Achtergrond en overzicht
Cellulose-ether is een veelgebruikt polymeer fijnchemisch materiaal, gemaakt van natuurlijke polymeercellulose door middel van chemische behandeling. Na de productie van cellulosenitraat en celluloseacetaat in de 19e eeuw hebben chemici een reeks cellulosederivaten van diverse cellulose-ethers ontwikkeld en zijn er voortdurend nieuwe toepassingsgebieden ontdekt, waaronder vele industriële sectoren. Cellulose-etherproducten zoals natriumcarboxymethylcellulose (CMC), ethylcellulose (EC), hydroxyethylcellulose (HEC), hydroxypropylcellulose (HPC), methylhydroxyethylcellulose (MHEC)Enmethylhydroxypropylcellulose (MHPC)en andere cellulose-ethers staan bekend als "industriële mononatriumglutamaat" en worden veel gebruikt bij het boren naar olie, in de bouw, bij coatings, in de voeding, bij medicijnen en in de dagelijkse chemische industrie.
Hydroxyethylmethylcellulose (MHPC) is een geurloos, smaakloos, niet-giftig wit poeder dat kan worden opgelost in koud water tot een transparante, viskeuze oplossing. Het heeft de volgende eigenschappen: het verdikt, bindt, dispergeert, emulgeert, vormt een film, suspendeert, adsorbeert, geleert, heeft een oppervlakteactieve werking, houdt vocht vast en beschermt colloïdaal. Dankzij de oppervlakteactieve werking van de waterige oplossing kan het worden gebruikt als colloïdaal beschermingsmiddel, emulgator en dispergeermiddel. Hydroxyethylmethylcellulose in water heeft een goede hydrofiliteit en is een efficiënt waterretentiemiddel. Omdat hydroxyethylmethylcellulose hydroxyethylgroepen bevat, heeft het een goed schimmelwerend vermogen, een goede viscositeitsstabiliteit en is het bestand tegen schimmelvorming tijdens langdurige opslag.
Hydroxyethylmethylcellulose (HEMC) wordt bereid door ethyleenoxidesubstituenten (MS 0,3~0,4) in methylcellulose (MC) te introduceren. De zoutbestendigheid is beter dan die van ongemodificeerde polymeren. De geleringstemperatuur van methylcellulose is ook hoger dan die van MC.
Structuur
Functie
De belangrijkste kenmerken van hydroxyethylmethylcellulose (HEMC) zijn:
1. Oplosbaarheid: Oplosbaar in water en sommige organische oplosmiddelen. HEMC kan worden opgelost in koud water. De hoogste concentratie wordt alleen bepaald door de viscositeit. De oplosbaarheid varieert met de viscositeit. Hoe lager de viscositeit, hoe groter de oplosbaarheid.
2. Zoutbestendigheid: HEMC-producten zijn niet-ionische cellulose-ethers en geen polyelektrolyten. Ze zijn dan ook relatief stabiel in waterige oplossingen wanneer er metaalzouten of organische elektrolyten aanwezig zijn. Een overmatige toevoeging van elektrolyten kan echter gelering en neerslag veroorzaken.
3. Oppervlakte-activiteit: Vanwege de oppervlakte-actieve functie van de waterige oplossing kan het worden gebruikt als colloïdaal beschermingsmiddel, emulgator en dispergeermiddel.
4. Thermische gel: Wanneer de waterige oplossing van HEMC-producten tot een bepaalde temperatuur wordt verhit, wordt deze ondoorzichtig, gaat geleren en slaat neer. Wanneer de oplossing echter continu wordt afgekoeld, keert deze terug naar de oorspronkelijke oplossingstoestand. De temperatuur waarbij deze gelvorming en neerslagvorming optreden, is voornamelijk afhankelijk van smeermiddelen, suspendeermiddelen, beschermende colloïden, emulgatoren, enz.
5. Metabole inertie en lage geur- en parfumuitstoot: HEMC wordt veel gebruikt in voeding en medicijnen omdat het niet wordt gemetaboliseerd en een lage geur- en parfumuitstoot heeft.
6. Schimmelbestendigheid: HEMC heeft een relatief goede schimmelbestendigheid en een goede viscositeitsstabiliteit tijdens langdurige opslag.
7. pH-stabiliteit: De viscositeit van de waterige oplossing van HEMC-producten wordt nauwelijks beïnvloed door zuur of base en de pH-waarde is relatief stabiel binnen het bereik van 3,0 tot 11,0.
Sollicitatie
Hydroxyethylmethylcellulose kan worden gebruikt als colloïdaal beschermingsmiddel, emulgator en dispergeermiddel vanwege zijn oppervlakteactieve werking in waterige oplossing. Voorbeelden van toepassingen zijn:
1. Effect van hydroxyethylmethylcellulose op de cementprestaties. Hydroxyethylmethylcellulose is een geurloos, smaakloos, niet-giftig wit poeder dat in koud water kan worden opgelost tot een transparante, viskeuze oplossing. Het heeft de volgende eigenschappen: het verdikt, bindt, dispergeert, emulgeert, vormt een film, suspendeert, adsorbeert, geleert, is oppervlakteactief, houdt vocht vast en beschermt colloïdaal. Omdat de waterige oplossing een oppervlakteactieve functie heeft, kan het worden gebruikt als colloïdaal beschermingsmiddel, emulgator en dispergeermiddel. Hydroxyethylmethylcellulose in water heeft een goede hydrofiliteit en is een efficiënt waterretentiemiddel.
