Ինչպե՞ս է պատրաստվում մեթիլհիդրօքսիէթիլցելյուլոզը։

Նախապատմություն և ակնարկ

Ցելյուլոզային եթերը՝ լայնորեն օգտագործվող պոլիմերային նուրբ քիմիական նյութ է, որը ստացվում է բնական պոլիմերային ցելյուլոզից՝ քիմիական մշակման միջոցով: 19-րդ դարում ցելյուլոզային նիտրատի և ցելյուլոզային ացետատի արտադրությունից հետո, քիմիկոսները մշակել են բազմաթիվ ցելյուլոզային եթերների ցելյուլոզային ածանցյալների շարք, և անընդհատ հայտնաբերվել են նոր կիրառման ոլորտներ, որոնք ընդգրկում են բազմաթիվ արդյունաբերական ոլորտներ: Ցելյուլոզային եթերային արտադրանքներ, ինչպիսիք են նատրիումը,կարբօքսիմեթիլ ցելյուլոզ (CMC), էթիլ ցելյուլոզ (EC), հիդրօքսիէթիլ ցելյուլոզ (HEC), հիդրօքսիպրոպիլ ցելյուլոզ (HPC), մեթիլ հիդրօքսիէթիլ ցելյուլոզ (MHEC)ևմեթիլ հիդրօքսիպրոպիլ ցելյուլոզ (MHPC)և այլ ցելյուլոզային եթերներ հայտնի են որպես «արդյունաբերական մոնոսոդիումի գլուտամատ» և լայնորեն օգտագործվել են նավթի հորատման, շինարարության, ծածկույթների, սննդի, բժշկության և ամենօրյա քիմիական նյութերի մեջ։

Հիդրօքսիէթիլ մեթիլցելյուլոզը (MHPC) անհոտ, անհամ, ոչ թունավոր սպիտակ փոշի է, որը կարող է լուծվել սառը ջրում՝ թափանցիկ մածուցիկ լուծույթ առաջացնելու համար: Այն ունի խտացման, կապման, ցրման, էմուլգացման, թաղանթագոյացման, կախույթի առաջացման, ադսորբման, գելացման, մակերեսային ակտիվության, խոնավությունը պահպանելու և կոլոիդը պաշտպանելու բնութագրեր: Ջրային լուծույթի մակերեսային ակտիվ ֆունկցիայի շնորհիվ այն կարող է օգտագործվել որպես կոլոիդային պաշտպանիչ միջոց, էմուլգատոր և ցրող միջոց: Հիդրօքսիէթիլ մեթիլցելյուլոզի ջրային լուծույթն ունի լավ հիդրոֆիլություն և արդյունավետ ջուր պահող միջոց է: Քանի որ հիդրօքսիէթիլ մեթիլցելյուլոզը պարունակում է հիդրօքսիէթիլ խմբեր, այն ունի լավ հակասնկային ունակություն, լավ մածուցիկության կայունություն և սնկի նկատմամբ դիմադրություն երկարատև պահպանման ընթացքում:

Հիդրօքսիէթիլ մեթիլցելյուլոզը (HEMC) ստացվում է մեթիլցելյուլոզի (MC) մեջ էթիլենօքսիդի փոխարինիչներ (MS 0.3~0.4) ներմուծելով, և դրա աղակայունությունն ավելի լավ է, քան չմոդիֆիկացված պոլիմերներինը: Մեթիլցելյուլոզի գելացման ջերմաստիճանը նույնպես ավելի բարձր է, քան MC-ինը:

Կառուցվածք

Հատկանիշ

Հիդրօքսիէթիլ մեթիլցելյուլոզի (HEMC) հիմնական բնութագրերն են՝

1. Լուծելիություն. Լուծվում է ջրում և որոշ օրգանական լուծիչներում: HEMC-ն կարող է լուծվել սառը ջրում: Դրա ամենաբարձր կոնցենտրացիան որոշվում է միայն մածուցիկությամբ: Լուծելիությունը տատանվում է մածուցիկության հետ: Որքան ցածր է մածուցիկությունը, այնքան մեծ է լուծելիությունը:

2. Աղակայունություն. HEMC արտադրանքը ոչ իոնային ցելյուլոզային եթերներ են և պոլիէլեկտրոլիտներ չեն, ուստի դրանք համեմատաբար կայուն են ջրային լուծույթներում, երբ գոյություն ունեն մետաղական աղեր կամ օրգանական էլեկտրոլիտներ, սակայն էլեկտրոլիտների չափազանց ավելացումը կարող է առաջացնել գելացում և նստվածքագոյացում:

