Cum se prepară metilhidroxietilceluloza?

Context și prezentare generală

Eterul de celuloză este un material chimic fin polimeric utilizat pe scară largă, obținut din celuloză polimerică naturală prin tratament chimic. După fabricarea azotatului de celuloză și a acetatului de celuloză în secolul al XIX-lea, chimiștii au dezvoltat o serie de derivați de celuloză ai multor eteri de celuloză, iar noi domenii de aplicare au fost descoperite continuu, implicând multe sectoare industriale. Produse din eter de celuloză, cum ar fi eterul de sodiu...carboximetilceluloză (CMC), etilceluloză (EC), hidroxietilceluloză (HEC), hidroxipropilceluloză (HPC), metilhidroxietilceluloză (MHEC)şimetilhidroxipropilceluloză (MHPC)și alți eteri de celuloză sunt cunoscuți sub numele de „glutamat monosodic industrial” și au fost utilizați pe scară largă în forajul petrolier, construcții, acoperiri, alimente, medicamente și substanțe chimice de zi cu zi.

Hidroxietilmetilceluloza (MHPC) este o pulbere albă inodoră, insipidă și netoxică, care poate fi dizolvată în apă rece pentru a forma o soluție vâscoasă transparentă. Are caracteristici de îngroșare, legare, dispersare, emulsionare, formare de film, suspendare, adsorbție, gelificare, tensioactivă, menținere a umidității și protecție coloidală. Datorită funcției tensioactive a soluției apoase, aceasta poate fi utilizată ca agent protector coloidal, emulgator și dispersant. Soluția apoasă de hidroxietilmetilceluloză are o bună hidrofilicitate și este un agent eficient de retenție a apei. Deoarece hidroxietilmetilceluloza conține grupări hidroxietil, are o bună capacitate anti-mucegai, o bună stabilitate a vâscozității și rezistență la mucegai în timpul depozitării pe termen lung.

Hidroxietilmetilceluloza (HEMC) se prepară prin introducerea substituenților de oxid de etilenă (MS 0,3~0,4) în metilceluloză (MC), iar rezistența sa la săruri este mai bună decât cea a polimerilor nemodificați. Temperatura de gelificare a metilcelulozei este, de asemenea, mai mare decât cea a MC.

Structura

Caracteristică

Principalele caracteristici ale hidroxietilmetilcelulozei (HEMC) sunt:

1. Solubilitate: Solubil în apă și în anumiți solvenți organici. HEMC poate fi dizolvat în apă rece. Concentrația sa maximă este determinată doar de vâscozitate. Solubilitatea variază în funcție de vâscozitate. Cu cât vâscozitatea este mai mică, cu atât solubilitatea este mai mare.

2. Rezistența la sare: Produsele HEMC sunt eteri de celuloză neionici și nu sunt polielectroliți, deci sunt relativ stabile în soluții apoase atunci când există săruri metalice sau electroliți organici, dar adăugarea excesivă de electroliți poate provoca gelificare și precipitare.

3. Activitate tensioactivă: Datorită funcției tensioactive a soluției apoase, aceasta poate fi utilizată ca agent coloidal protector, emulgator și dispersant.

4. Gel termic: Când soluția apoasă a produselor HEMC este încălzită la o anumită temperatură, aceasta devine opacă, gelifică și precipită, dar când este răcită continuu, revine la starea inițială a soluției, iar temperatura la care are loc acest gel și precipitare depinde în principal de lubrifianți, adjuvanți de suspendare, coloizi protectori, emulgatori etc.

5. Inerție metabolică și miros și parfum redus: HEMC este utilizat pe scară largă în alimente și medicamente, deoarece nu va fi metabolizat și are miros și parfum redus.

6. Rezistență la mucegai: HEMC are o rezistență relativ bună la mucegai și o bună stabilitate a vâscozității în timpul depozitării pe termen lung.

7. Stabilitatea pH-ului: Vâscozitatea soluției apoase de produse HEMC este greu afectată de acid sau alcali, iar valoarea pH-ului este relativ stabilă în intervalul 3,0 - 11,0.

Aplicație

Hidroxietilmetilceluloza poate fi utilizată ca agent coloidal protector, emulgator și dispersant datorită funcției sale tensioactive în soluție apoasă. Exemplele sale de aplicare sunt următoarele:

1. Efectul hidroxietilmetilcelulozei asupra performanței cimentului. Hidroxietilmetilceluloza este o pulbere albă inodoră, insipidă și netoxică, care poate fi dizolvată în apă rece pentru a forma o soluție vâscoasă transparentă. Are caracteristici de îngroșare, legare, dispersare, emulsionare, formare de film, suspendare, adsorbție, gelificare, tensioactivă, menținere a umidității și protecție coloidală. Deoarece soluția apoasă are o funcție tensioactivă, poate fi utilizată ca agent protector coloidal, emulgator și dispersant. Soluția apoasă de hidroxietilmetilceluloză are o hidrofilicitate bună și este un agent eficient de retenție a apei.