2. Er wordt een zeer flexibele reliëfverf bereid, die in gewichtsdelen uit de volgende grondstoffen bestaat: 150-200 g gedeïoniseerd water; 60-70 g zuivere acrylemulsie; 550-650 g zwaar calcium; 70-90 g talkpoeder; Basiscelluloseoplossing in water 30-40 g; Lignocelluloseoplossing in water 10-20 g; Filmvormend hulpmiddel 4-6 g; Antisepticum en fungicide 1,5-2,5 g; Dispergeermiddel 1,8-2,2 g; Bevochtigingsmiddel 1,8-2,2 g; 3,5-4,5 g; Ethyleenglycol 9-11 g; De hydroxyethylmethylcelluloseoplossing in water wordt gemaakt door 2-4% hydroxyethylmethylcellulose in water op te lossen; De lignocelluloseoplossing in water bestaat uit 1-3%. Lignocellulose wordt gemaakt door oplossing in water.
Voorbereiding
Een bereidingsmethode voor hydroxyethylmethylcellulose is gebaseerd op het gebruik van geraffineerd katoen als grondstof en ethyleenoxide als veretheringsmiddel voor de bereiding van hydroxyethylmethylcellulose. De gewichtsdelen van de grondstoffen voor de bereiding van hydroxyethylmethylcellulose zijn als volgt: 700-800 delen tolueen en isopropanol als oplosmiddel, 30-40 delen water, 70-80 delen natriumhydroxide, 80-85 delen geraffineerd katoen, ring 20-28 delen oxy-ethaan, 80-90 delen methylchloride, 16-19 delen ijsazijn; de specifieke stappen zijn:
De eerste stap is het toevoegen van een mengsel van tolueen en isopropanol, water en natriumhydroxide in de reactieketel, verwarmen tot 60-80 °C, 20-40 minuten warm houden;
De tweede stap, alkalisatie: koel de bovenstaande materialen af tot 30-50°C, voeg geraffineerd katoen toe, besproei het mengsel van tolueen en isopropanol met oplosmiddel, vacuüm tot 0,006 MPa, vul met stikstof voor 3 vervangingen en voer uit na de vervanging. Alkalisatie, de alkalisatieomstandigheden zijn: de alkalisatietijd is 2 uur en de alkalisatietemperatuur is 30°C tot 50°C;
De derde stap, verethering: nadat de alkalisatie is voltooid, wordt de reactor geëvacueerd tot 0,05-0,07 MPa en worden ethyleenoxide en methylchloride toegevoegd gedurende 30-50 minuten; de eerste fase van verethering: 40-60 ° C, 1,0-2,0 uur, de druk wordt geregeld tussen 0,15 en 0,3 MPa; de tweede fase van verethering: 60 ～ 90 ℃, 2,0 ～ 2,5 uur, de druk wordt geregeld tussen 0,4 en 0,8 MPa;
Vierde stap, neutralisatie: voeg vooraf het afgemeten ijsazijn toe aan de neerslagketel, druk het in het veretherde materiaal voor neutralisatie, verhoog de temperatuur tot 75-80 ° C voor neerslag, de temperatuur stijgt tot 102 ° C en de pH-waarde wordt gedetecteerd als 6. Om 8 uur is de desolventisatie voltooid; de desolventisatietank wordt gevuld met kraanwater dat is behandeld met een omgekeerde osmose-apparaat op 90 ° C tot 100 ° C;
De vijfde stap, centrifugaal wassen: het materiaal in de vierde stap wordt gecentrifugeerd door een horizontale schroefcentrifuge en het gescheiden materiaal wordt overgebracht naar een wastank die vooraf is gevuld met heet water om het materiaal te wassen;
De zesde stap, centrifugaaldrogen: het gewassen materiaal wordt via een horizontale schroefcentrifuge naar de droger getransporteerd en het materiaal wordt gedroogd bij 150-170°C, waarna het gedroogde materiaal wordt vermalen en verpakt.
Vergeleken met de bestaande technologie voor de productie van cellulose-ether, gebruikt de onderhavige uitvinding ethyleenoxide als veretheringsmiddel voor de bereiding van hydroxyethylmethylcellulose, dat een goede schimmelbestendigheid heeft dankzij de aanwezigheid van hydroxyethylgroepen. Het heeft een goede viscositeitsstabiliteit en schimmelbestendigheid tijdens langdurige opslag. Het kan worden gebruikt in plaats van andere cellulose-ethers.
Plaatsingstijd: 25-04-2024