როგორ მზადდება მეთილჰიდროქსიეთილცელულოზა?

ფონი და მიმოხილვა

ცელულოზის ეთერი ფართოდ გამოიყენება პოლიმერული წვრილი ქიმიური მასალაა, რომელიც მიიღება ბუნებრივი პოლიმერული ცელულოზისგან ქიმიური დამუშავების გზით. მე-19 საუკუნეში ცელულოზის ნიტრატისა და ცელულოზის აცეტატის წარმოების შემდეგ, ქიმიკოსებმა შეიმუშავეს ცელულოზის მრავალი ეთერის ცელულოზის წარმოებულების სერია და განუწყვეტლივ აღმოაჩინეს ახალი გამოყენების სფეროები, რომლებიც მოიცავს მრავალ სამრეწველო სექტორს. ცელულოზის ეთერის პროდუქტები, როგორიცაა ნატრიუმიკარბოქსიმეთილცელულოზა (CMC), ეთილცელულოზა (EC), ჰიდროქსიეთილცელულოზა (HEC), ჰიდროქსიპროპილცელულოზა (HPC), მეთილჰიდროქსიეთილცელულოზა (MHEC)დამეთილჰიდროქსიპროპილცელულოზა (MHPC)და სხვა ცელულოზის ეთერები ცნობილია როგორც „სამრეწველო მონოსოდიუმის გლუტამატი“ და ფართოდ გამოიყენება ნავთობის ბურღვაში, მშენებლობაში, საიზოლაციო მასალებში, კვების პროდუქტებში, მედიცინასა და ყოველდღიურ ქიმიკატებში.

ჰიდროქსიეთილმეთილცელულოზა (MHPC) არის უსუნო, უგემო, არატოქსიკური თეთრი ფხვნილი, რომლის გახსნაც ცივ წყალში შესაძლებელია გამჭვირვალე ბლანტი ხსნარის წარმოსაქმნელად. მას ახასიათებს გასქელება, შეკავშირება, დისპერსია, ემულსიფიკაცია, აპკის წარმოქმნა, სუსპენზირება, ადსორბცია, გელის წარმოქმნა, ზედაპირულად აქტიური ნივთიერება, ტენიანობის შენარჩუნება და კოლოიდური დამცავი საშუალება. წყალხსნარის ზედაპირულად აქტიური ფუნქციის გამო, მისი გამოყენება შესაძლებელია როგორც კოლოიდური დამცავი აგენტი, ემულგატორი და დისპერსანტი. ჰიდროქსიეთილმეთილცელულოზის წყალხსნარს აქვს კარგი ჰიდროფილურობა და წარმოადგენს წყლის ეფექტურ შემაკავებელ აგენტს. რადგან ჰიდროქსიეთილმეთილცელულოზა შეიცავს ჰიდროქსიეთილის ჯგუფებს, მას აქვს კარგი ანტიობიური უნარი, კარგი სიბლანტის სტაბილურობა და ობისადმი მდგრადობა ხანგრძლივი შენახვის დროს.

ჰიდროქსიეთილმეთილცელულოზა (HEMC) მიიღება მეთილცელულოზაში (MC) ეთილენოქსიდის შემცვლელების (MS 0.3~0.4) შეყვანით და მისი მარილისადმი მდგრადობა უკეთესია, ვიდრე არამოდიფიცირებული პოლიმერების. მეთილცელულოზას გელის წარმოქმნის ტემპერატურა ასევე უფრო მაღალია, ვიდრე MC-ს.

სტრუქტურა

ფუნქცია

ჰიდროქსიეთილ მეთილცელულოზის (HEMC) ძირითადი მახასიათებლებია:

1. ხსნადობა: ხსნადია წყალში და ზოგიერთ ორგანულ გამხსნელში. HEMC შეიძლება გაიხსნას ცივ წყალში. მისი ყველაზე მაღალი კონცენტრაცია განისაზღვრება მხოლოდ სიბლანტით. ხსნადობა იცვლება სიბლანტის მიხედვით. რაც უფრო დაბალია სიბლანტე, მით უფრო მაღალია ხსნადობა.

2. მარილისადმი მდგრადობა: HEMC პროდუქტები არაიონური ცელულოზის ეთერებია და არ წარმოადგენს პოლიელექტროლიტებს, ამიტომ ისინი შედარებით სტაბილურია წყალხსნარებში, როდესაც არსებობს ლითონის მარილები ან ორგანული ელექტროლიტები, მაგრამ ელექტროლიტების ჭარბმა დამატებამ შეიძლება გამოიწვიოს გელის წარმოქმნა და დალექვა.