2. Se prepară o vopsea în relief extrem de flexibilă, care este obținută din următoarele materii prime, în părți în greutate: 150-200 g apă deionizată; 60-70 g emulsie acrilică pură; 550-650 g calciu greu; 70-90 g pudră de talc; Soluție apoasă de celuloză bază 30-40 g; soluție apoasă de lignoceluloză 10-20 g; adjuvant peliculogen 4-6 g; antiseptic și fungicid 1,5-2,5 g; dispersant 1,8-2,2 g; agent de umectare 1,8-2,2 g; 3,5-4,5 g; Etilen glicol 9-11 g; Soluția apoasă de hidroxietilmetilceluloză se obține prin dizolvarea a 2-4% hidroxietilmetilceluloză în apă; Soluția apoasă de lignoceluloză este obținută din 1-3% lignoceluloză, care se obține prin dizolvarea în apă.

Pregătire

O metodă de preparare a hidroxietilmetilcelulozei, metoda constă în utilizarea bumbacului rafinat ca materie primă și utilizarea oxidului de etilen ca agent de eterificare pentru prepararea hidroxietilmetilcelulozei. Conținutul de materii prime pentru prepararea hidroxietilmetilcelulozei este următorul: 700-800 părți amestec de toluen și izopropanol ca solvent, 30-40 părți apă, 70-80 părți hidroxid de sodiu, 80-85 părți bumbac rafinat, 20-28 părți oxietan, 80-90 părți clorură de metil, 16-19 părți acid acetic glacial; etapele specifice sunt:

În primul pas, în cazanul de reacție, se adaugă un amestec de toluen și izopropanol, apă și hidroxid de sodiu, se încălzește până la 60-80 °C, se menține la cald timp de 20-40 de minute;

A doua etapă, alcalinizarea: răciți materialele de mai sus la 30-50°C, adăugați bumbac rafinat, pulverizați solventul amestecului de toluen și izopropanol, vidați la 0,006Mpa, umpleți cu azot pentru 3 înlocuiri și efectuați alcalinizarea după înlocuire, condițiile de alcalinizare fiind: timpul de alcalinizare este de 2 ore, iar temperatura de alcalinizare este de 30°C până la 50°C;

A treia etapă, eterificarea: după finalizarea alcalinizării, reactorul este vidat la 0,05-0,07 MPa și se adaugă oxid de etilenă și clorură de metil timp de 30-50 de minute; prima etapă de eterificare: 40-60°C, 1,0-2,0 ore, presiunea este controlată între 0,15 și 0,3 MPa; a doua etapă de eterificare: 60～90℃, 2,0～2,5 ore, presiunea este controlată între 0,4 și 0,8 MPa;

A patra etapă, neutralizarea: se adaugă în prealabil acidul acetic glacial măsurat în cazanul de precipitare, se presează în materialul eterificat pentru neutralizare, se crește temperatura la 75-80°C pentru precipitare, temperatura crește la 102°C, iar valoarea pH-ului este detectată ca fiind 6. La ora 8, desolventizarea este finalizată; rezervorul de desolventizare este umplut cu apă de la robinet tratată de un dispozitiv de osmoză inversă la 90°C până la 100°C;

A cincea etapă, spălarea centrifugă: materialul din a patra etapă este centrifugat printr-o centrifugă orizontală cu șurub, iar materialul separat este transferat într-un rezervor de spălare umplut în prealabil cu apă fierbinte pentru spălarea materialului;

A șasea etapă, uscarea centrifugă: materialul spălat este transportat în uscător printr-o centrifugă orizontală cu șurub, iar materialul este uscat la 150-170°C, iar materialul uscat este zdrobit și ambalat.

Comparativ cu tehnologia existentă de producere a eterului de celuloză, prezenta invenție utilizează oxid de etilenă ca agent de eterificare pentru a prepara hidroxietilmetilceluloză, care are o bună rezistență la mucegai datorită conținutului de grupări hidroxietil. Aceasta are o bună stabilitate a vâscozității și rezistență la mucegai în timpul depozitării pe termen lung. Poate fi utilizată în locul altor eteri de celuloză.