Hogyan készül a metil-hidroxi-etil-cellulóz?

Háttér és áttekintés

A cellulóz-éter egy széles körben használt polimer finom vegyi anyag, amelyet természetes polimer cellulózból kémiai kezeléssel állítanak elő. A cellulóz-nitrát és cellulóz-acetát 19. századi gyártása után a vegyészek számos cellulóz-éter cellulóz-származékát fejlesztették ki, és folyamatosan új alkalmazási területeket fedeztek fel, számos ipari ágazatot bevonva. Cellulóz-éter termékek, például nátriumkarboxi-metil-cellulóz (CMC), etil-cellulóz (EC), hidroxi-etil-cellulóz (HEC), hidroxipropil-cellulóz (HPC), metil-hidroxi-etil-cellulóz (MHEC)ésmetil-hidroxipropil-cellulóz (MHPC)és más cellulóz-éterek „ipari mononátrium-glutamát” néven ismertek, és széles körben használták olajfúrásban, építőiparban, bevonatok, élelmiszerek, gyógyszerek és napi vegyszerek területén.

A hidroxi-etil-metil-cellulóz (MHPC) egy szagtalan, íztelen, nem mérgező fehér por, amelyet hideg vízben feloldva átlátszó viszkózus oldatot kaphatunk. Sűrítő, megkötő, diszpergáló, emulgeáló, filmképző, szuszpendáló, adszorbeáló, zselésítő, felületaktív, nedvességmegtartó és kolloidvédő tulajdonságokkal rendelkezik. A vizes oldat felületaktív funkciója miatt kolloid védőanyagként, emulgeálószerként és diszpergálószerként is használható. A hidroxi-etil-metil-cellulóz vizes oldatának jó hidrofilitása van, és hatékony vízvisszatartó szer. Mivel a hidroxi-etil-metil-cellulóz hidroxi-etil-csoportokat tartalmaz, jó penészgátló képességgel, jó viszkozitásstabilitással és penész-ellenállósággal rendelkezik a hosszú távú tárolás során.

A hidroxi-etil-metil-cellulózt (HEMC) úgy állítják elő, hogy a metil-cellulózba (MC) etilén-oxid szubsztituenseket (MS 0,3-0,4) visznek be, és sóállósága jobb, mint a módosítatlan polimereké. A metil-cellulóz gélesedési hőmérséklete is magasabb, mint az MC-é.

Szerkezet

Funkció

A hidroxi-etil-metil-cellulóz (HEMC) fő jellemzői a következők:

1. Oldhatóság: Vízben és néhány szerves oldószerben oldódik. A HEMC feloldható hideg vízben. Legnagyobb koncentrációját csak a viszkozitás határozza meg. Az oldhatóság a viszkozitás függvényében változik. Minél kisebb a viszkozitás, annál nagyobb az oldhatóság.

2. Sóállóság: A HEMC termékek nem ionos cellulóz-éterek és nem polielektrolitok, így viszonylag stabilak vizes oldatokban, ha fémsók vagy szerves elektrolitok léteznek, de az elektrolitok túlzott adagolása gélesedést és kiválást okozhat.

3. Felületi aktivitás: A vizes oldat felületaktív funkciója miatt kolloid védőanyagként, emulgeáló- és diszpergálószerként használható.

4. Termikus gél: A HEMC termékek vizes oldatát egy bizonyos hőmérsékletre melegítve átlátszatlanná válik, gélesedik, kicsapódik, de folyamatos hűtés hatására visszaáll az eredeti oldott állapotba, és az a hőmérséklet, amelyen ez a gél és a csapadék keletkezik, elsősorban ezektől függően kenőanyagok, szuszpendálószerek, védőkolloidok stb.

5. Metabolikus inertség és alacsony szag- és illatanyag: A HEMC-t széles körben használják élelmiszerekben és gyógyászatban, mert nem metabolizálódik, és alacsony szagú és illatú.

6. Penészellenállás: A HEMC viszonylag jó penészállósággal és jó viszkozitásstabilitással rendelkezik a hosszú távú tárolás során.

7. PH stabilitás: A HEMC termékek vizes oldatának viszkozitását a sav vagy lúg alig befolyásolja, a pH-érték pedig viszonylag stabil a 3,0 és 11,0 közötti tartományban.

