Comment est préparée la méthylhydroxyéthylcellulose ?

Contexte et aperçu

L'éther de cellulose est un polymère de chimie fine largement utilisé, fabriqué à partir de cellulose polymère naturelle par traitement chimique. Après la fabrication du nitrate de cellulose et de l'acétate de cellulose au XIXe siècle, les chimistes ont développé une série de dérivés cellulosiques de nombreux éthers de cellulose, et de nouveaux domaines d'application ont été découverts en permanence, impliquant de nombreux secteurs industriels. Les produits à base d'éther de cellulose, tels que le sodium,carboxyméthylcellulose (CMC), éthylcellulose (EC), hydroxyéthylcellulose (HEC), hydroxypropylcellulose (HPC), méthylhydroxyéthylcellulose (MHEC)etméthylhydroxypropylcellulose (MHPC)et d’autres éthers de cellulose sont connus sous le nom de « glutamate monosodique industriel » et ont été largement utilisés dans le forage pétrolier, la construction, les revêtements, l’alimentation, la médecine et les produits chimiques quotidiens.

L'hydroxyéthylméthylcellulose (MHPC) est une poudre blanche inodore, insipide et non toxique qui se dissout dans l'eau froide pour former une solution visqueuse transparente. Elle possède les propriétés suivantes : épaississant, liant, dispersant, émulsifiant, filmogène, suspensif, adsorbant, gélifiant, tensioactif, retenant l'humidité et protégeant les colloïdes. Grâce à ses propriétés tensioactives, elle peut être utilisée comme agent protecteur colloïdal, émulsifiant et dispersant. La solution aqueuse d'hydroxyéthylméthylcellulose présente une bonne hydrophilie et constitue un agent de rétention d'eau efficace. Grâce à la présence de groupes hydroxyéthyles, l'hydroxyéthylméthylcellulose présente une bonne capacité anti-moisissure, une bonne stabilité de la viscosité et une résistance à la moisissure lors d'un stockage à long terme.

L'hydroxyéthylméthylcellulose (HEMC) est préparée par l'introduction de substituants d'oxyde d'éthylène (MS 0,3~0,4) dans la méthylcellulose (MC). Sa résistance aux sels est supérieure à celle des polymères non modifiés. La température de gélification de la méthylcellulose est également supérieure à celle de la MC.

Structure

Fonctionnalité

Les principales caractéristiques de l'hydroxyéthylméthylcellulose (HEMC) sont :

1. Solubilité : Soluble dans l'eau et certains solvants organiques. L'HEMC peut être dissous dans l'eau froide. Sa concentration maximale est déterminée uniquement par la viscosité. La solubilité varie avec la viscosité. Plus la viscosité est faible, plus la solubilité est élevée.

2. Résistance au sel : les produits HEMC sont des éthers de cellulose non ioniques et ne sont pas des polyélectrolytes, ils sont donc relativement stables dans les solutions aqueuses lorsque des sels métalliques ou des électrolytes organiques existent, mais un ajout excessif d'électrolytes peut provoquer une gélification et une précipitation.

3. Activité de surface : En raison de la fonction tensioactive de la solution aqueuse, elle peut être utilisée comme agent protecteur colloïdal, émulsifiant et dispersant.

4. Gel thermique : Lorsque la solution aqueuse de produits HEMC est chauffée à une certaine température, elle devient opaque, se gélifie et précipite, mais lorsqu'elle est continuellement refroidie, elle revient à l'état de solution d'origine, et la température à laquelle ce gel et cette précipitation se produisent dépend principalement d'eux lubrifiants, aides à la suspension, colloïdes protecteurs, émulsifiants, etc.

5. Inertie métabolique et faible odeur et parfum : HEMC est largement utilisé dans l'alimentation et la médecine car il ne sera pas métabolisé et aura une faible odeur et un faible parfum.

6. Résistance à la moisissure : HEMC présente une résistance à la moisissure relativement bonne et une bonne stabilité de la viscosité pendant le stockage à long terme.

7. Stabilité du pH : la viscosité de la solution aqueuse des produits HEMC est à peine affectée par l'acide ou l'alcali, et la valeur du pH est relativement stable dans la plage de 3,0 à 11,0.

Application

L'hydroxyéthylméthylcellulose peut être utilisée comme agent protecteur colloïdal, émulsifiant et dispersant grâce à sa fonction tensioactive en solution aqueuse. Voici quelques exemples d'application :

1. Effet de l'hydroxyéthylméthylcellulose sur les performances du ciment. L'hydroxyéthylméthylcellulose est une poudre blanche inodore, insipide et non toxique qui se dissout dans l'eau froide pour former une solution visqueuse transparente. Elle possède les propriétés suivantes : épaississant, liant, dispersant, émulsifiant, filmogène, suspensif, adsorbant, gélifiant, tensioactif, retenant l'humidité et protégeant les colloïdes. Grâce à sa fonction tensioactive, la solution aqueuse peut être utilisée comme agent protecteur colloïdal, émulsifiant et dispersant. La solution aqueuse d'hydroxyéthylméthylcellulose présente une bonne hydrophilie et constitue un agent de rétention d'eau efficace.

