Анықтама және шолу
Целлюлоза эфирі - химиялық өңдеу арқылы табиғи полимер целлюлозасынан жасалған кеңінен қолданылатын полимерлі ұсақ химиялық материал. 19 ғасырда целлюлоза нитраты мен целлюлоза ацетаты өндірілгеннен кейін, химиктер көптеген целлюлоза эфирлерінің бірқатар целлюлоза туындыларын жасап шығарды және көптеген өнеркәсіп салаларын қамтитын жаңа қолдану салалары үздіксіз ашылды. Натрий сияқты целлюлоза эфир өнімдерікарбоксиметилцеллюлоза (CMC), этилцеллюлозасы (ЭЦ), гидроксиэтилцеллюлоза (ГЭЦ), гидроксипропилцеллюлоза (HPC), метилгидроксиэтилцеллюлоза (MHEC)жәнеметилгидроксипропилцеллюлоза (MHPC)және басқа да целлюлоза эфирлері «өнеркәсіптік моносодий глутаматы» ретінде белгілі және мұнай бұрғылауда, құрылыста, жабындарда, тамақ өнімдерінде, медицинада және күнделікті химиялық заттарда кеңінен қолданылады.
Гидроксиэтилметилцеллюлоза (MHPC) - иіссіз, дәмсіз, улы емес ақ ұнтақ, оны суық суда ерітіп, мөлдір тұтқыр ерітінді түзуге болады. Ол қоюландыру, байланыстыру, дисперсиялау, эмульгациялау, қабықша түзу, суспензиялау, адсорбциялау, гельдеу, беттік белсенділік, ылғалды сақтау және коллоидты қорғау қасиеттеріне ие. Сулы ерітіндінің беттік белсенділік функциясына байланысты оны коллоидтық қорғаныс агенті, эмульгатор және диспергатор ретінде пайдалануға болады. Гидроксиэтилметилцеллюлозаның сулы ерітіндісі жақсы гидрофильділікке ие және тиімді суды ұстайтын агент болып табылады. Гидроксиэтилметилцеллюлоза құрамында гидроксиэтил топтары болғандықтан, ол зеңге қарсы жақсы қабілетке, жақсы тұтқырлық тұрақтылығына және ұзақ мерзімді сақтау кезінде зеңге төзімділікке ие.
Гидроксиэтилметилцеллюлоза (ГЭМЦ) метилцеллюлозаға (МЦ) этилен оксидінің орынбасарларын (МЦ 0,3~0,4) енгізу арқылы дайындалады, және оның тұзға төзімділігі модификацияланбаған полимерлерге қарағанда жақсырақ. Метилцеллюлозаның гельдену температурасы МЦ-ге қарағанда да жоғары.
Құрылым
Функция
Гидроксиэтилметилцеллюлозаның (HEMC) негізгі сипаттамалары:
1. Ерігіштігі: Суда және кейбір органикалық еріткіштерде ериді. HEMC суық суда ерітуге болады. Оның ең жоғары концентрациясы тек тұтқырлықпен анықталады. Ерігіштігі тұтқырлыққа байланысты өзгереді. Тұтқырлық неғұрлым төмен болса, ерігіштігі соғұрлым жоғары болады.
2. Тұзға төзімділік: HEMC өнімдері иондық емес целлюлоза эфирлері болып табылады және полиэлектролиттер емес, сондықтан олар металл тұздары немесе органикалық электролиттер болған кезде сулы ерітінділерде салыстырмалы түрде тұрақты, бірақ электролиттерді шамадан тыс қосу гельдену мен тұнбаға әкелуі мүмкін.
3. Беттік белсенділік: Сулы ерітіндінің беттік белсенді функциясына байланысты оны коллоидты қорғаныс агенті, эмульгатор және диспергатор ретінде пайдалануға болады.
4. Термиялық гель: HEMC өнімдерінің сулы ерітіндісі белгілі бір температураға дейін қыздырылған кезде, ол мөлдір емес, гель тәрізді болады және тұнбаға айналады, бірақ үздіксіз салқындатылған кезде бастапқы ерітінді күйіне оралады, ал бұл гель мен тұнбаның пайда болу температурасы негізінен майлағыштарға, суспензия құралдарына, қорғаныш коллоидтарына, эмульгаторларға және т.б. байланысты.
5. Метаболикалық инерттілік және иісі мен хош иісі төмен: HEMC тамақ және медицинада кеңінен қолданылады, себебі ол метаболизденбейді және иісі мен хош иісі төмен.
6. Зеңге төзімділік: HEMC ұзақ мерзімді сақтау кезінде салыстырмалы түрде жақсы зеңге төзімділікке және жақсы тұтқырлық тұрақтылығына ие.
7. рН тұрақтылығы: HEMC өнімдерінің сулы ерітіндісінің тұтқырлығына қышқыл немесе сілті әсер етпейді, ал рН мәні 3,0-ден 11,0-ге дейінгі диапазонда салыстырмалы түрде тұрақты.
