متیل هیدروکسی اتیل سلولز چگونه تهیه می شود؟

پس زمینه و نمای کلی

سلولز اتر یک ماده شیمیایی ریز پلیمری است که به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد که از سلولز پلیمری طبیعی از طریق عملیات شیمیایی ساخته می شود. پس از ساخت نیترات سلولز و استات سلولز در قرن نوزدهم، شیمیدانان مجموعه ای از مشتقات سلولز بسیاری از اترهای سلولز را توسعه دادند و زمینه های کاربردی جدیدی به طور مداوم کشف شد که بخش های صنعتی بسیاری را در بر می گیرد. محصولات اتر سلولزی مانند سدیمکربوکسی متیل سلولز (CMC), اتیل سلولز (EC), هیدروکسی اتیل سلولز (HEC), هیدروکسی پروپیل سلولز (HPC), متیل هیدروکسی اتیل سلولز (MHEC)ومتیل هیدروکسی پروپیل سلولز (MHPC)و دیگر اترهای سلولز به عنوان "مونوسدیم گلوتامات صنعتی" شناخته می شوند و به طور گسترده در حفاری نفت، ساخت و ساز، پوشش ها، غذا، دارو و مواد شیمیایی روزانه استفاده می شوند.

هیدروکسی اتیل متیل سلولز (MHPC) یک پودر سفید بی بو، بی مزه و غیر سمی است که می تواند در آب سرد حل شود و یک محلول چسبناک شفاف تشکیل دهد. دارای ویژگی های ضخیم کننده، اتصال، پخش کننده، امولسیون کننده، تشکیل فیلم، تعلیق، جذب، ژل شدن، سطح فعال، حفظ رطوبت و محافظت از کلوئید است. با توجه به عملکرد فعال سطحی محلول آبی، می توان از آن به عنوان یک عامل محافظ کلوئیدی، امولسیفایر و پخش کننده استفاده کرد. محلول آبی هیدروکسی اتیل متیل سلولز آب دوستی خوبی دارد و یک عامل نگهدارنده آب کارآمد است. از آنجایی که هیدروکسی اتیل متیل سلولز حاوی گروه های هیدروکسی اتیل است، توانایی ضد کپک خوب، پایداری ویسکوزیته خوب و مقاومت در برابر کپک در طول نگهداری طولانی مدت دارد.

هیدروکسی اتیل متیل سلولز (HEMC) با وارد کردن جایگزین های اکسید اتیلن (MS 0.3-0.4) به متیل سلولز (MC) تهیه می شود و مقاومت آن در برابر نمک بهتر از پلیمرهای اصلاح نشده است. دمای ژل شدن متیل سلولز نیز بالاتر از دمای MC است.

ساختار

ویژگی

ویژگی های اصلی هیدروکسی اتیل متیل سلولز (HEMC) عبارتند از:

1. حلالیت: محلول در آب و برخی از حلالهای آلی. HEMC را می توان در آب سرد حل کرد. بالاترین غلظت آن تنها با ویسکوزیته تعیین می شود. حلالیت با ویسکوزیته متفاوت است. هرچه ویسکوزیته کمتر باشد، حلالیت بیشتر است.

2. مقاومت به نمک: محصولات HEMC اترهای سلولزی غیر یونی هستند و پلی الکترولیت نیستند، بنابراین زمانی که نمک های فلزی یا الکترولیت های آلی وجود دارند در محلول های آبی نسبتاً پایدار هستند، اما افزودن بیش از حد الکترولیت ها می تواند باعث ژل شدن و رسوب شود.

3. فعالیت سطحی: با توجه به عملکرد فعال سطحی محلول آبی، می توان از آن به عنوان یک عامل محافظ کلوئیدی، امولسیفایر و پخش کننده استفاده کرد.

4. ژل حرارتی: هنگامی که محلول آبی محصولات HEMC تا دمای معینی گرم می شود، مات می شود، ژل می شود و رسوب می کند، اما زمانی که به طور مداوم سرد می شود به حالت محلول اولیه برمی گردد و دمایی که این ژل و رسوب در آن رخ می دهد عمدتاً به آنها بستگی دارد روان کننده ها، مواد کمکی تعلیق، emullosifiids محافظ و غیره.

5. بی اثر بودن متابولیک و بو و عطر کم: HEMC در مواد غذایی و دارویی کاربرد زیادی دارد زیرا متابولیزه نخواهد شد و بو و عطر کمی دارد.

6. مقاومت در برابر کپک: HEMC مقاومت نسبتاً خوبی در برابر کپک و پایداری ویسکوزیته خوب در طول نگهداری طولانی مدت دارد.

7. پایداری PH: ویسکوزیته محلول آبی محصولات HEMC به سختی تحت تأثیر اسید یا قلیایی قرار می گیرد و مقدار pH در محدوده 3.0 تا 11.0 نسبتاً پایدار است.

برنامه

هیدروکسی اتیل متیل سلولز به دلیل عملکرد فعال سطحی آن در محلول آبی می تواند به عنوان یک عامل محافظ کلوئیدی، امولسیفایر و پخش کننده استفاده شود. نمونه های کاربردی آن به شرح زیر است:

1. اثر هیدروکسی اتیل متیل سلولز بر عملکرد سیمان. هیدروکسی اتیل متیل سلولز یک پودر سفید بی بو، بی مزه و غیر سمی است که می تواند در آب سرد حل شود و یک محلول چسبناک شفاف تشکیل دهد. دارای ویژگی های ضخیم کننده، اتصال، پخش کننده، امولسیون کننده، تشکیل فیلم، تعلیق، جذب، ژل شدن، سطح فعال، حفظ رطوبت و محافظت از کلوئید است. از آنجایی که محلول آبی دارای عملکرد فعال سطحی است، می توان از آن به عنوان یک عامل محافظ کلوئیدی، امولسیفایر و پخش کننده استفاده کرد. محلول آبی هیدروکسی اتیل متیل سلولز آب دوستی خوبی دارد و یک عامل نگهدارنده آب کارآمد است.

