Latar Belakang dan Gambaran Umum
Selulosa eter adalah bahan kimia halus polimer yang banyak digunakan, terbuat dari polimer alami selulosa melalui pengolahan kimia. Setelah pembuatan selulosa nitrat dan selulosa asetat pada abad ke-19, para ahli kimia telah mengembangkan serangkaian turunan selulosa dari banyak eter selulosa, dan bidang aplikasi baru terus ditemukan, yang melibatkan banyak sektor industri. Produk selulosa eter seperti natriumkarboksimetil selulosa (CMC), etil selulosa (EC), hidroksietil selulosa (HEC), hidroksipropil selulosa (HPC), metil hidroksietil selulosa (MHEC)Danmetil hidroksipropil selulosa (MHPC)dan eter selulosa lainnya dikenal sebagai "monosodium glutamat industri" dan telah banyak digunakan dalam pengeboran minyak, konstruksi, pelapis, makanan, obat-obatan, dan bahan kimia sehari-hari.
Hidroksietil metil selulosa (MHPC) adalah bubuk putih tidak berbau, tidak berasa, dan tidak beracun yang dapat dilarutkan dalam air dingin untuk membentuk larutan kental transparan. Senyawa ini memiliki karakteristik pengental, pengikat, pendispersi, pengemulsi, pembentuk film, suspensi, adsorpsi, pembentuk gel, aktif permukaan, menjaga kelembapan, dan melindungi koloid. Karena fungsi aktif permukaan dari larutan berairnya, senyawa ini dapat digunakan sebagai agen pelindung koloid, pengemulsi, dan pendispersi. Larutan berair hidroksietil metilselulosa memiliki hidrofilisitas yang baik dan merupakan agen penahan air yang efisien. Karena hidroksietil metilselulosa mengandung gugus hidroksietil, senyawa ini memiliki kemampuan anti jamur yang baik, stabilitas viskositas yang baik, dan ketahanan terhadap jamur selama penyimpanan jangka panjang.
Hidroksietil metilselulosa (HEMC) dibuat dengan memasukkan substituen etilen oksida (MS 0,3~0,4) ke dalam metilselulosa (MC), dan ketahanan garamnya lebih baik daripada polimer yang tidak dimodifikasi. Suhu gelasi metilselulosa juga lebih tinggi daripada MC.
Struktur
Fitur
Karakteristik utama hidroksietil metilselulosa (HEMC) adalah:
1. Kelarutan: Larut dalam air dan beberapa pelarut organik. HEMC dapat dilarutkan dalam air dingin. Konsentrasi tertingginya hanya ditentukan oleh viskositas. Kelarutan bervariasi dengan viskositas. Semakin rendah viskositas, semakin besar kelarutannya.
2. Ketahanan terhadap garam: Produk HEMC adalah eter selulosa non-ionik dan bukan polielektrolit, sehingga relatif stabil dalam larutan berair ketika terdapat garam logam atau elektrolit organik, tetapi penambahan elektrolit yang berlebihan dapat menyebabkan pembentukan gel dan pengendapan.
3. Aktivitas permukaan: Karena fungsi aktif permukaan dari larutan berair, ia dapat digunakan sebagai agen pelindung koloid, pengemulsi, dan pendispersi.
4. Gel termal: Ketika larutan berair produk HEMC dipanaskan hingga suhu tertentu, larutan tersebut menjadi keruh, membentuk gel, dan mengendap, tetapi ketika didinginkan terus menerus, larutan tersebut kembali ke keadaan semula. Suhu di mana gel dan pengendapan ini terjadi terutama bergantung pada pelumas, bahan bantu suspensi, koloid pelindung, pengemulsi, dll.
5. Inert secara metabolik dan bau serta aroma yang rendah: HEMC banyak digunakan dalam makanan dan obat-obatan karena tidak akan dimetabolisme dan memiliki bau serta aroma yang rendah.
6. Ketahanan terhadap jamur: HEMC memiliki ketahanan terhadap jamur yang relatif baik dan stabilitas viskositas yang baik selama penyimpanan jangka panjang.
7. Stabilitas pH: Viskositas larutan berair produk HEMC hampir tidak terpengaruh oleh asam atau basa, dan nilai pH relatif stabil dalam kisaran 3,0 hingga 11,0.
Aplikasi
Hidroksietil metilselulosa dapat digunakan sebagai agen pelindung koloid, pengemulsi, dan pendispersi karena fungsi surfaktannya dalam larutan berair. Contoh aplikasinya adalah sebagai berikut:
1. Pengaruh hidroksietil metilselulosa terhadap kinerja semen. Hidroksietil metilselulosa adalah bubuk putih tidak berbau, tidak berasa, dan tidak beracun yang dapat dilarutkan dalam air dingin untuk membentuk larutan kental transparan. Ia memiliki karakteristik pengental, pengikat, pendispersi, pengemulsi, pembentuk film, suspensi, adsorpsi, pembentuk gel, aktif permukaan, mempertahankan kelembapan, dan melindungi koloid. Karena larutan berair memiliki fungsi aktif permukaan, ia dapat digunakan sebagai agen pelindung koloid, pengemulsi, dan pendispersi. Larutan berair hidroksietil metilselulosa memiliki hidrofilisitas yang baik dan merupakan agen penahan air yang efisien.