3. ზედაპირული აქტივობა: წყალხსნარის ზედაპირულად აქტიური ფუნქციის გამო, მისი გამოყენება შესაძლებელია როგორც კოლოიდური დამცავი აგენტი, ემულგატორი და დისპერსანტი.

4. თერმული გელი: როდესაც HEMC პროდუქტების წყალხსნარი გარკვეულ ტემპერატურამდე თბება, ის ხდება გაუმჭვირვალე, გელისებრი და ნალექისებური, მაგრამ როდესაც ის უწყვეტად გაცივდება, ის უბრუნდება საწყის ხსნარის მდგომარეობას და ტემპერატურა, რომლის დროსაც ეს გელი და ნალექი ხდება, ძირითადად დამოკიდებულია მათზე. ესენია: საპოხი მასალები, სუსპენზიის დამხმარე საშუალებები, დამცავი კოლოიდები, ემულგატორები და ა.შ.

5. მეტაბოლური ინერტულობა და დაბალი სუნი და სურნელი: HEMC ფართოდ გამოიყენება საკვებსა და მედიცინაში, რადგან ის არ მეტაბოლიზდება და აქვს დაბალი სუნი და სურნელი.

6. ობისადმი მდგრადობა: HEMC-ს ხანგრძლივი შენახვის დროს შედარებით კარგი ობისადმი მდგრადობა და კარგი სიბლანტის სტაბილურობა ახასიათებს.

7. pH სტაბილურობა: HEMC პროდუქტების წყალხსნარის სიბლანტეზე მჟავა ან ტუტე თითქმის არ მოქმედებს და pH-ის მნიშვნელობა შედარებით სტაბილურია 3.0-დან 11.0-მდე დიაპაზონში.

აპლიკაცია

წყალხსნარში ზედაპირულად აქტიური ფუნქციის გამო, ჰიდროქსიეთილმეთილცელულოზა შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც კოლოიდური დამცავი აგენტი, ემულგატორი და დისპერსანტი. მისი გამოყენების მაგალითებია:

1. ჰიდროქსიეთილმეთილცელულოზის გავლენა ცემენტის მახასიათებლებზე. ჰიდროქსიეთილმეთილცელულოზა არის უსუნო, უგემო, არატოქსიკური თეთრი ფხვნილი, რომლის გახსნაც ცივ წყალში შესაძლებელია გამჭვირვალე ბლანტი ხსნარის წარმოსაქმნელად. მას ახასიათებს გასქელება, შეკავშირება, დისპერსია, ემულსიფიკაცია, აპკის წარმოქმნა, სუსპენზირება, ადსორბცია, გელის წარმოქმნა, ზედაპირულად აქტიური ნივთიერება, ტენიანობის შენარჩუნება და კოლოიდური დამცავი ნივთიერება. ვინაიდან წყალხსნარს აქვს ზედაპირულად აქტიური ფუნქცია, მისი გამოყენება შესაძლებელია როგორც კოლოიდური დამცავი აგენტი, ემულგატორი და დისპერსანტი. ჰიდროქსიეთილმეთილცელულოზის წყალხსნარს აქვს კარგი ჰიდროფილურობა და წარმოადგენს წყლის ეფექტურ შემაკავებელ აგენტს.

2. მზადდება მაღალელასტიური რელიეფური საღებავი, რომელიც მზადდება შემდეგი ნედლეულისგან წონის მიხედვით: 150-200 გ დეიონიზებული წყალი; 60-70 გ სუფთა აკრილის ემულსია; 550-650 გ მძიმე კალციუმი; 70-90 გ ტალკი; ცელულოზის წყალხსნარი 30-40 გ; ლიგნოცელულოზის წყალხსნარი 10-20 გ; აპკის წარმომქმნელი საშუალება 4-6 გ; ანტისეპტიკური და ფუნგიციდური საშუალება 1.5-2.5 გ; დისპერსანტი 1.8-2.2 გ; დამასველებელი საშუალება 1.8-2.2 გ; 3.5-4.5 გ; ეთილენგლიკოლი 9-11 გ; ჰიდროქსიეთილმეთილცელულოზის წყალხსნარი მზადდება 2-4% ჰიდროქსიეთილმეთილცელულოზის წყალში გახსნით; ლიგნოცელულოზის წყალხსნარი მზადდება 1-3%-იანი ლიგნოცელულოზისგან.

