Háttér és áttekintés
A cellulóz-éter egy széles körben használt polimer finomkémiai anyag, amelyet természetes polimer cellulózból kémiai kezeléssel állítanak elő. A cellulóz-nitrát és a cellulóz-acetát 19. századi gyártása után a vegyészek számos cellulóz-éterből származó cellulózszármazékot fejlesztettek ki, és folyamatosan új alkalmazási területeket fedeztek fel, számos ipari ágazatot érintve. A cellulóz-éter termékek, mint például a nátrium-karboximetil-cellulóz (CMC), etil-cellulóz (EC), hidroxietil-cellulóz (HEC), hidroxipropil-cellulóz (HPC), metil-hidroxietil-cellulóz (MHEC)ésmetil-hidroxipropil-cellulóz (MHPC)és más cellulóz-éterek „ipari nátrium-glutamátként” ismertek, és széles körben használják őket olajfúrásokban, építőiparban, bevonatokban, élelmiszerekben, gyógyszerekben és napi vegyszerekben.
A hidroxietil-metil-cellulóz (MHPC) egy szagtalan, íztelen, nem mérgező fehér por, amely hideg vízben feloldva átlátszó, viszkózus oldatot képez. Sűrítő, kötő, diszpergáló, emulgeáló, filmképző, szuszpendáló, adszorbeáló, gélesítő, felületaktív, nedvességmegtartó és kolloidvédő tulajdonságokkal rendelkezik. A vizes oldat felületaktív funkciója miatt kolloid védőszerként, emulgeálószerként és diszpergálószerként is használható. A hidroxietil-metil-cellulóz vizes oldata jó hidrofil tulajdonságokkal rendelkezik, és hatékony vízvisszatartó szer. Mivel a hidroxietil-metil-cellulóz hidroxietil-csoportokat tartalmaz, jó penészgátló képességgel, jó viszkozitásstabilitással és penészállósággal rendelkezik hosszú távú tárolás során.
A hidroxietil-metilcellulózt (HEMC) etilén-oxid-szubsztituensek (MS 0,3~0,4) metilcellulózba (MC) történő bevezetésével állítják elő, sóállósága jobb, mint a módosítatlan polimereké. A metilcellulóz gélesedési hőmérséklete is magasabb, mint az MC-é.
Szerkezet
Jellemző
A hidroxietil-metilcellulóz (HEMC) főbb jellemzői a következők:
1. Oldhatóság: Vízben és néhány szerves oldószerben oldódik. A HEMC hideg vízben oldható. Legmagasabb koncentrációját csak a viszkozitás határozza meg. Az oldhatóság a viszkozitástól függően változik. Minél alacsonyabb a viszkozitás, annál nagyobb az oldhatóság.
2. Sóállóság: A HEMC termékek nemionos cellulóz-éterek, és nem polielektrolitok, így viszonylag stabilak vizes oldatokban, ha fémsók vagy szerves elektrolitok vannak jelen, de az elektrolitok túlzott hozzáadása gélesedést és kicsapódást okozhat.
3. Felületaktivitás: A vizes oldat felületaktív funkciója miatt kolloid védőanyagként, emulgeálószerként és diszpergálószerként használható.
4. Termikus gél: Amikor a HEMC termékek vizes oldatát bizonyos hőmérsékletre melegítjük, átlátszatlanná válik, gélesedik és kicsapódik, de folyamatos hűtés esetén visszatér az eredeti oldat állapotába, és a hőmérséklet, amelyen ez a gélesedés és kicsapódás bekövetkezik, főként a következőktől függ: kenőanyagok, szuszpendálószerek, védőkolloidok, emulgeálószerek stb.
5. Metabolikus inertség, valamint alacsony szag- és illatanyag: A HEMC-t széles körben használják az élelmiszerekben és az orvostudományban, mivel nem metabolizálódik, és alacsony szag- és illatanyag-tartalmú.
6. Penészállóság: A HEMC viszonylag jó penészállósággal és jó viszkozitásstabilitással rendelkezik hosszú távú tárolás során.
7. PH-stabilitás: A HEMC termékek vizes oldatának viszkozitását alig befolyásolja a sav vagy lúg, és a pH-érték viszonylag stabil a 3,0 és 11,0 közötti tartományban.
Alkalmazás
A hidroxietil-metilcellulóz vizes oldatban felületaktív funkciója miatt kolloid védőanyagként, emulgeálószerként és diszpergálószerként használható. Alkalmazási példái a következők:
1. A hidroxietil-metilcellulóz hatása a cement teljesítményére. A hidroxietil-metilcellulóz egy szagtalan, íztelen, nem mérgező fehér por, amely hideg vízben feloldva átlátszó, viszkózus oldatot képez. Sűrítő, kötő, diszpergáló, emulgeáló, filmképző, szuszpendáló, adszorbeáló, gélesítő, felületaktív, nedvességmegtartó és kolloidvédő tulajdonságokkal rendelkezik. Mivel a vizes oldat felületaktív funkcióval rendelkezik, kolloid védőszerként, emulgeálószerként és diszpergálószerként is használható. A hidroxietil-metilcellulóz vizes oldata jó hidrofil tulajdonságokkal rendelkezik, és hatékony vízvisszatartó szer.
