Гидроксиэтил целлюлоз (HEC) нь ургамлын эсийн хананд байдаг байгалийн полимер болох целлюлозоос гаргаж авсан ион бус, усанд уусдаг полимер юм. Энэ нь маш сайн өтгөрүүлэх, хальс үүсгэх, реологийн шинж чанартай тул эм, гоо сайхан, будаг, цавуу зэрэг янз бүрийн салбарт өргөн хэрэглэгддэг. Гидроксиэтил целлюлозыг бэлтгэхэд целлюлозыг шүлтлэг нөхцөлд этилен оксидоор эфиржүүлэх үйл явц орно. Энэ процессыг хэд хэдэн гол үе шатанд хувааж болно: целлюлозыг цэвэршүүлэх, шүлтжүүлэх, эфиржүүлэх, саармагжуулах, угаах, хатаах.
1. Целлюлозын цэвэршүүлэлт
Гидроксиэтил целлюлоз бэлтгэх эхний алхам бол ихэвчлэн модны целлюлоз эсвэл хөвөн даавуунаас гаргаж авдаг целлюлозыг цэвэршүүлэх явдал юм. Түүхий целлюлоз нь лигнин, гемицеллюлоз болон бусад хандлах бодис зэрэг хольцыг агуулдаг бөгөөд химийн өөрчлөлтөд тохиромжтой өндөр цэвэршилттэй целлюлозыг авахын тулд зайлуулах шаардлагатай.
Холбогдох алхамууд:
Механик боловсруулалт: Түүхий целлюлозыг хэмжээг нь багасгаж, гадаргуугийн талбайг нэмэгдүүлэхийн тулд механик аргаар боловсруулж, дараагийн химийн боловсруулалтыг хөнгөвчилдөг.
Химийн боловсруулалт: Целлюлозыг натрийн гидроксид (NaOH) болон натрийн сульфит (Na2SO3) зэрэг химийн бодисоор боловсруулж, лигнин болон гемицеллюлозыг задалж, дараа нь угааж, цайруулж үлдэгдэл хольцыг арилгаж, цагаан, ширхэгт целлюлоз гарган авдаг.
2. Шүлтлэгжилт
Цэвэршүүлсэн целлюлозыг дараа нь эфиржих урвалд оруулахын тулд шүлтжүүлдэг. Энэ нь целлюлозыг натрийн гидроксидын усан уусмалаар боловсруулахыг хэлнэ.
Хариу үйлдэл:
Целлюлоз+NaOH→Шүлтлэг целлюлоз
Журам:
Целлюлозыг усанд дүүжлүүлэн, натрийн гидроксидын уусмал нэмнэ. NaOH-ийн концентраци нь ихэвчлэн 10-30% хооронд хэлбэлздэг бөгөөд урвалыг 20-40°C-ийн температурт явуулдаг.
Шүлтийг жигд шингээж авахын тулд хольцыг хутгаж, шүлтийн целлюлоз үүсгэдэг. Энэхүү завсрын бодис нь этилен оксидтой илүү урвалд ордог тул эфиржих процессыг хөнгөвчилдөг.
3. Эфиржилт
Гидроксиэтил целлюлоз бэлтгэх гол алхам бол шүлтлэг целлюлозыг этилен оксидоор эфиржүүлэх явдал юм. Энэ урвал нь гидроксиэтил бүлгүүдийг (-CH2CH2OH) целлюлозын гол хэсэгт оруулж, усанд уусдаг болгодог.
Хариу үйлдэл:
Шүлтлэг целлюлоз+Этилений исэл→Гидроксиэтил целлюлоз+NaOH
Журам:
Этилений ислийг шүлтийн целлюлоз руу багцаар эсвэл тасралтгүй процессоор нэмнэ. Урвалыг ихэвчлэн автоклав эсвэл даралтын реакторт явуулдаг.
Гидроксиэтил бүлгүүдийг оновчтой орлуулахын тулд температур (50-100°C) болон даралт (1-5 атм) зэрэг урвалын нөхцөлийг сайтар хянадаг. Орлуулалтын зэрэг (DS) болон молийн орлуулалт (MS) нь эцсийн бүтээгдэхүүний шинж чанарт нөлөөлдөг чухал параметрүүд юм.
4. Саармагжуулах
Эфиржих урвалын дараа хольц нь гидроксиэтил целлюлоз болон үлдэгдэл натрийн гидроксид агуулдаг. Дараагийн алхам бол саармагжуулах бөгөөд илүүдэл шүлтийг ихэвчлэн цууны хүчил (CH3COOH) эсвэл давсны хүчил (HCl) ашиглан саармагжуулдаг.
