmente de ellos lubricantes, auxiliares de suspensión, coloides protectores, emulsionantes, etc.

5. Inercia metabólica y bajo olor y fragancia: HEMC se usa ampliamente en alimentos y medicinas porque no se metaboliza y tiene bajo olor y fragancia.

6. Resistencia al moho: HEMC tiene una resistencia al moho relativamente buena y una buena estabilidad de viscosidad durante el almacenamiento a largo plazo.

7. Estabilidad del pH: La viscosidad de la solución acuosa de los productos HEMC apenas se ve afectada por el ácido o el álcali, y el valor del pH es relativamente estable dentro del rango de 3,0 a 11,0.

Solicitud

La hidroxietilmetilcelulosa puede utilizarse como agente protector coloidal, emulsionante y dispersante gracias a su función tensioactiva en solución acuosa. Sus ejemplos de aplicación son los siguientes:

1. Efecto de la hidroxietilmetilcelulosa en el rendimiento del cemento. La hidroxietilmetilcelulosa es un polvo blanco inodoro, insípido y no tóxico que se disuelve en agua fría para formar una solución viscosa transparente. Tiene propiedades espesantes, aglutinantes, dispersantes, emulsionantes, formadoras de película, suspensivas, adsorbentes, gelificantes, tensioactivas, retenedoras de humedad y coloides protectores. Dado que la solución acuosa tiene una función tensioactiva, puede utilizarse como agente protector coloidal, emulsionante y dispersante. La solución acuosa de hidroxietilmetilcelulosa presenta buena hidrofilicidad y es un eficaz agente de retención de agua.

2. Se prepara una pintura en relieve de alta flexibilidad, que se elabora con las siguientes materias primas en partes por peso: 150-200 g de agua desionizada; 60-70 g de emulsión acrílica pura; 550-650 g de calcio pesado; 70-90 g de talco en polvo; Solución acuosa de celulosa base 30-40 g; solución acuosa de lignocelulosa 10-20 g; coadyuvante filmógeno 4-6 g; antiséptico y fungicida 1,5-2,5 g; dispersante 1,8-2,2 g; agente humectante 1,8-2,2 g; 3,5-4,5 g; etilenglicol 9-11 g; La solución acuosa de hidroxietilmetilcelulosa se elabora disolviendo 2-4 % de hidroxietilmetilcelulosa en agua; La solución acuosa de lignocelulosa está hecha de 1-3 % La lignocelulosa se elabora disolviéndola en agua.

Preparación

Método de preparación de hidroxietilmetilcelulosa. Este método utiliza algodón refinado como materia prima y óxido de etileno como agente de eterificación. Las partes en peso de la materia prima para preparar hidroxietilmetilcelulosa son las siguientes: 700-800 partes de una mezcla de tolueno e isopropanol como disolvente, 30-40 partes de agua, 70-80 partes de hidróxido de sodio, 80-85 partes de algodón refinado, 20-28 partes de oxietano, 80-90 partes de cloruro de metilo, 16-19 partes de ácido acético glacial. Los pasos específicos son los siguientes:

El primer paso, en el hervidor de reacción, agregue la mezcla de tolueno e isopropanol, agua e hidróxido de sodio, caliente a 60-80 ° C, mantenga caliente durante 20-40 minutos;

El segundo paso, alcalinización: enfriar los materiales anteriores a 30-50 ° C, agregar algodón refinado, rociar el solvente de mezcla de tolueno e isopropanol, aspirar a 0,006 Mpa, llenar con nitrógeno durante 3 reemplazos y realizar después del reemplazo la alcalinización, las condiciones de alcalinización son: el tiempo de alcalinización es de 2 horas y la temperatura de alcalinización es de 30 ° C a 50 ° C;

El tercer paso, eterificación: después de que se completa la alcalinización, el reactor se evacúa a 0,05-0,07 MPa y se agregan óxido de etileno y cloruro de metilo durante 30-50 minutos; la primera etapa de eterificación: 40-60 ° C, 1,0-2,0 horas, la presión se controla entre 0,15 y 0,3 MPa; la segunda etapa de eterificación: 60 ～ 90 ℃, 2,0 ～ 2,5 horas, la presión se controla entre 0,4 y 0,8 MPa;

El cuarto paso, neutralización: agregue el ácido acético glacial medido con anticipación al hervidor de precipitación, presione el material eterificado para la neutralización, aumente la temperatura a 75-80 ° C para la precipitación, la temperatura aumenta a 102 ° C y se detecta que el valor de pH es 6 A las 8 en punto, se completa la desolventización; el tanque de desolventización se llena con agua del grifo tratada por un dispositivo de ósmosis inversa a 90 ° C a 100 ° C;

El quinto paso, lavado centrífugo: el material en el cuarto paso se centrifuga a través de una centrífuga de tornillo horizontal y el material separado se transfiere a un tanque de lavado lleno de agua caliente de antemano para lavar el material;

El sexto paso, secado centrífugo: el material lavado se transporta al secador a través de una centrífuga de tornillo horizontal, y el material se seca a 150-170 ° C, y el material seco se tritura y se empaqueta.

En comparación con la tecnología existente para la producción de éteres de celulosa, la presente invención utiliza óxido de etileno como agente de eterificación para preparar hidroxietilmetilcelulosa, que presenta una buena resistencia al moho gracias a su contenido en grupos hidroxietilo. Presenta buena estabilidad de la viscosidad y resistencia al moho durante el almacenamiento prolongado. Puede utilizarse en lugar de otros éteres de celulosa.