Bakgrund och översikt
Cellulosaeter är ett allmänt använt polymerfinkemiskt material som tillverkas av naturlig polymercellulosa genom kemisk behandling. Efter tillverkningen av cellulosanitrat och cellulosaacetat på 1800-talet har kemister utvecklat en serie cellulosaderivat av många cellulosaetrar, och nya tillämpningsområden har kontinuerligt upptäckts, vilka involverar många industrisektorer. Cellulosaeterprodukter som natriumkarboximetylcellulosa (CMC), etylcellulosa (EC), hydroxietylcellulosa (HEC), hydroxipropylcellulosa (HPC), metylhydroxietylcellulosa (MHEC)ochmetylhydroxipropylcellulosa (MHPC)och andra cellulosaetrar är kända som "industriell mononatriumglutamat" och har använts i stor utsträckning inom oljeborrning, byggnation, beläggningar, livsmedel, medicin och dagliga kemikalier.
Hydroxietylmetylcellulosa (MHPC) är ett luktfritt, smaklöst, giftfritt vitt pulver som kan lösas i kallt vatten för att bilda en transparent viskös lösning. Det har egenskaperna förtjockning, bindning, dispergering, emulgering, filmbildning, suspension, adsorption, gelering, ytaktivitet, fuktbibehållande och kolloidskyddande. Tack vare vattenlösningens ytaktiva funktion kan den användas som ett kolloidalt skyddsmedel, emulgeringsmedel och dispergeringsmedel. Vattenlösningen av hydroxietylmetylcellulosa har god hydrofilicitet och är ett effektivt vattenretentionsmedel. Eftersom hydroxietylmetylcellulosa innehåller hydroxietylgrupper har den god mögelbeständighet, god viskositetsstabilitet och mögelbeständighet under långtidslagring.
Hydroxietylmetylcellulosa (HEMC) framställs genom att introducera etylenoxidsubstituenter (MS 0,3~0,4) i metylcellulosa (MC), och dess saltbeständighet är bättre än den för omodifierade polymerer. Geleringstemperaturen för metylcellulosa är också högre än för MC.
Strukturera
Särdrag
De viktigaste egenskaperna hos hydroxietylmetylcellulosa (HEMC) är:
1. Löslighet: Löslig i vatten och vissa organiska lösningsmedel. HEMC kan lösas i kallt vatten. Dess högsta koncentration bestäms endast av viskositeten. Lösligheten varierar med viskositeten. Ju lägre viskositet, desto större löslighet.
2. Saltbeständighet: HEMC-produkter är nonjoniska cellulosaetrar och inte polyelektrolyter, så de är relativt stabila i vattenlösningar när metallsalter eller organiska elektrolyter förekommer, men överdriven tillsats av elektrolyter kan orsaka gelbildning och utfällning.
3. Ytaktivitet: På grund av den ytaktiva funktionen hos vattenlösningen kan den användas som ett kolloidalt skyddsmedel, emulgeringsmedel och dispergeringsmedel.
4. Termisk gel: När vattenlösningen av HEMC-produkter värms upp till en viss temperatur blir den ogenomskinlig, gelar och fälls ut, men när den kyls kontinuerligt återgår den till sitt ursprungliga lösningstillstånd, och temperaturen vid vilken denna gel och utfällning sker beror huvudsakligen på dem, smörjmedel, suspensionshjälpmedel, skyddande kolloider, emulgeringsmedel etc.
5. Metabolisk inertitet och låg lukt- och dofthalt: HEMC används ofta inom livsmedel och medicin eftersom det inte metaboliseras och har låg lukt- och dofthalt.
6. Mögelbeständighet: HEMC har relativt god mögelbeständighet och god viskositetsstabilitet under långtidslagring.
7. pH-stabilitet: Viskositeten hos vattenlösningen av HEMC-produkter påverkas knappast av syra eller alkali, och pH-värdet är relativt stabilt inom intervallet 3,0 till 11,0.
Ansökan
Hydroxietylmetylcellulosa kan användas som ett kolloidalt skyddsmedel, emulgeringsmedel och dispergeringsmedel på grund av dess ytaktiva funktion i vattenlösning. Dess tillämpningsexempel är följande:
1. Effekt av hydroxietylmetylcellulosa på cementens prestanda. Hydroxietylmetylcellulosa är ett luktfritt, smaklöst, giftfritt vitt pulver som kan lösas i kallt vatten för att bilda en transparent viskös lösning. Det har egenskaperna förtjockning, bindning, dispergering, emulgering, filmbildning, suspension, adsorption, gelering, ytaktivitet, fuktbibehållande och kolloidskyddande. Eftersom vattenlösningen har en ytaktiv funktion kan den användas som ett kolloidalt skyddsmedel, emulgeringsmedel och dispergeringsmedel. Vattenlösningen av hydroxietylmetylcellulosa har god hydrofilicitet och är ett effektivt vattenretentionsmedel.
