ჰიდროქსიეთილცელულოზის (HEC) წარმოების პროცესი და მახასიათებლები

I. შესავალი

ჰიდროქსიეთილცელულოზა (HEC) არის არაიონური, წყალში ხსნადი პოლიმერი, რომელიც ფართოდ გამოიყენება ნავთობის მოპოვებაში, საფარებში, მშენებლობაში, ყოველდღიურ ქიმიკატებში, ქაღალდის წარმოებასა და სხვა სფეროებში. HEC მიიღება ცელულოზის ქიმიური მოდიფიკაციით და მისი თვისებები და გამოყენება ძირითადად განისაზღვრება ცელულოზის მოლეკულებზე არსებული ჰიდროქსიეთილის შემცვლელებით.

II. წარმოების პროცესი

HEC-ის წარმოების პროცესი ძირითადად მოიცავს შემდეგ ეტაპებს: ცელულოზის ეთერიფიკაცია, რეცხვა, დეჰიდრატაცია, გაშრობა და დაფქვა. ქვემოთ მოცემულია თითოეული ეტაპის დეტალური შესავალი:

ცელულოზის ეთერიფიკაცია

ცელულოზა თავდაპირველად მუშავდება ტუტეთი ტუტე ცელულოზის (ცელულოზის ტუტე) წარმოსაქმნელად. ეს პროცესი, როგორც წესი, რეაქტორში ხორციელდება, სადაც ნატრიუმის ჰიდროქსიდის ხსნარის გამოყენებით ბუნებრივი ცელულოზის დამუშავება ტუტე ცელულოზის წარმოსაქმნელად ხდება. ქიმიური რეაქცია შემდეგია:

უჯრედი-OH+NaOH→Cell-O-Na+H2OCcell-OH+NaOH→Cell-O-Na+H2O

შემდეგ, ტუტე ცელულოზა რეაგირებს ეთილენოქსიდთან ჰიდროქსიეთილცელულოზას წარმოქმნით. რეაქცია მიმდინარეობს მაღალი წნევის ქვეშ, ჩვეულებრივ 30-100°C-ზე, და სპეციფიკური რეაქცია ასეთია:

უჯრედი-O-Na+CH2CH2O→უჯრედი-O-CH2CH2OH უჯრედი-O-Na+CH 2CH 2O→ უჯრედი-O-CH 2CH2OH

ეს რეაქცია მოითხოვს ტემპერატურის, წნევის და დამატებული ეთილენოქსიდის რაოდენობის ზუსტ კონტროლს, რათა უზრუნველყოფილი იყოს პროდუქტის ერთგვაროვნება და ხარისხი.

რეცხვა

შედეგად მიღებული ნედლი HEC, როგორც წესი, შეიცავს რეაქციაში არმყოფ ტუტეებს, ეთილენოქსიდს და სხვა თანმდევ პროდუქტებს, რომლებიც უნდა მოიხსნას წყლით ან ორგანული გამხსნელით მრავალჯერადი გამორეცხვით. წყლით გამორეცხვის პროცესის დროს საჭიროა დიდი რაოდენობით წყალი და გამორეცხვის შემდეგ ჩამდინარე წყლები უნდა გადამუშავდეს და ჩაედინოს.

დეჰიდრატაცია

გარეცხვის შემდეგ სველი HEC-ის დეჰიდრატაციაა საჭირო, როგორც წესი, ვაკუუმური ფილტრაციით ან ცენტრიდანული გამოყოფით, ტენიანობის შემცველობის შესამცირებლად.

გაშრობა

დეჰიდრატირებული HEC შრება, როგორც წესი, შესხურებით ან სწრაფი გაშრობით. გაშრობის პროცესის დროს ტემპერატურა და დრო მკაცრად უნდა იყოს კონტროლირებადი, რათა თავიდან იქნას აცილებული მაღალტემპერატურულ დეგრადაცია ან აგლომერაცია.

დაფქვა

გამხმარი HEC ბლოკი უნდა დაიფქვას და გაიცრას ნაწილაკების ზომის ერთგვაროვანი განაწილების მისაღწევად და საბოლოოდ ფხვნილის ან გრანულირებული პროდუქტის მისაღებად.

III. შესრულების მახასიათებლები

წყალში ხსნადობა

HEC-ს აქვს კარგი წყალში ხსნადობა და სწრაფად იხსნება როგორც ცივ, ასევე ცხელ წყალში გამჭვირვალე ან გამჭვირვალე ხსნარის წარმოქმნით. ხსნადობის ეს თვისება მას ფართოდ გამოყენების საშუალებას აძლევს საფარებსა და ყოველდღიურ ქიმიურ პროდუქტებში, როგორც გასქელებას და სტაბილიზატორს.

