Como a metil hidroxietilcelulose é preparada?

Histórico e Visão Geral

O éter de celulose é um material químico fino polimérico amplamente utilizado, obtido a partir de celulose polimérica natural por meio de tratamento químico. Após a fabricação de nitrato de celulose e acetato de celulose no século XIX, os químicos desenvolveram uma série de derivados de celulose a partir de muitos éteres de celulose, e novos campos de aplicação foram descobertos continuamente, envolvendo diversos setores industriais. Produtos de éter de celulose, como o sódiocarboximetilcelulose (CMC), etilcelulose (CE), hidroxietilcelulose (HEC), hidroxipropilcelulose (HPC), metil hidroxietilcelulose (MHEC)emetil hidroxipropilcelulose (MHPC)e outros éteres de celulose são conhecidos como “glutamato monossódico industrial” e têm sido amplamente utilizados em perfuração de petróleo, construção, revestimentos, alimentos, medicamentos e produtos químicos diários.

A hidroxietilmetilcelulose (MHPC) é um pó branco, inodoro, insípido e atóxico, que pode ser dissolvido em água fria para formar uma solução viscosa transparente. Possui as características de espessante, aglutinante, dispersante, emulsificante, filmogênico, suspensor, adsorvente, gelificante, tensoativo, retentor de umidade e protetor de colóides. Devido à função de tensoativo da solução aquosa, pode ser utilizada como agente protetor coloidal, emulsificante e dispersante. A solução aquosa de hidroxietilmetilcelulose apresenta boa hidrofilicidade e é um eficiente agente de retenção de água. Como a hidroxietilmetilcelulose contém grupos hidroxietil, apresenta boa capacidade antimofo, boa estabilidade de viscosidade e resistência ao mofo durante o armazenamento a longo prazo.

A hidroxietilmetilcelulose (HEMC) é preparada pela introdução de substituintes de óxido de etileno (MS 0,3 a 0,4) na metilcelulose (MC), e sua resistência à salinidade é superior à de polímeros não modificados. A temperatura de gelificação da metilcelulose também é superior à da MC.

Estrutura

Recurso

As principais características da hidroxietilmetilcelulose (HEMC) são:

1. Solubilidade: Solúvel em água e em alguns solventes orgânicos. O HEMC pode ser dissolvido em água fria. Sua maior concentração é determinada apenas pela viscosidade. A solubilidade varia com a viscosidade. Quanto menor a viscosidade, maior a solubilidade.

2. Resistência ao sal: os produtos HEMC são éteres de celulose não iônicos e não são polieletrólitos, portanto são relativamente estáveis ​​em soluções aquosas quando existem sais metálicos ou eletrólitos orgânicos, mas a adição excessiva de eletrólitos pode causar gelificação e precipitação.

3. Atividade de superfície: Devido à função de atividade de superfície da solução aquosa, ela pode ser usada como um agente protetor coloidal, emulsificante e dispersante.

4. Gel térmico: Quando a solução aquosa dos produtos HEMC é aquecida a uma determinada temperatura, ela se torna opaca, gelifica e precipita, mas quando é resfriada continuamente, ela retorna ao estado de solução original, e a temperatura na qual esse gel e a precipitação ocorrem depende principalmente de lubrificantes, auxiliares de suspensão, coloides protetores, emulsificantes etc.

5. Inércia metabólica e baixo odor e fragrância: O HEMC é amplamente utilizado em alimentos e medicamentos porque não é metabolizado e tem baixo odor e fragrância.

6. Resistência ao mofo: O HEMC tem resistência relativamente boa ao mofo e boa estabilidade de viscosidade durante armazenamento a longo prazo.

7. Estabilidade do pH: A viscosidade da solução aquosa dos produtos HEMC dificilmente é afetada por ácido ou álcali, e o valor do pH é relativamente estável dentro da faixa de 3,0 a 11,0.

Aplicativo

A hidroxietilmetilcelulose pode ser utilizada como agente protetor coloidal, emulsificante e dispersante devido à sua função tensoativa em solução aquosa. Seus exemplos de aplicação são os seguintes:

1. Efeito da hidroxietilmetilcelulose no desempenho do cimento. A hidroxietilmetilcelulose é um pó branco, inodoro, insípido e atóxico, que pode ser dissolvido em água fria para formar uma solução viscosa transparente. Possui as características de espessamento, ligação, dispersão, emulsificação, formação de filme, suspensão, adsorção, gelificação, atividade de superfície, manutenção da umidade e proteção do coloide. Como a solução aquosa possui função de superfície ativa, pode ser usada como agente protetor coloidal, emulsificante e dispersante. A solução aquosa de hidroxietilmetilcelulose possui boa hidrofilicidade e é um eficiente agente de retenção de água.