3. Մակերեսային ակտիվություն. Ջրային լուծույթի մակերևութային ակտիվ ֆունկցիայի շնորհիվ այն կարող է օգտագործվել որպես կոլոիդային պաշտպանիչ միջոց, էմուլգատոր և ցրող միջոց։

4. Ջերմային գել. Երբ HEMC արտադրանքի ջրային լուծույթը տաքացվում է մինչև որոշակի ջերմաստիճան, այն դառնում է անթափանց, գելանում և նստվածք է առաջացնում, բայց երբ այն անընդհատ սառեցվում է, այն վերադառնում է սկզբնական լուծույթի վիճակին, և ջերմաստիճանը, որի դեպքում տեղի է ունենում այս գելը և նստվածքը, հիմնականում կախված է դրանցից՝ քսանյութեր, կախույթային օժանդակ նյութեր, պաշտպանիչ կոլոիդներ, էմուլգատորներ և այլն:

5. Նյութափոխանակության իներտություն և թույլ հոտ ու բույր. HEMC-ն լայնորեն օգտագործվում է սննդի և բժշկության մեջ, քանի որ այն չի մետաբոլիզացվում և ունի թույլ հոտ ու բույր։

6. Բորբոսի նկատմամբ դիմադրություն. HEMC-ն ունի համեմատաբար լավ բորբոսի նկատմամբ դիմադրություն և լավ մածուցիկության կայունություն երկարատև պահպանման ընթացքում:

7. PH կայունություն. HEMC արտադրանքի ջրային լուծույթի մածուցիկությունը գրեթե չի տուժում թթվից կամ ալկալիից, իսկ pH արժեքը համեմատաբար կայուն է 3.0-ից 11.0 միջակայքում:

Դիմում

Հիդրօքսիէթիլ մեթիլցելյուլոզը կարող է օգտագործվել որպես կոլոիդային պաշտպանիչ միջոց, էմուլգատոր և ցրող միջոց՝ ջրային լուծույթում իր մակերևութային ակտիվ գործառույթի շնորհիվ: Դրա կիրառման օրինակներն են հետևյալը.

1. Հիդրօքսիէթիլ մեթիլցելյուլոզի ազդեցությունը ցեմենտի արդյունավետության վրա: Հիդրօքսիէթիլ մեթիլցելյուլոզը անհոտ, անհամ, ոչ թունավոր սպիտակ փոշի է, որը կարող է լուծվել սառը ջրում՝ առաջացնելով թափանցիկ մածուցիկ լուծույթ: Այն ունի խտացման, կապման, ցրման, էմուլգացման, թաղանթագոյացման, կախույթի առաջացման, ադսորբման, գելացման, մակերեսային ակտիվության, խոնավությունը պահպանելու և կոլոիդը պաշտպանելու հատկանիշներ: Քանի որ ջրային լուծույթն ունի մակերեսային ակտիվության գործառույթ, այն կարող է օգտագործվել որպես կոլոիդային պաշտպանիչ միջոց, էմուլգատոր և ցրող միջոց: Հիդրօքսիէթիլ մեթիլցելյուլոզի ջրային լուծույթն ունի լավ հիդրոֆիլություն և արդյունավետ ջուր պահող միջոց է:

2. Պատրաստվում է բարձր ճկունությամբ ռելիեֆային ներկ, որը պատրաստվում է հետևյալ հումքից՝ ըստ քաշի մասերի՝ 150-200 գ ապաիոնացված ջուր, 60-70 գ մաքուր ակրիլային էմուլսիա, 550-650 գ ծանր կալցիում, 70-90 գ տալկ, ցելյուլոզի հիմքով ջրային լուծույթ՝ 30-40 գ, լիգնոցելյուլոզի ջրային լուծույթ՝ 10-20 գ, թաղանթ առաջացնող օժանդակ միջոց՝ 4-6 գ, հակասեպտիկ և ֆունգիցիդ՝ 1.5-2.5 գ, ցրող միջոց՝ 1.8-2.2 գ, թրջող նյութ՝ 1.8-2.2 գ, 3.5-4.5 գ, էթիլենգլիկոլ՝ 9-11 գ։ Հիդրօքսիէթիլ մեթիլցելյուլոզի ջրային լուծույթը պատրաստվում է ջրում 2-4% հիդրօքսիէթիլ մեթիլցելյուլոզ լուծելով։ Լիգնոցելյուլոզի ջրային լուծույթը պատրաստվում է 1-3% լիգնոցելյուլոզից։ Լիգնոցելյուլոզը պատրաստվում է ջրում լուծելով։