2. یک رنگ برجسته بسیار انعطاف پذیر تهیه می شود که از مواد خام زیر در قسمت های وزنی ساخته شده است: 150-200 گرم آب دیونیزه. 60-70 گرم امولسیون اکریلیک خالص؛ 550-650 گرم کلسیم سنگین؛ 70-90 گرم پودر تالک؛ محلول آبی سلولز پایه 30-40 گرم؛ محلول آبی لیگنوسلولز 10-20 گرم؛ کمک تشکیل فیلم 4-6 گرم؛ ضد عفونی کننده و قارچ کش 1.5-2.5 گرم؛ پخش کننده 1.8-2.2 گرم؛ عامل مرطوب کننده 1.8-2.2 گرم؛ 3.5-4.5 گرم؛ اتیلن گلیکول 9-11 گرم؛ محلول آبی هیدروکسی اتیل متیل سلولز با حل کردن 2-4٪ هیدروکسی اتیل متیل سلولز در آب ساخته می شود. محلول آبی لیگنوسلولز از 1 تا 3 درصد تشکیل شده است.

آماده سازی

روش تهیه هیدروکسی اتیل متیل سلولز، روش این است که از پنبه تصفیه شده به عنوان ماده خام و اکسید اتیلن به عنوان عامل اتریفیکاسیون برای تهیه هیدروکسی اتیل متیل سلولز استفاده می شود. قطعات وزنی مواد اولیه برای تهیه هیدروکسی اتیل متیل سلولز به شرح زیر است: 700-800 قسمت مخلوط تولوئن و ایزوپروپانول به عنوان حلال، 30-40 قسمت آب، 70-80 قسمت هیدروکسید سدیم، 80-85 قسمت پنبه تصفیه شده، حلقه اتیل 20-29 قسمت از mx. کلرید، 16-19 قسمت اسید استیک یخچالی؛ مراحل خاص عبارتند از:

مرحله اول، در کتری واکنش، مخلوط تولوئن و ایزوپروپانول، آب و هیدروکسید سدیم را اضافه کنید، تا دمای 60-80 درجه سانتیگراد گرم کنید، 20-40 دقیقه گرم نگه دارید.

مرحله دوم، قلیایی کردن: مواد فوق را تا 30-50 درجه سانتیگراد خنک کنید، پنبه تصفیه شده را اضافه کنید، حلال مخلوط تولوئن و ایزوپروپانول را اسپری کنید، تا 0.006 مگاپاسکال وکیوم کنید، نیتروژن را برای 3 جایگزین پر کنید و پس از جایگزینی قلیایی سازی انجام دهید، شرایط قلیایی شدن عبارتند از: دمای قلیایی شدن 2 درجه سانتیگراد و زمان قلیایی شدن 30 است. 50 درجه سانتیگراد؛

مرحله سوم، اتریفیکاسیون: پس از اتمام قلیایی کردن، راکتور به 0.05-0.07MPa تخلیه می شود و اکسید اتیلن و متیل کلرید به مدت 30-50 دقیقه اضافه می شود. مرحله اول اتریفیکاسیون: 40-60 درجه سانتیگراد، 1.0-2.0 ساعت، فشار بین 0.15 و 0.3 مگاپاسکال کنترل می شود. مرحله دوم اتریفیکاسیون: 60 ~ 90 ℃، 2.0 ~ 2.5 ساعت، فشار بین 0.4 و 0.8 مگاپاسکال کنترل می شود.

مرحله چهارم، خنثی سازی: اسید استیک یخبندان اندازه گیری شده را از قبل به کتری بارش اضافه کنید، مواد اتری شده را برای خنثی سازی فشار دهید، دما را به 75-80 درجه سانتیگراد برای بارندگی افزایش دهید، دما تا 102 درجه سانتیگراد افزایش یابد و مقدار pH برابر با 6 در ساعت 8 تشخیص داده شود، حلال زدایی کامل می شود. مخزن حلال زدایی با آب لوله کشی تصفیه شده توسط دستگاه اسمز معکوس در دمای 90 درجه سانتیگراد تا 100 درجه سانتیگراد پر می شود.

مرحله پنجم، شستشوی گریز از مرکز: مواد در مرحله چهارم از طریق یک سانتریفیوژ پیچی افقی سانتریفیوژ می شوند و مواد جدا شده برای شستشوی مواد به یک مخزن شستشو که از قبل با آب داغ پر شده است، منتقل می شود.

مرحله ششم، خشک کردن گریز از مرکز: مواد شسته شده از طریق یک سانتریفیوژ پیچ افقی به خشک کن منتقل می شود و مواد در دمای 150-170 درجه سانتیگراد خشک می شوند و مواد خشک شده خرد و بسته بندی می شوند.

در مقایسه با تکنولوژی تولید اتر سلولز موجود، اختراع حاضر از اکسید اتیلن به عنوان یک عامل اتریفیکاسیون برای تهیه هیدروکسی اتیل متیل سلولز استفاده می کند که به دلیل دارا بودن گروه های هیدروکسی اتیل، مقاومت خوبی در برابر کپک دارد. پایداری ویسکوزیته و مقاومت در برابر کپک در طول نگهداری طولانی مدت دارد. می توان از آن به جای دیگر اترهای سلولزی استفاده کرد.