Қолданба
Гидроксиэтилметилцеллюлоза сулы ерітіндідегі беттік белсенді функциясына байланысты коллоидты қорғаныс агенті, эмульгатор және диспергатор ретінде пайдаланылуы мүмкін. Оны қолдану мысалдары келесідей:
1. Гидроксиэтилметилцеллюлозаның цемент өнімділігіне әсері. Гидроксиэтилметилцеллюлоза - иіссіз, дәмсіз, улы емес ақ ұнтақ, оны суық суда ерітіп, мөлдір тұтқыр ерітінді түзуге болады. Ол қоюландыру, байланыстыру, дисперсиялау, эмульсиялау, қабықша түзу, суспензиялау, адсорбциялау, гельдеу, беттік белсенділік, ылғалды сақтау және коллоидты қорғау қасиеттеріне ие. Сулы ерітінді беттік белсенділік функциясына ие болғандықтан, оны коллоидтық қорғаныс агенті, эмульгатор және диспергатор ретінде пайдалануға болады. Гидроксиэтилметилцеллюлозаның сулы ерітіндісі жақсы гидрофильділікке ие және тиімді суды ұстайтын агент болып табылады.
2. Салмағы бойынша бөліктер бойынша келесі шикізаттан жасалған жоғары икемді рельефті бояу дайындалады: 150-200 г деионизацияланған су; 60-70 г таза акрил эмульсиясы; 550-650 г ауыр кальций; 70-90 г тальк ұнтағы; Негізгі целлюлоза сулы ерітіндісі 30-40 г; лигноцеллюлоза сулы ерітіндісі 10-20 г; қабық түзетін құрал 4-6 г; антисептикалық және фунгицид 1,5-2,5 г; диспергатор 1,8-2,2 г; ылғалдандырғыш 1,8-2,2 г; 3,5-4,5 г; этиленгликоль 9-11 г; Гидроксиэтилметилцеллюлоза сулы ерітіндісі 2-4% гидроксиэтилметилцеллюлозаны суда еріту арқылы жасалады; Лигноцеллюлоза сулы ерітіндісі 1-3% лигноцеллюлозадан жасалады.
Дайындық
Гидроксиэтилметилцеллюлозаны дайындау әдісі, тазартылған мақта шикізат ретінде, ал этилен оксиді гидроксиэтилметилцеллюлозаны дайындау үшін этерификация агенті ретінде қолданылады. Гидроксиэтилметилцеллюлозаны дайындауға арналған шикізаттың салмақтық бөліктері келесідей: еріткіш ретінде 700-800 бөлік толуол және изопропанол қоспасы, 30-40 бөлік су, 70-80 бөлік натрий гидроксиді, 80-85 бөлік тазартылған мақта, сақина 20-28 бөлік оксиэтан, 80-90 бөлік метилхлорид, 16-19 бөлік мұздық сірке қышқылы; нақты қадамдар:
Бірінші қадам, реакция шәйнегіне толуол мен изопропанол қоспасын, суды және натрий гидроксидін қосып, 60-80°C дейін қыздырыңыз, 20-40 минут жылы ұстаңыз;
Екінші қадам, сілтілеу: жоғарыда аталған материалдарды 30-50°C дейін суытыңыз, тазартылған мақта қосыңыз, толуол мен изопропанол қоспасының еріткішін шашыратыңыз, 0,006 МПа дейін вакуумдаңыз, 3 ауыстыру үшін азот толтырыңыз және ауыстырудан кейін сілтілеуді жүргізіңіз, сілтілеу шарттары: сілтілеу уақыты 2 сағат, ал сілтілеу температурасы 30°C-тан 50°C-қа дейін;
Үшінші кезең, этерификация: сілтілеу аяқталғаннан кейін реактор 0,05-0,07 МПа дейін эвакуацияланады, ал этилен оксиді мен метилхлорид 30-50 минут бойы қосылады; этерификацияның бірінші кезеңі: 40-60°C, 1,0-2,0 сағат, қысым 0,15 және 0,3 МПа аралығында бақыланады; этерификацияның екінші кезеңі: 60～90℃, 2,0～2,5 сағат, қысым 0,4 және 0,8 МПа аралығында бақыланады;
Төртінші қадам, бейтараптандыру: өлшенген мұздық сірке қышқылын тұндыру шәйнегіне алдын ала қосыңыз, бейтараптандыру үшін эфирленген материалға басыңыз, тұндыру температурасын 75-80°C дейін көтеріңіз, температура 102°C дейін көтеріледі және рН мәні 6-ға тең екені анықталады. Сағат 8-де еріткішсіздендіру аяқталады; еріткішсіздендіру ыдысы 90°C-тан 100°C-қа дейін кері осмос құрылғысымен өңделген ағын сумен толтырылады;
Бесінші қадам, центрифугалау арқылы жуу: төртінші қадамдағы материал көлденең бұрандалы центрифуга арқылы центрифугаланады, ал бөлінген материал материалды жуу үшін алдын ала ыстық сумен толтырылған жуу ыдысына ауыстырылады;
Алтыншы қадам, центрифугамен кептіру: жуылған материал көлденең бұрандалы центрифуга арқылы кептіргішке жеткізіледі, материал 150-170°C температурада кептіріледі, ал кептірілген материал ұсақталып, қапталады.
Қолданыстағы целлюлоза эфирін өндіру технологиясымен салыстырғанда, осы өнертабыс құрамында гидроксиэтил топтары болғандықтан, зеңге жақсы төзімділікке ие гидроксиэтилметилцеллюлозаны дайындау үшін этилен оксидін этерификациялау агенті ретінде пайдаланады. Ол ұзақ мерзімді сақтау кезінде жақсы тұтқырлыққа және зеңге төзімділікке ие. Оны басқа целлюлоза эфирлерінің орнына пайдалануға болады.
Жарияланған уақыты: 2024 жылғы 25 сәуір