Como se prepara a metilhidroxietilcelulosa?

Antecedentes e visión xeral

O éter de celulosa é un material químico fino polimérico amplamente utilizado, fabricado a partir de celulosa polimérica natural mediante tratamento químico. Despois da fabricación de nitrato de celulosa e acetato de celulosa no século XIX, os químicos desenvolveron unha serie de derivados de celulosa de moitos éteres de celulosa, e descubríronse continuamente novos campos de aplicación, que involucran a moitos sectores industriais. Produtos de éter de celulosa como o sodiocarboximetilcelulosa (CMC), etilcelulosa (CE), hidroxietilcelulosa (HEC), hidroxipropilcelulosa (HPC), metilhidroxietilcelulosa (MHEC)emetilhidroxipropilcelulosa (MHPC)e outros éteres de celulosa coñécense como "glutamato monosódico industrial" e empregáronse amplamente na perforación petrolífera, na construción, nos revestimentos, nos alimentos, na medicina e nos produtos químicos cotiáns.

A hidroxietilmetilcelulosa (MHPC) é un po branco inodoro, insípido e non tóxico que se pode disolver en auga fría para formar unha solución viscosa transparente. Ten as características de espesar, aglutinar, dispersar, emulsionar, formar película, suspender, adsorber, xelificar, ser tensioactivo, manter a humidade e protexer o coloide. Debido á función tensioactiva da solución acuosa, pódese usar como axente protector coloidal, emulsionante e dispersante. A solución acuosa de hidroxietilmetilcelulosa ten boa hidrofilicidade e é un axente de retención de auga eficiente. Debido a que a hidroxietilmetilcelulosa contén grupos hidroxietilo, ten boa capacidade antimofo, boa estabilidade de viscosidade e resistencia ao mofo durante o almacenamento a longo prazo.

A hidroxietilmetilcelulosa (HEMC) prepárase introducindo substituíntes de óxido de etileno (MS 0,3~0,4) en metilcelulosa (MC), e a súa resistencia ao sal é mellor que a dos polímeros non modificados. A temperatura de xelificación da metilcelulosa tamén é maior que a da MC.

Estrutura

Característica

As principais características da hidroxietilmetilcelulosa (HEMC) son:

1. Solubilidade: Soluble en auga e nalgúns solventes orgánicos. O HEMC pódese disolver en auga fría. A súa concentración máis alta só está determinada pola viscosidade. A solubilidade varía coa viscosidade. Canto menor sexa a viscosidade, maior será a solubilidade.

2. Resistencia ao sal: os produtos HEMC son éteres de celulosa non iónicos e non son polielectrólitos, polo que son relativamente estables en solucións acuosas cando existen sales metálicas ou electrólitos orgánicos, pero a adición excesiva de electrólitos pode causar xelificación e precipitación.

3. Actividade superficial: Debido á función tensioactiva da solución acuosa, pódese usar como axente protector coloidal, emulsionante e dispersante.

4. Xel térmico: Cando a solución acuosa de produtos HEMC se quenta a unha determinada temperatura, vólvese opaca, xelifica e precipita, pero cando se arrefría continuamente, volve ao estado orixinal da solución, e a temperatura á que se produce este xel e precipitación depende principalmente deles de lubricantes, axudas de suspensión, coloides protectores, emulsionantes, etc.

5. Inercia metabólica e baixo cheiro e fragrancia: o HEMC úsase amplamente en alimentos e medicamentos porque non se metaboliza e ten pouco cheiro e fragrancia.

6. Resistencia ao mofo: o HEMC ten unha resistencia ao mofo relativamente boa e unha boa estabilidade da viscosidade durante o almacenamento a longo prazo.

7. Estabilidade do pH: A viscosidade da solución acuosa dos produtos HEMC apenas se ve afectada por ácidos ou álcalis, e o valor do pH é relativamente estable dentro do rango de 3,0 a 11,0.

