I. Увод
Хидроксиетил целулоза (ХЕЦ) је нејонски полимер растворљив у води који се широко користи у екстракцији нафте, премазима, грађевинарству, свакодневним хемикалијама, производњи папира и другим областима. ХЕЦ се добија хемијском модификацијом целулозе, а његова својства и употреба су углавном одређени хидроксиетил супституентима на молекулима целулозе.
II. Процес производње
Процес производње HEC-а углавном обухвата следеће кораке: етерификацију целулозе, прање, дехидрацију, сушење и млевење. Следи детаљан увод у сваки корак:
Етерификација целулозе
Целулоза се прво третира алкалијама да би се формирала алкална целулоза (целулозна алкалија). Овај процес се обично изводи у реактору, користећи раствор натријум хидроксида за третирање природне целулозе да би се формирала алкална целулоза. Хемијска реакција је следећа:
Ћелија-ОХ+НаОХ→Ћелија-О-На+Х2ОЋелија-ОХ+НаОХ→Ћелија-О-На+Х2О
Затим, алкална целулоза реагује са етилен оксидом да би се формирала хидроксиетил целулоза. Реакција се изводи под високим притиском, обично 30-100°C, а специфична реакција је следећа:
Ћелија-О-На+ЦХ2ЦХ2О→Ћелија-О-ЦХ2ЦХ2ОХЦелија-О-На+ЦХ 2ЦХ 2О→Ћелија-О-ЦХ 2ЦХ 2ОХ
Ова реакција захтева прецизну контролу температуре, притиска и количине додатог етилен оксида како би се осигурала уједначеност и квалитет производа.
Прање
Добијени сиров ХЕЦ обично садржи нереаговане алкалије, етилен оксид и друге нуспроизводе, које је потребно уклонити вишеструким испирањем водом или испирањем органским растварачима. Током процеса испирања водом потребна је велика количина воде, а отпадне воде након прања треба пречистити и испустити.
Дехидрација
Влажни ХЕЦ након прања треба дехидрирати, обично вакуумском филтрацијом или центрифугалним одвајањем како би се смањио садржај влаге.
Сушење
Дехидрирани HEC се суши, обично распршивањем или брзим сушењем. Температура и време морају бити строго контролисани током процеса сушења како би се избегла деградација или агломерација на високој температури.
Брушење
Осушени ХЕЦ блок треба самлети и просејати да би се постигла равномерна расподела величине честица и коначно формирао прашкасти или гранулирани производ.
III. Карактеристике перформанси
Растворљивост у води
ХЕЦ има добру растворљивост у води и може се брзо растворити и у хладној и у врућој води, формирајући провидан или провидан раствор. Ово својство растворљивости га чини широко коришћеним као згушњивач и стабилизатор у премазима и свакодневним хемијским производима.
Згушњавање
ХЕЦ показује снажан ефекат згушњавања у воденом раствору, а његова вискозност се повећава са повећањем молекулске тежине. Ово својство згушњавања му омогућава да игра улогу у згушњавању, задржавању воде и побољшању грађевинских перформанси премаза на бази воде и грађевинских малтера.
Реологија
Водени раствор HEC-а има јединствена реолошка својства, а његова вискозност се мења са променом брзине смицања, показујући смицајно разређивање или псеудопластичност. Ово реолошко својство му омогућава да прилагоди флуидност и конструкционе перформансе у премазима и флуидима за бушење нафтних поља.
Емулгирање и суспензија
ХЕЦ има добра својства емулгирања и суспендовања, што му омогућава да стабилизује суспендоване честице или капљице у дисперзионом систему како би се спречило стратификација и седиментација. Стога се ХЕЦ често користи у производима као што су емулзиони премази и суспензије лекова.
Биоразградивост
ХЕЦ је природни дериват целулозе са добром биоразградивошћу, без загађења животне средине и испуњава захтеве зелене заштите животне средине.
IV. Области примене
Премази
У премазима на бази воде, ХЕЦ се користи као згушњивач и стабилизатор за побољшање флуидности, конструкцијских перформанси и својстава против слегања премаза.
Грађевинарство
У грађевинским материјалима, ХЕЦ се користи у малтеру на бази цемента и праху за кит како би се побољшале грађевинске перформансе и задржавање воде.
Дневне хемикалије
У детерџентима, шампонима и пастама за зубе, ХЕЦ се користи као згушњивач и стабилизатор за побољшање осећаја и стабилности производа.
Нафтна поља
У флуидима за бушење и фрактурирање нафтних поља, HEC се користи за подешавање реолошких и суспензионих својстава флуида за бушење и побољшање ефикасности и безбедности бушења.
Производња папира
У процесу производње папира, HEC се користи за контролу флуидности пулпе и побољшање уједначености и површинских својстава папира.
Хидроксиетил целулоза (ХЕЦ) се широко користи у многим индустријским областима због своје одличне растворљивости у води, згушњавања, реолошких својстава, својстава емулгирања и суспендовања, као и добре биоразградивости. Њен производни процес је релативно зрео. Кроз кораке етерификације целулозе, прања, дехидрације, сушења и млевења, могу се припремити ХЕЦ производи са стабилним перформансама и добрим квалитетом. У будућности, са побољшањем захтева заштите животне средине и напретком технологије, изгледи за примену ХЕЦ-а биће шири.
Време објаве: 02.07.2024.