2. Cat relief yang sangat fleksibel disiapkan, yang terbuat dari bahan baku berikut dalam bagian berat: 150-200 g air deionisasi; 60-70 g emulsi akrilik murni; 550-650 g kalsium berat; 70-90 g bedak talk; Larutan air selulosa dasar 30-40 g; larutan air lignoselulosa 10-20 g; bahan pembantu pembentuk film 4-6 g; antiseptik dan fungisida 1,5-2,5 g; dispersan 1,8-2,2 g; zat pembasah 1,8-2,2 g; 3,5-4,5 g; etilen glikol 9-11 g; Larutan air hidroksietil metilselulosa dibuat dengan melarutkan 2-4% hidroksietil metilselulosa dalam air; Larutan lignoselulosa berair dibuat dengan melarutkannya dalam air dengan konsentrasi 1-3%.
Persiapan
Metode pembuatan hidroksietil metil selulosa, metode ini menggunakan kapas olahan sebagai bahan baku, dan etilen oksida sebagai agen eterifikasi untuk menghasilkan hidroksietil metil selulosa. Komposisi bahan baku untuk pembuatan hidroksietil metil selulosa adalah sebagai berikut: 700-800 bagian campuran toluena dan isopropanol sebagai pelarut, 30-40 bagian air, 70-80 bagian natrium hidroksida, 80-85 bagian kapas olahan, 20-28 bagian oksietana, 80-90 bagian metil klorida, 16-19 bagian asam asetat glasial; langkah-langkah spesifiknya adalah:
Langkah pertama, dalam wadah reaksi, tambahkan campuran toluena dan isopropanol, air, dan natrium hidroksida, panaskan hingga 60-80 °C, jaga agar tetap hangat selama 20-40 menit;
Langkah kedua, alkalinisasi: dinginkan bahan-bahan di atas hingga 30-50°C, tambahkan kapas halus, semprotkan pelarut campuran toluena dan isopropanol, vakumkan hingga 0,006Mpa, isi nitrogen sebanyak 3 kali penggantian, dan lakukan alkalinisasi setelah penggantian. Kondisi alkalinisasi adalah: waktu alkalinisasi 2 jam, dan suhu alkalinisasi 30°C hingga 50°C;
Langkah ketiga, eterifikasi: setelah alkalinisasi selesai, reaktor dievakuasi hingga 0,05-0,07 MPa, dan etilen oksida serta metil klorida ditambahkan selama 30-50 menit; tahap pertama eterifikasi: 40-60°C, 1,0-2,0 jam, tekanan dikendalikan antara 0,15 dan 0,3 MPa; tahap kedua eterifikasi: 60-90°C, 2,0-2,5 jam, tekanan dikendalikan antara 0,4 dan 0,8 MPa;
Langkah keempat, netralisasi: tambahkan asam asetat glasial yang telah diukur terlebih dahulu ke dalam ketel pengendapan, tekan ke dalam bahan yang telah dieterifikasi untuk dinetralkan, naikkan suhu hingga 75-80°C untuk pengendapan, suhu naik hingga 102°C, dan nilai pH terdeteksi sebesar 6. Pada pukul 8, proses desolventisasi selesai; tangki desolventisasi diisi dengan air keran yang diolah dengan alat osmosis terbalik pada suhu 90°C hingga 100°C;
Langkah kelima, pencucian sentrifugal: material pada langkah keempat disentrifugasi melalui sentrifugasi sekrup horizontal, dan material yang terpisah dipindahkan ke tangki pencucian yang telah diisi dengan air panas sebelumnya untuk pencucian material;
Langkah keenam, pengeringan sentrifugal: bahan yang telah dicuci diangkut ke dalam pengering melalui sentrifugal sekrup horizontal, dan bahan tersebut dikeringkan pada suhu 150-170°C, kemudian bahan yang telah kering dihancurkan dan dikemas.
Dibandingkan dengan teknologi produksi eter selulosa yang ada, penemuan ini menggunakan etilen oksida sebagai agen eterifikasi untuk menyiapkan hidroksietil metil selulosa, yang memiliki ketahanan terhadap jamur yang baik karena mengandung gugus hidroksietil. Ia memiliki stabilitas viskositas dan ketahanan terhadap jamur yang baik selama penyimpanan jangka panjang. Ia dapat digunakan sebagai pengganti eter selulosa lainnya.
Waktu posting: 25 April 2024