2. En mycket flexibel relieffärg framställs, vilken är gjord av följande råmaterial i viktdelar: 150–200 g avjoniserat vatten; 60–70 g ren akrylemulsion; 550–650 g tungt kalcium; 70–90 g talkpulver; vattenlösning av cellulosa 30–40 g; vattenlösning av lignocellulosa 10–20 g; filmbildande medel 4–6 g; antiseptiskt och fungicid 1,5–2,5 g; dispergeringsmedel 1,8–2,2 g; vätmedel 1,8–2,2 g; 3,5–4,5 g; etylenglykol 9–11 g; vattenlösningen av hydroxietylmetylcellulosa framställs genom att lösa upp 2–4 % hydroxietylmetylcellulosa i vatten; vattenlösningen av lignocellulosa är gjord av 1–3 % lignocellulosa som framställs genom upplösning i vatten.
Förberedelse
En framställningsmetod för hydroxietylmetylcellulosa, metoden går ut på att raffinerad bomull används som råmaterial och etylenoxid används som företringsmedel för att framställa hydroxietylmetylcellulosa. Viktandelarna av råmaterialen för framställning av hydroxietylmetylcellulosa är följande: 700-800 delar toluen- och isopropanolblandning som lösningsmedel, 30-40 delar vatten, 70-80 delar natriumhydroxid, 80-85 delar raffinerad bomull, 20-28 delar oxietan, 80-90 delar metylklorid, 16-19 delar isättiksyra; de specifika stegen är:
I det första steget tillsätts en blandning av toluen och isopropanol, vatten och natriumhydroxid i reaktionskitteln. Värm upp till 60–80 °C och håll varmt i 20–40 minuter.
Det andra steget, alkalisering: kyl ovanstående material till 30-50 °C, tillsätt raffinerad bomull, spraya toluen- och isopropanolblandningen med lösningsmedel, vakuumisera till 0,006 MPa, fyll på kväve i 3 omgångar och utför alkalisering efter utbytet. Alkaliseringsförhållandena är: alkaliseringstiden är 2 timmar och alkaliseringstemperaturen är 30 °C till 50 °C.
Det tredje steget, företring: efter att alkaliseringen är avslutad evakueras reaktorn till 0,05-0,07 MPa, och etylenoxid och metylklorid tillsätts i 30-50 minuter; det första steget av företring: 40-60 °C, 1,0-2,0 timmar, trycket kontrolleras mellan 0,15 och 0,3 MPa; det andra steget av företring: 60 ~ 90 ℃, 2,0 ~ 2,5 timmar, trycket kontrolleras mellan 0,4 och 0,8 MPa;
Det fjärde steget, neutralisering: tillsätt den uppmätta mängden isättiksyra i förväg till utfällningskärlet, pressa in det eterifierade materialet för neutralisering, höj temperaturen till 75-80 °C för utfällning, temperaturen stiger till 102 °C och pH-värdet detekteras till 6. Klockan 8 är lösningsmedelsrensningen klar; lösningsmedelsrensningstanken fylls med kranvatten behandlat med en omvänd osmosanordning vid 90 °C till 100 °C;
Det femte steget, centrifugaltvättning: materialet i det fjärde steget centrifugeras genom en horisontell skruvcentrifug, och det separerade materialet överförs i förväg till en tvätttank fylld med varmt vatten för tvättning av materialet;
Det sjätte steget, centrifugaltorkning: det tvättade materialet transporteras till torken genom en horisontell skruvcentrifug, och materialet torkas vid 150-170 °C, och det torkade materialet krossas och förpackas.
Jämfört med befintlig cellulosaeterproduktionsteknik använder föreliggande uppfinning etylenoxid som företringsmedel för att framställa hydroxietylmetylcellulosa, som har god mögelbeständighet tack vare att den innehåller hydroxietylgrupper. Den har god viskositetsstabilitet och mögelbeständighet under långtidslagring. Den kan användas istället för andra cellulosaetrar.
Publiceringstid: 25 april 2024