მომზადება

ჰიდროქსიეთილმეთილცელულოზის მომზადების ერთ-ერთი მეთოდი, რომლის მიხედვითაც, ნედლეულად გამოიყენება რაფინირებული ბამბა, ხოლო ეთერიფიკაციის აგენტად - ეთილენოქსი. ჰიდროქსიეთილმეთილცელულოზის მოსამზადებლად ნედლეულის წონითი ნაწილებია: გამხსნელად ტოლუოლისა და იზოპროპანოლის ნარევის 700-800 ნაწილი, წყლის 30-40 ნაწილი, ნატრიუმის ჰიდროქსიდის 70-80 ნაწილი, რაფინირებული ბამბის 80-85 ნაწილი, ოქსიეთანის რგოლის 20-28 ნაწილი, მეთილქლორიდის 80-90 ნაწილი, გამყინვარების ძმარმჟავას 16-19 ნაწილი; კონკრეტული ეტაპებია:

პირველ ეტაპზე, რეაქციის ქვაბში დაამატეთ ტოლუოლისა და იზოპროპანოლის ნარევი, წყალი და ნატრიუმის ჰიდროქსიდი, გააცხელეთ 60-80°C-მდე, გააჩერეთ თბილად 20-40 წუთის განმავლობაში;

მეორე საფეხური, ალკალიზაცია: ზემოთ აღნიშნული მასალების გაგრილება 30-50°C-მდე, რაფინირებული ბამბის დამატება, ტოლუოლისა და იზოპროპანოლის ნარევის გამხსნელის შესხურება, ვაკუუმირება 0.006 მპა-მდე, აზოტის შევსება 3 ჩანაცვლებისთვის და ჩანაცვლების შემდეგ ალკალიზაციის ჩატარება. ალკალიზაციის პირობებია: ალკალიზაციის დროა 2 საათი, ხოლო ალკალიზაციის ტემპერატურა 30°C-დან 50°C-მდე;

მესამე საფეხური, ეთერიფიკაცია: ტუტეობის დასრულების შემდეგ, რეაქტორი ევაკუირებულია 0.05-0.07 მპა-მდე და 30-50 წუთის განმავლობაში ემატება ეთილენოქსიდი და მეთილქლორიდი; ეთერიფიკაციის პირველი ეტაპი: 40-60°C, 1.0-2.0 საათი, წნევა კონტროლდება 0.15-დან 0.3 მპა-მდე; ეთერიფიკაციის მეორე ეტაპი: 60~90℃, 2.0~2.5 საათი, წნევა კონტროლდება 0.4-დან 0.8 მპა-მდე;

მეოთხე ნაბიჯი, ნეიტრალიზაცია: წინასწარ დაამატეთ გაზომილი გამყინვარების ძმარმჟავა ნალექის ქვაბში, შეუშვით ეთერიფიცირებულ მასალაში ნეიტრალიზაციისთვის, აამაღლეთ ტემპერატურა 75-80°C-მდე ნალექისთვის, ტემპერატურა აიწევს 102°C-მდე და pH მნიშვნელობა 6-ის ტოლია. 8 საათზე, დეხსნადობა დასრულებულია; დეხსნადობის ავზი ივსება ონკანის წყლით, რომელიც დამუშავებულია უკუოსმოსის მოწყობილობით 90°C-დან 100°C-მდე ტემპერატურაზე;

მეხუთე ეტაპი, ცენტრიდანული რეცხვა: მეოთხე ეტაპზე მასალა ცენტრიფუგირდება ჰორიზონტალური ხრახნიანი ცენტრიფუგის მეშვეობით და გამოყოფილი მასალა გადადის სარეცხი ავზში, რომელიც წინასწარ არის სავსე ცხელი წყლით მასალის გასარეცხად;

მეექვსე ნაბიჯი, ცენტრიდანული გაშრობა: გარეცხილი მასალა ჰორიზონტალური ხრახნიანი ცენტრიფუგის მეშვეობით გადადის საშრობში, მასალა შრება 150-170°C ტემპერატურაზე, ხოლო გამხმარი მასალა დაქუცმაცდება და იფუთება.

არსებულ ცელულოზის ეთერის წარმოების ტექნოლოგიასთან შედარებით, ამ გამოგონებაში ჰიდროქსიეთილმეთილცელულოზის მისაღებად გამოიყენება ეთილენოქსიდი, როგორც ეთერიფიკაციის აგენტი, რომელსაც ჰიდროქსიეთილის ჯგუფების შემცველობის გამო კარგი ობისადმი მდგრადობა ახასიათებს. მას აქვს კარგი სიბლანტის სტაბილურობა და ობისადმი მდგრადობა ხანგრძლივი შენახვის დროს. მისი გამოყენება შესაძლებელია სხვა ცელულოზის ეთერების ნაცვლად.