2. Egy nagy rugalmasságú domborfestéket készítünk, amely a következő nyersanyagokból áll tömegarányosan: 150-200 g ioncserélt víz; 60-70 g tiszta akril emulzió; 550-650 g nehéz kalcium; 70-90 g talkumpor; cellulóz alap vizes oldat 30-40 g; lignocellulóz vizes oldat 10-20 g; filmképző segédanyag 4-6 g; antiszeptikus és gombaölő szer 1,5-2,5 g; diszpergálószer 1,8-2,2 g; nedvesítőszer 1,8-2,2 g; 3,5-4,5 g; etilénglikol 9-11 g; A hidroxietil-metilcellulóz vizes oldatát 2-4% hidroxietil-metilcellulóz vízben való feloldásával állítjuk elő; A lignocellulóz vizes oldatát 1-3% lignocellulóz vízben való feloldásával állítjuk elő.
Készítmény
A hidroxietil-metil-cellulóz előállítási eljárása, amelynek lényege, hogy finomított pamutot használnak nyersanyagként, és etilén-oxidot éterezőszerként a hidroxietil-metil-cellulóz előállításához. A hidroxietil-metil-cellulóz előállításához szükséges nyersanyagok tömegaránya a következő: 700-800 rész toluol és izopropanol keverék oldószerként, 30-40 rész víz, 70-80 rész nátrium-hidroxid, 80-85 rész finomított pamut, 20-28 rész oxi-etán, 80-90 rész metil-klorid, 16-19 rész jégecet; a konkrét lépések a következők:
Az első lépésben a reakcióedénybe toluol és izopropanol keverékét, vizet és nátrium-hidroxidot kell hozzáadni, 60-80 °C-ra kell melegíteni, majd 20-40 percig melegen tartani.
A második lépés, lúgosítás: a fenti anyagokat 30-50°C-ra hűtjük, finomított pamutot adunk hozzá, toluol és izopropanol keverék oldószerrel permetezzük, 0,006 MPa nyomásra vákuumozzuk, 3 pótláshoz nitrogénnel töltjük fel, és a lúgosítás után elvégezzük a lúgosítást. A lúgosítási körülmények a következők: a lúgosítási idő 2 óra, a lúgosítási hőmérséklet 30°C és 50°C között van.
Harmadik lépés, éteresítés: a lúgosítás befejezése után a reaktort 0,05-0,07 MPa nyomásra evakuálják, majd 30-50 percig etilén-oxidot és metil-kloridot adnak hozzá; az éteresítés első lépése: 40-60°C, 1,0-2,0 óra, a nyomást 0,15 és 0,3 MPa között szabályozzák; az éteresítés második lépése: 60～90℃, 2,0～2,5 óra, a nyomást 0,4 és 0,8 MPa között szabályozzák;
Negyedik lépés, semlegesítés: a kimért jégecetet előzetesen adjuk a kicsapóüsthöz, nyomjuk bele az éterezett anyagba a semlegesítéshez, emeljük a hőmérsékletet 75-80°C-ra a kicsapáshoz, a hőmérséklet 102°C-ra emelkedik, és a pH-érték 6-nak adódik. 8 órakor az oldószermentesítés befejeződik; az oldószermentesítő tartályt fordított ozmózis berendezéssel 90°C és 100°C közötti hőmérsékleten kezelt csapvízzel töltjük meg;
Az ötödik lépés, centrifugális mosás: a negyedik lépésben szereplő anyagot egy vízszintes csigás centrifugán keresztül centrifugálják, és az elválasztott anyagot egy előre forró vízzel feltöltött mosótartályba helyezik át az anyag mosása céljából;
A hatodik lépés, centrifugális szárítás: a mosott anyagot egy vízszintes csigás centrifugán keresztül a szárítóba juttatják, és az anyagot 150-170°C-on szárítják, majd a szárított anyagot összezúzzák és csomagolják.
A meglévő cellulóz-éter előállítási technológiával összehasonlítva a jelen találmány etilén-oxidot használ éterezőszerként hidroxi-etil-metil-cellulóz előállítására, amely a hidroxi-etil-csoportok jelenléte miatt jó penészállósággal rendelkezik. Jó viszkozitási stabilitással és penészállósággal rendelkezik hosszú távú tárolás során. Más cellulóz-éterek helyett használható.
Közzététel ideje: 2024. április 25.