Պատրաստում

Հիդրօքսիէթիլ մեթիլցելյուլոզի պատրաստման մեթոդը հետևյալն է. որպես հումք օգտագործվում է մաքրված բամբակ, իսկ որպես եթերացման միջոց՝ էթիլենօքսիդ՝ հիդրօքսիէթիլ մեթիլցելյուլոզ ստանալու համար: Հիդրօքսիէթիլ մեթիլցելյուլոզ ստանալու համար հումքի քաշային մասերն են՝ 700-800 մաս տոլուոլի և իզոպրոպանոլի խառնուրդ՝ որպես լուծիչ, 30-40 մաս ջուր, 70-80 մաս նատրիումի հիդրօքսիդ, 80-85 մաս մաքրված բամբակ, 20-28 մաս օքսիէթան, 80-90 մաս մեթիլ քլորիդ, 16-19 մաս սառցադաշտային քացախաթթու։ Հատուկ քայլերն են՝

Առաջին քայլը՝ ռեակցիայի կաթսայի մեջ ավելացնել տոլուոլի և իզոպրոպանոլի խառնուրդը, ջուրը և նատրիումի հիդրօքսիդը, տաքացնել մինչև 60-80°C, պահել տաք վիճակում 20-40 րոպե։

Երկրորդ քայլը՝ ալկալիզացիա. վերը նշված նյութերը սառեցնել մինչև 30-50°C, ավելացնել մաքրված բամբակ, ցողել տոլուոլի և իզոպրոպանոլի խառնուրդի լուծիչը, վակուումացնել մինչև 0.006 ՄՊա, լցնել ազոտ 3 անգամ փոխարինման համար և փոխարինումից հետո իրականացնել ալկալիզացիա։ Ալկալիզացիայի պայմաններն են՝ ալկալիզացիայի ժամանակը 2 ժամ է, իսկ ալկալիզացիայի ջերմաստիճանը՝ 30°C-ից մինչև 50°C։

Երրորդ քայլը՝ եթերացում. ալկալիզացիայի ավարտից հետո ռեակտորը դատարկվում է մինչև 0.05-0.07 ՄՊա ճնշում, և 30-50 րոպե ավելացվում են էթիլենօքսիդ և մեթիլքլորիդ։ Եթերացման առաջին փուլը՝ 40-60°C, 1.0-2.0 ժամ, ճնշումը կարգավորվում է 0.15-ից 0.3 ՄՊա սահմաններում։ Եթերացման երկրորդ փուլը՝ 60~90℃, 2.0~2.5 ժամ, ճնշումը կարգավորվում է 0.4-ից 0.8 ՄՊա սահմաններում։

Չորրորդ քայլը՝ չեզոքացում. նախապես չափված սառցադաշտային քացախաթթուն ավելացրեք նստեցման կաթսայի մեջ, սեղմեք եթերացված նյութի մեջ՝ չեզոքացման համար, ջերմաստիճանը բարձրացրեք մինչև 75-80°C՝ նստեցման համար, ջերմաստիճանը բարձրանում է մինչև 102°C, և pH-ի արժեքը հայտնաբերվում է 6: Ժամը 8-ին լուծարումն ավարտվում է. լուծարման բաքը լցվում է հակադարձ օսմոսի սարքով մշակված ծորակի ջրով 90°C-ից մինչև 100°C ջերմաստիճանում:

Հինգերորդ քայլը՝ կենտրոնախույս լվացում. չորրորդ քայլում նյութը ցենտրիֆուգացվում է հորիզոնական պտուտակային ցենտրիֆուգի միջոցով, և առանձնացված նյութը տեղափոխվում է նախապես տաք ջրով լցված լվացման բաք՝ նյութը լվանալու համար։

Վեցերորդ քայլը՝ կենտրոնախույս չորացում. լվացված նյութը հորիզոնական պտուտակային ցենտրիֆուգի միջոցով տեղափոխվում է չորանոց, նյութը չորացվում է 150-170°C ջերմաստիճանում, ապա չորացված նյութը մանրացվում և փաթեթավորվում է։

Համեմատած ցելյուլոզային եթերի արտադրության առկա տեխնոլոգիայի հետ, ներկայիս գյուտը որպես եթերացման միջոց օգտագործում է էթիլենի օքսիդը՝ հիդրօքսիէթիլ մեթիլցելյուլոզ ստանալու համար, որը հիդրօքսիէթիլային խմբեր պարունակելու շնորհիվ լավ դիմադրողականություն ունի բորբոսի նկատմամբ: Այն ունի լավ մածուցիկության կայունություն և բորբոսի նկատմամբ դիմադրություն երկարատև պահպանման ընթացքում: Այն կարող է օգտագործվել այլ ցելյուլոզային եթերների փոխարեն: