Hydroxypropylmethylcellulose HPMCHydroxypromellose, ook bekend als hydroxypromellose, is een wit tot gebroken wit cellulose-etherpoeder of -granulaat dat, net als methylcellulose, oplosbaar is in koud water en onoplosbaar in heet water. Het is een niet-ionische cellulose-ether, gevormd door de hydroxypropylgroep en de methylgroep, die verbonden zijn met de etherbinding en de watervrije glucosering van cellulose. Het is een semisynthetisch, inactief, visco-elastisch polymeer dat veelvuldig wordt gebruikt als smeermiddel in de oogheelkunde of als hulpstof in orale geneesmiddelen.
1. Het productieproces
Kraftpulp met een α-cellulosegehalte van 97%, een intrinsieke viscositeit van 720 ml/g en een gemiddelde vezellengte van 2,6 mm werd 50 seconden lang geweekt in een 49% NaOH-oplossing bij 40 °C. Vervolgens werd de pulp geëxtrudeerd om de overtollige 49% NaOH-oplossing te verwijderen en alkalicellulose te verkrijgen. De gewichtsverhouding van (49% NaOH-oplossing) tot (vaste stof in de pulp) tijdens de impregnering was 200. De gewichtsverhouding van NaOH in de alkalicellulose tot de vaste stof in de pulp is 1,49. De aldus verkregen alkalicellulose (20 kg) werd in een drukvat met interne roering geplaatst, vervolgens geëvacueerd en gespoeld met stikstof om zuurstof uit de reactor te verwijderen. Daarna werd de temperatuur in de reactor op 60 °C gehouden terwijl intern geroerd werd.
Vervolgens werd 2,4 kg dME toegevoegd en de temperatuur in de reactor werd geregeld op 60℃. Na toevoeging van dimethylether werd methyleenchloride toegevoegd om de molaire verhouding van methyleenchloride tot NaOH in alkalische cellulose op 1,3 te brengen. Propyleenoxide werd toegevoegd om de gewichtsverhouding van propyleenoxide tot vaste stof in de pulp op 1,97 te brengen, en de temperatuur in de reactor werd geregeld tussen 60℃ en 80℃. Na toevoeging van chloormethaan en propyleenoxide werd de temperatuur in de reactor geregeld tussen 80℃ en 90℃. De reactie werd vervolgens 20 minuten bij 90℃ voortgezet.
Het gas wordt vervolgens uit de reactor afgetapt en de ruwe hydroxypropylmethylcellulose wordt uit de reactor verwijderd. De temperatuur van de ruwe hydroxypropylmethylcellulose was 62℃. De cumulatieve deeltjesgrootte van 50% wordt gemeten in de cumulatieve gewichtsgebaseerde deeltjesgrootteverdeling, gebaseerd op de verhouding van de ruwe hydroxypropylmethylcellulose door de openingen van vijf zeven, elk met een verschillende maaswijdte.
Als gevolg hiervan bedroeg de gemiddelde deeltjesgrootte van de grove deeltjes 6,2 mm. De verkregen ruwe hydroxypropylmethylcellulose werd in een continue biaxiale kneedmachine (KRC kneedmachine S1, L/D = 10,2, intern volume 0,12 L, rotatiesnelheid 150 rpm) gebracht met een snelheid van 10 kg/uur, waardoor ontlede ruwe hydroxypropylmethylcellulose werd verkregen. Uit soortgelijke metingen met 5 zeven met verschillende maaswijdtes bleek de gemiddelde deeltjesgrootte 1,4 mm te zijn. Aan de ontlede ruwe hydroxypropylmethylcellulose in de tank met temperatuurregeling werd heet water van 80 °C toegevoegd, waarbij de gewichtsverhouding van de ontlede ruwe hydroxypropylmethylcellulose tot de totale hoeveelheid slurry 0,1 bedroeg. De slurry werd vervolgens 60 minuten lang geroerd bij een constante temperatuur van 80 °C.
Vervolgens wordt de slurry toegevoerd aan een voorverwarmd roterend drukfilter (BHS Sonthofen-producten) met een rotatiesnelheid van 0,5 RPM. De temperatuur van de mortel is 93 °C. De slurry wordt toegevoerd met een pomp met een persdruk van 0,2 MPa. De opening van het roterende drukfilter is 80 μm en het filteroppervlak is 0,12 m². De slurry wordt door het filter gefilterd en omgezet in een filterkoek. De resulterende filterkoek wordt vervolgens behandeld met stoom van 0,3 MPa en heet water van 95 °C in een gewichtsverhouding van 10,0 ten opzichte van de vaste component van de gewassen hydroxypropylmethylcellulose, waarna deze door een filter wordt gefilterd.
Heet water wordt via een pomp aangevoerd met een persdruk van 0,2 MPa. Na de toevoer van heet water wordt stoom met een druk van 0,3 MPa toegevoerd. Vervolgens worden de gewassen producten door een schraper van het filteroppervlak verwijderd en uit de wasmachine afgevoerd. De stappen van het aanvoeren van de slurry tot het afvoeren van de gewassen producten worden continu uitgevoerd. Het watergehalte van het afgevoerde gewassen product bedroeg 52,8%, gemeten met een warmte-drooghygrometer. De gewassen producten die uit het roterende drukfilter werden afgevoerd, werden gedroogd in een luchtdroger bij 80 °C en vermalen in de Victory-molen om hydroxypropylmethylcellulose te verkrijgen.
2. Toepassing
HPMCHet product wordt gebruikt als verdikkingsmiddel, dispergeermiddel, bindmiddel, emulgator en stabilisator in de textielindustrie. Het wordt ook veelvuldig toegepast in de synthetische hars-, petrochemische, keramische, papier-, leer-, geneesmiddelen-, voedingsmiddelen-, cosmetica- en andere industrieën.
Geplaatst op: 26 april 2024