გასქელება

წყალხსნარში HEC ავლენს ძლიერ გასქელების ეფექტს და მისი სიბლანტე იზრდება მოლეკულური წონის მატებასთან ერთად. გასქელების ეს თვისება საშუალებას აძლევს მას შეასრულოს როლი გასქელებაში, წყლის შეკავებასა და წყალზე დამზადებულ საფარებსა და სამშენებლო ნაღმტყორცნებში სამშენებლო მახასიათებლების გაუმჯობესებაში.

რეოლოგია

HEC წყალხსნარს აქვს უნიკალური რეოლოგიური თვისებები და მისი სიბლანტე იცვლება ძვრის სიჩქარის ცვლილებასთან ერთად, რაც ავლენს ძვრის გათხელებას ან ფსევდოპლასტიურობას. ეს რეოლოგიური თვისება საშუალებას აძლევს მას დაარეგულიროს სითხეობა და კონსტრუქციული მახასიათებლები საფარებსა და ნავთობის საბადოების საბურღი სითხეებში.

ემულსიფიკაცია და სუსპენზია

HEC-ს აქვს კარგი ემულსიფიკაციისა და სუსპენზიის თვისებები, რომლებსაც შეუძლიათ დისპერსიულ სისტემაში სუსპენზიური ნაწილაკების ან წვეთების სტაბილიზაცია სტრატიფიკაციისა და დალექვის თავიდან ასაცილებლად. ამიტომ, HEC ხშირად გამოიყენება ისეთ პროდუქტებში, როგორიცაა ემულსიური საფარები და წამლის სუსპენზიები.

ბიოდეგრადირებადობა

HEC არის ბუნებრივი ცელულოზის წარმოებული, კარგი ბიოდეგრადირებადი, არ აბინძურებს გარემოს და აკმაყოფილებს მწვანე გარემოს დაცვის მოთხოვნებს.

IV. გამოყენების სფეროები

საფარი

წყალზე დამზადებულ საფარებში HEC გამოიყენება გასქელებისა და სტაბილიზატორის სახით, რათა გაუმჯობესდეს საფარების სითხეობა, კონსტრუქციული მახასიათებლები და ჩამოკიდების საწინააღმდეგო თვისებები.

მშენებლობა

სამშენებლო მასალებში, HEC გამოიყენება ცემენტის ბაზაზე დამზადებულ ნაღმტყორცნებსა და შპაკლიში, მშენებლობის მახასიათებლების გასაუმჯობესებლად და წყლის შეკავების მიზნით.

ყოველდღიური ქიმიკატები

სარეცხ საშუალებებში, შამპუნებსა და კბილის პასტებში HEC გამოიყენება გასქელებისა და სტაბილიზატორის სახით, პროდუქტის შეგრძნებისა და სტაბილურობის გასაუმჯობესებლად. 

ნავთობის საბადოები

ნავთობის საბადოების ბურღვისა და მოტეხილობის სითხეებში, HEC გამოიყენება ბურღვის სითხეების რეოლოგიისა და სუსპენზიის თვისებების კორექტირებისთვის, ასევე ბურღვის ეფექტურობისა და უსაფრთხოების გასაუმჯობესებლად.

ქაღალდის დამზადება

ქაღალდის წარმოების პროცესში, HEC გამოიყენება რბილობის სითხის კონტროლისა და ქაღალდის ერთგვაროვნებისა და ზედაპირული თვისებების გასაუმჯობესებლად.

ჰიდროქსიეთილცელულოზა (HEC) ფართოდ გამოიყენება მრავალ სამრეწველო სფეროში მისი შესანიშნავი წყალში ხსნადობის, შესქელების, რეოლოგიური თვისებების, ემულსიფიკაციისა და სუსპენზიის თვისებების, ასევე კარგი ბიოდეგრადირებადობის გამო. მისი წარმოების პროცესი შედარებით განვითარებულია. ცელულოზის ეთერიფიკაციის, გარეცხვის, დეჰიდრატაციის, გაშრობისა და დაფქვის ეტაპების მეშვეობით შესაძლებელია სტაბილური მუშაობისა და კარგი ხარისხის HEC პროდუქტების მომზადება. მომავალში, გარემოს დაცვის მოთხოვნების გაუმჯობესებასთან და ტექნოლოგიების განვითარებასთან ერთად, HEC-ის გამოყენების პერსპექტივები უფრო ფართო გახდება.