Aplicación

A hidroxietilmetilcelulosa pódese empregar como axente protector coloidal, emulsionante e dispersante debido á súa función tensioactiva en solución acuosa. Os seus exemplos de aplicación son os seguintes:

1. Efecto da hidroxietilmetilcelulosa no rendemento do cemento. A hidroxietilmetilcelulosa é un po branco inodoro, insípido e non tóxico que se pode disolver en auga fría para formar unha solución viscosa transparente. Ten as características de espesar, aglutinar, dispersar, emulsionar, formar película, suspender, adsorber, xelificar, ser tensioactivo, manter a humidade e protexer o coloide. Dado que a solución acuosa ten unha función tensioactiva, pódese usar como axente protector coloidal, emulsionante e dispersante. A solución acuosa de hidroxietilmetilcelulosa ten boa hidrofilicidade e é un axente de retención de auga eficiente.

2. Prepárase unha pintura en relevo moi flexible, que se fabrica coas seguintes materias primas en partes por peso: 150-200 g de auga desionizada; 60-70 g de emulsión acrílica pura; 550-650 g de calcio pesado; 70-90 g de po de talco; solución acuosa de celulosa base 30-40 g; solución acuosa de lignocelulosa 10-20 g; adxuvante formador de película 4-6 g; antiséptico e funxicida 1,5-2,5 g; dispersante 1,8-2,2 g; axente humectante 1,8-2,2 g; 3,5-4,5 g; etilenglicol 9-11 g; A solución acuosa de hidroxietilmetilcelulosa prepárase disolvendo un 2-4 % de hidroxietilmetilcelulosa en auga; A solución acuosa de lignocelulosa está feita dun 1-3 % de lignocelulosa que se fabrica disolvendo en auga.

Preparación

Un método de preparación de hidroxietilmetilcelulosa, no que se emprega algodón refinado como materia prima e óxido de etileno como axente de eterificación para preparar hidroxietilmetilcelulosa. As partes en peso das materias primas para preparar hidroxietilmetilcelulosa son as seguintes: 700-800 partes de mestura de tolueno e isopropanol como disolvente, 30-40 partes de auga, 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; os pasos específicos son:

O primeiro paso, no caldeiro de reacción, engadir unha mestura de tolueno e isopropanol, auga e hidróxido de sodio, quentar ata 60-80 °C e manter quente durante 20-40 minutos;

O segundo paso, alcalinización: arrefriar os materiais anteriores a 30-50 °C, engadir algodón refinado, pulverizar o disolvente da mestura de tolueno e isopropanol, baleirar a 0,006 MPa, encher de nitróxeno durante 3 substitucións e levar a cabo a alcalinización despois da substitución. As condicións de alcalinización son: o tempo de alcalinización é de 2 horas e a temperatura de alcalinización é de 30 °C a 50 °C;

O terceiro paso, eterificación: unha vez completada a alcalinización, o reactor é evacuado a 0,05-0,07 MPa e engádense óxido de etileno e cloruro de metilo durante 30-50 minutos; a primeira fase de eterificación: 40-60 °C, 1,0-2,0 horas, a presión contrólase entre 0,15 e 0,3 MPa; a segunda fase de eterificación: 60-90 ℃, 2,0-2,5 horas, a presión contrólase entre 0,4 e 0,8 MPa;

O cuarto paso, neutralización: engadir o ácido acético glacial medido con antelación á caldeira de precipitación, premer no material eterificado para a neutralización, aumentar a temperatura a 75-80 °C para a precipitación, a temperatura sobe a 102 °C e o valor de pH detectado é de 6. Ás 8 horas, a desolventización está completa; o tanque de desolventización énchese con auga da billa tratada cun dispositivo de osmose inversa a 90 °C a 100 °C;

O quinto paso, lavado centrífugo: o material do cuarto paso centrífugase mediante unha centrífuga de parafuso horizontal e o material separado transfírese a un tanque de lavado cheo previamente de auga quente para o lavado do material;

O sexto paso, secado centrífugo: o material lavado transpórtase ao secador a través dunha centrífuga de parafuso horizontal, sécase a 150-170 °C e o material seco tritúrase e envásase.

En comparación coa tecnoloxía de produción de éter de celulosa existente, a presente invención emprega óxido de etileno como axente de eterificación para preparar hidroxietilmetilcelulosa, que ten boa resistencia ao mofo debido á súa presenza en grupos hidroxietilo. Ten boa estabilidade á viscosidade e resistencia ao mofo durante o almacenamento a longo prazo. Pode usarse en lugar doutros éteres de celulosa.