2. É preparada uma tinta de relevo altamente flexível, feita das seguintes matérias-primas em partes por peso: 150-200 g de água deionizada; 60-70 g de emulsão acrílica pura; 550-650 g de cálcio pesado; 70-90 g de pó de talco; Solução aquosa de celulose base 30-40 g; solução aquosa de lignocelulose 10-20 g; auxiliar de formação de filme 4-6 g; antisséptico e fungicida 1,5-2,5 g; dispersante 1,8-2,2 g; agente umectante 1,8-2,2 g; 3,5-4,5 g; Etilenoglicol 9-11 g; A solução aquosa de hidroxietilmetilcelulose é feita dissolvendo 2-4% de hidroxietilmetilcelulose em água; A solução aquosa de lignocelulose é feita de 1-3% A lignocelulose é feita dissolvendo em água.

Preparação

Um método de preparação de hidroxietilmetilcelulose consiste em usar algodão refinado como matéria-prima e óxido de etileno como agente de eterificação para preparar hidroxietilmetilcelulose. As partes em peso das matérias-primas para a preparação de hidroxietilmetilcelulose são as seguintes: 700-800 partes de uma mistura de tolueno e isopropanol como solvente, 30-40 partes de água, 70-80 partes de hidróxido de sódio, 80-85 partes de algodão refinado, 20-28 partes de oxietano, 80-90 partes de cloreto de metila e 16-19 partes de ácido acético glacial; as etapas específicas são:

O primeiro passo, na caldeira de reação, adicione a mistura de tolueno e isopropanol, água e hidróxido de sódio, aqueça até 60-80 ° C, mantenha aquecido por 20-40 minutos;

A segunda etapa, alcalinização: resfrie os materiais acima a 30-50 ° C, adicione algodão refinado, borrife o solvente da mistura de tolueno e isopropanol, aspire a 0,006 MPa, preencha com nitrogênio para 3 substituições e execute após a substituição a alcalinização, as condições de alcalinização são: o tempo de alcalinização é de 2 horas e a temperatura de alcalinização é de 30 ° C a 50 ° C;

A terceira etapa, eterificação: após a conclusão da alcalinização, o reator é evacuado para 0,05-0,07 MPa, e óxido de etileno e cloreto de metila são adicionados por 30-50 minutos; o primeiro estágio da eterificação: 40-60 ° C, 1,0-2,0 horas, a pressão é controlada entre 0,15 e 0,3 MPa; o segundo estágio da eterificação: 60 ～ 90 ℃, 2,0 ～ 2,5 horas, a pressão é controlada entre 0,4 e 0,8 MPa;

A quarta etapa, neutralização: adicione o ácido acético glacial medido com antecedência à chaleira de precipitação, pressione no material eterificado para neutralização, aumente a temperatura para 75-80 ° C para precipitação, a temperatura sobe para 102 ° C e o valor de pH é detectado como 6. Às 8 horas, a dessolventização é concluída; o tanque de dessolventização é preenchido com água da torneira tratada por um dispositivo de osmose reversa de 90 ° C a 100 ° C;

Quinta etapa, lavagem centrífuga: o material da quarta etapa é centrifugado através de uma centrífuga de parafuso horizontal, e o material separado é transferido para um tanque de lavagem previamente preenchido com água quente para lavagem do material;

Sexta etapa, secagem centrífuga: o material lavado é transportado para o secador por meio de uma centrífuga de parafuso horizontal, e o material é seco a 150-170°C, e o material seco é triturado e embalado.

Em comparação com a tecnologia existente de produção de éter de celulose, a presente invenção utiliza óxido de etileno como agente de eterificação para preparar hidroxietilmetilcelulose, que apresenta boa resistência a mofo devido à presença de grupos hidroxietil. Apresenta boa estabilidade de viscosidade e resistência a mofo durante o armazenamento a longo prazo. Pode ser usada no lugar de outros éteres de celulose.