하이드록시프로필 메틸셀룰로스(HPMC)히드록시프로멜로스라고도 알려진 이 물질은 흰색 또는 미색의 셀룰로오스 에테르 분말 또는 과립으로, 메틸셀룰로오스와 유사하게 찬물에 용해되고 뜨거운 물에는 불용성입니다. 히드록시프로필기와 메틸기는 셀룰로오스의 에테르 결합과 무수 포도당 고리가 결합된 형태로, 비이온성 셀룰로오스 혼합 에테르의 일종입니다. 히드록시프로멜로스는 반합성 비활성 점탄성 고분자로, 안과에서 윤활제로, 또는 경구용 의약품의 부형제로 흔히 사용됩니다.
1. 생산 공정
α-셀룰로오스 함량 97%, 고유 점도 720mL/g, 평균 섬유 길이 2.6mm인 크라프트 펄프를 40℃에서 50초 동안 49% NaOH 용액에 침지시켰다. 그런 다음 펄프를 압출하여 과량의 49% NaOH 용액을 제거하여 알칼리 셀룰로오스를 얻었다. 함침 단계에서 49% NaOH 수용액과 펄프의 고형 성분의 중량비는 200이었다. 알칼리 셀룰로오스 내 NaOH와 펄프 내 고형 성분의 중량비는 1.49이다. 이렇게 얻은 알칼리 셀룰로오스(20kg)를 내부 교반기가 있는 잭 압력 반응기에 넣고 진공 상태로 만든 후 질소로 퍼징하여 반응기 내 산소를 충분히 제거하였다. 그 후 반응기 온도를 60℃로 유지하면서 내부 교반을 진행하였다.
그 후 디메틸 에테르(dME) 2.4kg을 첨가하고 반응기 온도를 60℃로 조절하였다. 디메틸 에테르를 첨가한 후, 알칼리성 셀룰로오스에서 염화메틸렌과 NaOH의 몰비가 1.3이 되도록 염화메틸렌을 첨가하고, 펄프 내 고형물 대비 프로필렌 옥사이드의 중량비가 1.97이 되도록 프로필렌 옥사이드를 첨가한 후, 반응기 온도를 60℃에서 80℃로 조절하였다. 클로로메탄과 프로필렌 옥사이드를 첨가한 후, 반응기 온도를 80℃에서 90℃로 조절하였다. 또한, 90℃에서 20분 동안 반응을 진행하였다.
그런 다음 반응기에서 가스를 배출하고 조제 하이드록시프로필 메틸셀룰로오스를 반응기에서 제거합니다. 조제 하이드록시프로필 메틸셀룰로오스의 온도는 62℃였습니다. 서로 다른 개구부를 가진 5개의 체를 통과시킨 조제 하이드록시프로필 메틸셀룰로오스의 비율을 기준으로 누적 중량 기준 입자 크기 분포에서 누적 50% 입자 크기를 측정합니다.
그 결과, 조립자의 평균 입자 크기는 6.2mm였다. 얻어진 조제 하이드록시프로필 메틸셀룰로오스를 연속 이축 니더(KRC 니더 S1, L/D = 10.2, 내부 용적 0.12L, 회전 속도 150rpm)에 10kg/hr의 속도로 투입하여 분해된 조제 하이드록시프로필 메틸셀룰로오스를 얻었다. 개구부 크기가 다른 5개의 스크린을 사용하여 유사한 측정을 수행한 결과, 평균 입자 크기는 1.4mm였다. 재킷의 온도 조절 기능이 있는 탱크에 80℃의 온수를 첨가하여 분해된 조제 하이드록시프로필 메틸셀룰로오스를 슬러리 총량 대비 0.1의 중량비로 혼합하여 슬러리를 얻었다. 이 슬러리를 80℃의 일정 온도에서 60분 동안 교반하였다.
그 후, 슬러리를 0.5 RPM의 회전 속도로 예열된 회전압력필터(BHS Sonthofen 제품)에 공급합니다. 그라우트의 온도는 93℃입니다. 펌프를 사용하여 슬러리를 공급하고, 펌프 토출 압력은 0.2 MPa입니다. 회전압력필터의 개구부 크기는 80 μm이고, 필터 면적은 0.12 m²입니다. 회전압력필터에 공급된 슬러리는 필터를 통과하여 여과 케이크로 변환됩니다. 생성된 여과 케이크에 세척된 하이드록시프로필 메틸셀룰로오스의 고형 성분 대비 10:0의 중량비로 0.3 MPa의 증기와 95℃의 온수를 공급한 후, 다시 필터를 통과하여 여과합니다.
펌프를 통해 0.2MPa의 토출 압력으로 온수를 공급합니다. 온수 공급 후 0.3MPa의 증기를 공급합니다. 그런 다음 스크레이퍼를 이용하여 세척된 제품을 필터 표면에서 제거하고 세척기 밖으로 배출합니다. 슬러리 공급부터 세척된 제품 배출까지의 모든 공정은 연속적으로 진행됩니다. 열 건조 습도계를 사용하여 측정한 결과, 배출된 세척 제품의 수분 함량은 52.8%였습니다. 회전식 압력 필터에서 배출된 세척 제품은 80℃의 공기 건조기에서 건조시킨 후, 빅토리 밀에서 분쇄하여 하이드록시프로필 메틸셀룰로오스를 얻었습니다.
2. 응용
HPMC본 제품은 섬유 산업에서 증점제, 분산제, 결합제, 유화제 및 안정제로 사용됩니다. 또한 합성수지, 석유화학, 세라믹, 제지, 가죽, 의약품, 식품, 화장품 등 다양한 산업 분야에서 널리 사용됩니다.
게시 시간: 2024년 4월 26일