Tło i przegląd
Eter celulozowy jest szeroko stosowanym polimerowym materiałem chemicznym, wytwarzanym z naturalnej celulozy polimerowej poprzez obróbkę chemiczną. Po wyprodukowaniu azotanu celulozy i octanu celulozy w XIX wieku chemicy opracowali szereg pochodnych celulozy wielu eterów celulozowych, a nowe pola zastosowań były odkrywane nieustannie, angażując wiele sektorów przemysłu. Produkty z eteru celulozowego, takie jak sódkarboksymetyloceluloza (CMC), etyloceluloza (EC), hydroksyetyloceluloza (HEC), hydroksypropyloceluloza (HPC), metylohydroksyetyloceluloza (MHEC)Imetylohydroksypropyloceluloza (MHPC)i inne etery celulozy znane są jako „przemysłowy glutaminian sodu” i są szeroko stosowane w wierceniach naftowych, budownictwie, powłokach, żywności, medycynie i codziennych chemikaliach.
Hydroksyetylometyloceluloza (MHPC) to bezwonny, bezsmakowy, nietoksyczny biały proszek, który można rozpuścić w zimnej wodzie, aby utworzyć przezroczysty, lepki roztwór. Ma właściwości zagęszczające, wiążące, dyspergujące, emulgujące, tworzące film, zawieszające, adsorbujące, żelujące, powierzchniowo czynne, utrzymujące wilgoć i chroniące koloid. Ze względu na powierzchniowo aktywną funkcję wodnego roztworu może być stosowany jako koloidalny środek ochronny, emulgator i dyspergator. Wodny roztwór hydroksyetylometylocelulozy ma dobrą hydrofilowość i jest skutecznym środkiem zatrzymującym wodę. Ponieważ hydroksyetylometyloceluloza zawiera grupy hydroksyetylowe, ma dobre właściwości przeciwpleśniowe, dobrą stabilność lepkości i odporność na pleśń podczas długotrwałego przechowywania.
Hydroksyetylometyloceluloza (HEMC) jest przygotowywana przez wprowadzenie podstawników tlenku etylenu (MS 0,3~0,4) do metylocelulozy (MC), a jej odporność na sól jest lepsza niż polimerów niemodyfikowanych. Temperatura żelowania metylocelulozy jest również wyższa niż MC.
Struktura
Funkcja
Głównymi cechami hydroksyetylometylocelulozy (HEMC) są:
1. Rozpuszczalność: Rozpuszczalny w wodzie i niektórych rozpuszczalnikach organicznych. HEMC można rozpuścić w zimnej wodzie. Jego najwyższe stężenie jest określone tylko przez lepkość. Rozpuszczalność zmienia się wraz z lepkością. Im niższa lepkość, tym większa rozpuszczalność.
2. Odporność na sól: Produkty HEMC to niejonowe etery celulozy i nie są polielektrolitami, dlatego są stosunkowo stabilne w roztworach wodnych, gdy występują w nich sole metali lub elektrolity organiczne, jednak nadmierne dodanie elektrolitów może powodować żelowanie i wytrącanie.
3. Aktywność powierzchniowa: Ze względu na właściwości powierzchniowo czynne roztworu wodnego, może on być stosowany jako koloidalny środek ochronny, emulgator i dyspergator.
4. Żel termiczny: Gdy wodny roztwór produktów HEMC zostanie ogrzany do określonej temperatury, staje się nieprzezroczysty, żeluje i wytrąca się, ale gdy jest stale chłodzony, powraca do pierwotnego stanu roztworu, a temperatura, w której następuje żelowanie i wytrącanie, wynosi głównie W zależności od nich środki smarne, środki pomocnicze w zawieszaniu, koloidy ochronne, emulgatory itp.
5. Obojętność metaboliczna oraz słaby zapach i aromat: HEMC jest szeroko stosowany w żywności i medycynie, ponieważ nie ulega metabolizmowi oraz ma słaby zapach i aromat.
6. Odporność na pleśń: HEMC charakteryzuje się stosunkowo dobrą odpornością na pleśń i dobrą stabilnością lepkości w trakcie długotrwałego przechowywania.
7. Stabilność pH: Lepkość wodnego roztworu produktów HEMC jest w niewielkim stopniu zależna od kwasów lub zasad, a wartość pH jest stosunkowo stabilna w zakresie od 3,0 do 11,0.
Aplikacja
Hydroksyetylometyloceluloza może być stosowana jako koloidalny środek ochronny, emulgator i dyspergator ze względu na swoją funkcję powierzchniowo czynną w roztworze wodnym. Przykłady jej zastosowania są następujące:
1. Wpływ hydroksyetylometylocelulozy na wydajność cementu. Hydroksyetylometyloceluloza jest bezwonnym, bezsmakowym, nietoksycznym białym proszkiem, który można rozpuścić w zimnej wodzie, aby utworzyć przezroczysty lepki roztwór. Ma właściwości zagęszczające, wiążące, dyspergujące, emulgujące, tworzące film, zawieszające, adsorbujące, żelujące, powierzchniowo czynne, utrzymujące wilgoć i chroniące koloid. Ponieważ wodny roztwór ma funkcję powierzchniowo czynną, może być stosowany jako koloidalny środek ochronny, emulgator i dyspergator. Wodny roztwór hydroksyetylometylocelulozy ma dobrą hydrofilowość i jest skutecznym środkiem zatrzymującym wodę.