2. Une peinture en relief très flexible est préparée, qui est composée des matières premières suivantes en parties en poids : 150-200 g d'eau déionisée ; 60-70 g d'émulsion acrylique pure ; 550-650 g de calcium lourd ; 70-90 g de poudre de talc ; Solution aqueuse de cellulose de base 30-40 g ; solution aqueuse de lignocellulose 10-20 g ; adjuvant filmogène 4-6 g ; antiseptique et fongicide 1,5-2,5 g ; dispersant 1,8-2,2 g ; agent mouillant 1,8-2,2 g ; 3,5-4,5 g ; Éthylène glycol 9-11 g ; La solution aqueuse d'hydroxyéthylméthylcellulose est préparée en dissolvant 2-4 % d'hydroxyéthylméthylcellulose dans l'eau ; La solution aqueuse de lignocellulose est composée de 1-3 % de lignocellulose est préparée en la dissolvant dans l'eau.

Préparation

Procédé de préparation de l'hydroxyéthylméthylcellulose. Le procédé utilise du coton raffiné comme matière première et de l'oxyde d'éthylène comme agent d'éthérification. Les quantités pondérales de matières premières nécessaires à la préparation de l'hydroxyéthylméthylcellulose sont les suivantes : 700 à 800 parts d'un mélange de toluène et d'isopropanol comme solvant, 30 à 40 parts d'eau, 70 à 80 parts d'hydroxyde de sodium, 80 à 85 parts de coton raffiné, 20 à 28 parts d'oxyéthane, 80 à 90 parts de chlorure de méthyle, 16 à 19 parts d'acide acétique glacial. Les étapes spécifiques sont les suivantes :

Première étape, dans la bouilloire de réaction, ajouter le mélange de toluène et d'isopropanol, l'eau et l'hydroxyde de sodium, chauffer jusqu'à 60-80 ° C, maintenir au chaud pendant 20 à 40 minutes ;

La deuxième étape, l'alcalinisation : refroidir les matériaux ci-dessus à 30-50°C, ajouter du coton raffiné, pulvériser le solvant du mélange toluène et isopropanol, mettre sous vide à 0,006Mpa, remplir d'azote pour 3 remplacements, et effectuer après le remplacement Alcalinisation, les conditions d'alcalinisation sont : le temps d'alcalinisation est de 2 heures, et la température d'alcalinisation est de 30°C à 50°C ;

Français La troisième étape, l'éthérification : une fois l'alcalinisation terminée, le réacteur est évacué à 0,05-0,07 MPa, et de l'oxyde d'éthylène et du chlorure de méthyle sont ajoutés pendant 30 à 50 minutes ; la première étape de l'éthérification : 40-60 °C, 1,0-2,0 heures, la pression est contrôlée entre 0,15 et 0,3 MPa ; la deuxième étape de l'éthérification : 60 à 90 °C, 2,0 à 2,5 heures, la pression est contrôlée entre 0,4 et 0,8 MPa ;

La quatrième étape, la neutralisation : ajouter l'acide acétique glacial mesuré à l'avance dans la bouilloire de précipitation, presser dans le matériau éthérifié pour la neutralisation, augmenter la température à 75-80°C pour la précipitation, la température monte à 102°C, et la valeur du pH est détectée comme étant de 6 À 8 heures, la désolvantisation est terminée ; le réservoir de désolvantisation est rempli d'eau du robinet traitée par un dispositif d'osmose inverse à 90°C à 100°C ;

La cinquième étape, le lavage centrifuge : le matériau de la quatrième étape est centrifugé à travers une centrifugeuse à vis horizontale, et le matériau séparé est transféré dans une cuve de lavage remplie d'eau chaude au préalable pour le lavage du matériau ;

La sixième étape, le séchage centrifuge : le matériau lavé est transporté dans le séchoir via une centrifugeuse à vis horizontale, et le matériau est séché à 150-170°C, et le matériau séché est broyé et emballé.

Comparée à la technologie existante de production d'éther de cellulose, la présente invention utilise l'oxyde d'éthylène comme agent d'éthérification pour préparer de l'hydroxyéthylméthylcellulose, qui présente une bonne résistance à la moisissure grâce à la présence de groupes hydroxyéthyles. Elle présente une bonne stabilité de viscosité et une bonne résistance à la moisissure lors d'un stockage à long terme. Elle peut être utilisée à la place d'autres éthers de cellulose.