Урвал: NaOH+HCl→NaCl+H2O
Журам:
Хэт халалтаас зайлсхийж, гидроксиэтил целлюлозын задралаас урьдчилан сэргийлэхийн тулд хүчилийг хяналттай нөхцөлд урвалын холимог дээр аажмаар нэмнэ.
Дараа нь саармагжуулсан хольцыг хүссэн хэмжээнд, ихэвчлэн саармаг рН (6-8) орчимд байлгахын тулд рН-ийн тохируулгад оруулна.
5. Угаах
Саармагжуулсны дараа давс болон бусад дайвар бүтээгдэхүүнийг зайлуулахын тулд бүтээгдэхүүнийг угаах шаардлагатай. Энэ алхам нь цэвэр гидроксиэтил целлюлоз авахад чухал үүрэгтэй.
Журам:
Урвалын хольцыг усаар шингэлж, гидроксиэтил целлюлозыг шүүх эсвэл центрифугээр ялгадаг.
Ялгарсан гидроксиэтил целлюлозыг үлдэгдэл давс болон хольцыг зайлуулахын тулд ионгүйжүүлсэн усаар дахин дахин угаана. Угаах процесс нь угаасан ус тодорхой дамжуулах чанарт хүрэх хүртэл үргэлжилдэг бөгөөд энэ нь уусдаг хольцыг зайлуулж байгааг илтгэнэ.
6. Хатаах
Гидроксиэтил целлюлоз бэлтгэх эцсийн алхам бол хатаах явдал юм. Энэ алхам нь илүүдэл усыг зайлуулж, янз бүрийн хэрэглээнд тохиромжтой хуурай, нунтаг бүтээгдэхүүн үүсгэдэг.
Журам:
Угаасан гидроксиэтил целлюлозыг хатаах тавиур дээр тарааж эсвэл хатаах хонгилоор дамжуулдаг. Хатаах температурыг дулааны доройтлоос зайлсхийхийн тулд сайтар хянадаг бөгөөд ихэвчлэн 50-80°C хооронд хэлбэлздэг.
Эсвэл шүршигч хатаагчийг хурдан бөгөөд үр дүнтэй хатаахын тулд ашиглаж болно. Шүршигч хатаах үед усан гидроксиэтил целлюлозын уусмалыг нарийн дусал болгон атомжуулж, халуун агаарын урсгалд хатааж, нарийн нунтаг үүсгэдэг.
Дараа нь хатаасан бүтээгдэхүүнийг хүссэн хэмжээтэйгээр нь тээрэмдэж, хадгалах, түгээх зорилгоор савлана.
Чанарын хяналт ба хэрэглээ
Бэлтгэх үйл явцын туршид гидроксиэтил целлюлозын тууштай байдал, чанарыг хангахын тулд чанарын хяналтын хатуу арга хэмжээг хэрэгжүүлдэг. Зуурамтгай чанар, орлуулалтын зэрэг, чийгийн агууламж, ширхэгийн хэмжээ зэрэг гол үзүүлэлтүүдийг тогтмол хянаж байдаг.
Хэрэглээ:
Эмийн бүтээгдэхүүн: Шахмал, суспенз, тос зэрэг найрлагад өтгөрүүлэгч, холбогч, тогтворжуулагч болгон ашигладаг.
Гоо сайхны бүтээгдэхүүн: Тос, лосьон, шампунь зэрэг бүтээгдэхүүнүүдэд зуурамтгай чанар, бүтэц өгдөг.
Будаг ба бүрээс: Өтгөрүүлэгч ба реологийн өөрчлөлтийн үүрэг гүйцэтгэж, будгийн хэрэглээний шинж чанар болон тогтвортой байдлыг сайжруулна.
Хүнсний үйлдвэрлэл: Төрөл бүрийн хүнсний бүтээгдэхүүнд өтгөрүүлэгч, тогтворжуулагч, эмульгаторын үүрэг гүйцэтгэдэг.
Гидроксиэтил целлюлоз бэлтгэх нь целлюлозыг өөрчлөх, гидроксиэтил бүлгийг нэвтрүүлэхэд чиглэсэн хэд хэдэн тодорхой химийн болон механик процессуудыг хамардаг. Целлюлозыг цэвэршүүлэхээс эхлээд хатаах хүртэлх алхам бүр нь эцсийн бүтээгдэхүүний чанар, үйл ажиллагааг тодорхойлоход чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Гидроксиэтил целлюлозын олон талт шинж чанар нь үүнийг олон салбарт үнэлж баршгүй орц найрлага болгодог бөгөөд янз бүрийн хэрэглээний тодорхой шаардлагыг хангахын тулд нарийн үйлдвэрлэлийн практикийн ач холбогдлыг онцолж өгдөг.
Нийтэлсэн цаг: 2024 оны 5-р сарын 28