2. Przygotowuje się wysoce elastyczną farbę reliefową, która jest wykonana z następujących surowców w częściach wagowych: 150-200 g wody dejonizowanej; 60-70 g czystej emulsji akrylowej; 550-650 g ciężkiego wapnia; 70-90 g talku; Wodny roztwór celulozy bazowej 30-40 g; Wodny roztwór lignocelulozy 10-20 g; Pomocniczy środek filmotwórczy 4-6 g; Środek antyseptyczny i grzybobójczy 1,5-2,5 g; Dyspergator 1,8-2,2 g; Środek zwilżający 1,8-2,2 g; 3,5-4,5 g; Glikol etylenowy 9-11 g; Wodny roztwór hydroksyetylometylocelulozy jest wytwarzany przez rozpuszczenie 2-4% hydroksyetylometylocelulozy w wodzie; Wodny roztwór lignocelulozy jest wytwarzany z 1-3% Lignocelulozy jest wytwarzany przez rozpuszczenie w wodzie.
Przygotowanie
Metoda przygotowania hydroksyetylometylocelulozy, metoda polega na tym, że rafinowana bawełna jest używana jako surowiec, a tlenek etylenu jest używany jako środek eteryfikujący do przygotowania hydroksyetylometylocelulozy. Części wagowe surowców do przygotowania hydroksyetylometylocelulozy są następujące: 700-800 części mieszaniny toluenu i izopropanolu jako rozpuszczalnika, 30-40 części wody, 70-80 części wodorotlenku sodu, 80-85 części rafinowanej bawełny, pierścień 20-28 części oksyetanu, 80-90 części chlorku metylu, 16-19 części lodowatego kwasu octowego; konkretne kroki są następujące:
Pierwszy krok: do kotła reakcyjnego należy dodać mieszaninę toluenu i izopropanolu, wodę i wodorotlenek sodu, podgrzać do temperatury 60–80 °C, utrzymywać ciepło przez 20–40 minut;
Drugi etap, alkalizacja: schłodź powyższe materiały do 30-50°C, dodaj rafinowaną bawełnę, spryskaj mieszaniną rozpuszczalnika toluenu i izopropanolu, odkurz do 0,006 MPa, napełnij azotem na trzy wymiany i przeprowadź po wymianie. Warunki alkalizacji są następujące: czas alkalizacji wynosi 2 godziny, a temperatura alkalizacji wynosi od 30°C do 50°C;
Trzeci etap, eteryfikacja: po zakończeniu alkalizacji reaktor zostaje ewakuowany do 0,05-0,07 MPa, a tlenek etylenu i chlorek metylu są dodawane przez 30-50 minut; pierwszy etap eteryfikacji: 40-60°C, 1,0-2,0 godziny, ciśnienie jest kontrolowane w zakresie od 0,15 do 0,3 MPa; drugi etap eteryfikacji: 60～90℃, 2,0～2,5 godziny, ciśnienie jest kontrolowane w zakresie od 0,4 do 0,8 MPa;
Czwarty krok, neutralizacja: do kotła strącającego należy dodać odmierzony lodowaty kwas octowy, wcisnąć go do materiału zeteryfikowanego w celu neutralizacji, podnieść temperaturę do 75-80°C w celu strącania, temperatura wzrasta do 102°C, a wartość pH wynosi 6. O godzinie 8 desolwentyzacja jest zakończona; zbiornik desolwentyzacji jest napełniany wodą z kranu uzdatnioną przez urządzenie odwróconej osmozy w temperaturze od 90°C do 100°C;
Piąty etap, mycie wirówkowe: w czwartym etapie materiał jest odwirowywany w poziomej wirówce ślimakowej, a oddzielony materiał jest przenoszony do zbiornika myjącego wypełnionego wcześniej gorącą wodą w celu umycia materiału;
Szósty etap, suszenie wirówkowe: umyty materiał jest transportowany do suszarki przez poziomą wirówkę ślimakową, a następnie suszony w temperaturze 150–170°C, po czym wysuszony materiał jest kruszony i pakowany.
W porównaniu z istniejącą technologią produkcji eteru celulozy, niniejszy wynalazek wykorzystuje tlenek etylenu jako środek eteryfikujący do przygotowania hydroksyetylometylocelulozy, która ma dobrą odporność na pleśń ze względu na zawartość grup hydroksyetylowych. Ma dobrą stabilność lepkości i odporność na pleśń podczas długotrwałego przechowywania. Może być stosowana zamiast innych eterów celulozy.
Czas publikacji: 25-kwi-2024