Alkalmazás

A hidroxi-etil-metil-cellulóz vizes oldatban felületaktív funkciója miatt kolloid védőanyagként, emulgeálószerként és diszpergálószerként használható. Alkalmazási példái a következők:

1. A hidroxi-etil-metil-cellulóz hatása a cement teljesítményére. A hidroxi-etil-metil-cellulóz szagtalan, íztelen, nem mérgező fehér por, amelyet hideg vízben feloldva átlátszó viszkózus oldatot kaphatunk. Sűrítő, megkötő, diszpergáló, emulgeáló, filmképző, szuszpendáló, adszorbeáló, zselésítő, felületaktív, nedvességmegtartó és kolloidvédő tulajdonságokkal rendelkezik. Mivel a vizes oldat felületaktív funkcióval rendelkezik, használható kolloid védőanyagként, emulgeálószerként és diszpergálószerként. A hidroxi-etil-metil-cellulóz vizes oldatának jó hidrofilitása van, és hatékony vízvisszatartó szer.

2. Rendkívül rugalmas domborműfestéket készítünk, amely a következő nyersanyagokból készül tömegrészekben: 150-200 g ionmentesített víz; 60-70 g tiszta akril emulzió; 550-650 g nehéz kalcium; 70-90 g hintőpor; Alap cellulóz vizes oldat 30-40g; lignocellulóz vizes oldat 10-20g; filmképző segédanyag 4-6g; antiszeptikus és gombaölő szer 1,5-2,5 g; diszpergálószer 1,8-2,2 g; nedvesítőszer 1,8-2,2g; 3,5-4,5 g; etilénglikol 9-11 g; A hidroxi-etil-metil-cellulóz vizes oldatát 2-4% hidroxi-etil-metil-cellulóz vízben való feloldásával állítják elő; A lignocellulóz vizes oldata 1-3%-os lignocellulózból készül. A lignocellulózt vízben való feloldással készítik.

Készítmény

A hidroxi-etil-metil-cellulóz előállítási módja, a módszer az, hogy nyersanyagként finomított gyapotot, a hidroxi-etil-metil-cellulóz előállításához éterezőszerként etilén-oxidot használnak. A hidroxi-etil-metil-cellulóz előállításához szükséges alapanyagok tömegrészei a következők: oldószerként 700-800 rész toluol és izopropanol keverék, 30-40 rész víz, 70-80 rész nátrium-hidroxid, 80-85 rész finomított pamut, gyűrű 20-28 rész metil-klorid, 8-90 rész oxi-etán-90 16-19 rész jégecet; a konkrét lépések a következők:

Az első lépésben a reakcióedényben adjunk hozzá toluol és izopropanol keveréket, vizet és nátrium-hidroxidot, melegítsük fel 60-80 °C-ra, tartsuk melegen 20-40 percig;

A második lépés, lúgosítás: hűtsük le a fenti anyagokat 30-50 °C-ra, adjunk hozzá finomított pamutot, permetezzük be a toluol és izopropanol keverék oldószerét, vákuumozzuk 0,006 Mpa-ra, töltsük fel nitrogénnel 3 alkalommal, és a csere után végezzük el a lúgosítást, a lúgosítás körülményei: a lúgosítási idő 2 °C és 50 °C.

A harmadik lépés, az éterezés: a lúgosítás befejezése után a reaktort 0,05-0,07 MPa nyomásra evakuáljuk, majd 30-50 percig etilén-oxidot és metil-kloridot adunk hozzá; az éterezés első szakasza: 40-60°C, 1,0-2,0 óra, a nyomást 0,15 és 0,3 Mpa között szabályozzuk; az éterezés második szakasza: 60-90 ℃, 2,0-2,5 óra, a nyomást 0,4 és 0,8 Mpa között szabályozzuk;

Negyedik lépés, semlegesítés: a kimért jégecetet előzetesen a csapadéküstbe öntjük, az éterezett anyagba nyomjuk a semlegesítéshez, a hőmérsékletet 75-80°C-ra emeljük a kicsapódáshoz, a hőmérséklet 102°C-ra emelkedik, és a pH-érték 6 8 órakor a deszolventálás befejeződött; az oldószermentesítő tartályt fordított ozmózis készülékkel 90 ° C és 100 ° C közötti hőmérsékleten kezelt csapvízzel töltik fel;

Az ötödik lépés centrifugális mosás: a negyedik lépésben az anyagot vízszintes csigás centrifugán keresztül centrifugálják, és a leválasztott anyagot előzetesen forró vízzel feltöltött mosótartályba visszük át az anyag mosásához;

A hatodik lépés, centrifugális szárítás: a mosott anyagot vízszintes csigás centrifugán keresztül a szárítóba juttatják, majd 150-170°C-on szárítják, majd a megszáradt anyagot összetörik és csomagolják.

A jelenlegi cellulóz-éter-gyártási technológiához képest a jelen találmány etilén-oxidot használ éterezőszerként hidroxi-etil-metil-cellulóz előállítására, amely a hidroxi-etil-csoportok tartalma miatt jó penész-ellenállósággal rendelkezik. Jó viszkozitásstabilitással és penészállósággal rendelkezik a hosszú távú tárolás során. Más cellulóz-éterek helyett is használható.