บทนำการประยุกต์ใช้ไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลส

คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลส
ลักษณะภายนอก ผลิตภัณฑ์นี้เป็นของแข็งที่เป็นเส้นใยหรือผงสีขาวถึงเหลืองอ่อน ไม่เป็นพิษและไม่มีรสชาติ
จุดหลอมเหลว 288-290 °C (สลายตัว)
ความหนาแน่น 0.75 กรัม/มิลลิลิตร ที่อุณหภูมิ 25 องศาเซลเซียส (อ้างอิงจากเอกสาร)
ความสามารถในการละลาย ละลายได้ในน้ำ ไม่ละลายในตัวทำละลายอินทรีย์ทั่วไป ละลายได้ในน้ำเย็นและน้ำร้อน และโดยทั่วไปไม่ละลายในตัวทำละลายอินทรีย์ส่วนใหญ่ ความหนืดเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในช่วงค่า pH 2-12 แต่ความหนืดจะลดลงเมื่อเกินช่วงนี้ มีคุณสมบัติในการเพิ่มความหนืด การแขวนลอย การยึดเกาะ การทำให้เกิดอิมัลชัน การกระจายตัว และการรักษาความชุ่มชื้น สามารถเตรียมสารละลายที่มีความหนืดแตกต่างกันได้ มีความสามารถในการละลายเกลือที่ดีเยี่ยมสำหรับอิเล็กโทรไลต์

ไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลสเป็นสารลดแรงตึงผิวที่ไม่แตกตัวเป็นไอออน นอกจากคุณสมบัติในการเพิ่มความหนืด การแขวนลอย การยึดเกาะ การลอยตัว การสร้างฟิล์ม การกระจายตัว การกักเก็บน้ำ และการเป็นคอลลอยด์ป้องกันแล้ว ยังมีคุณสมบัติอื่นๆ ดังต่อไปนี้:
1. HEC สามารถละลายได้ในน้ำร้อนหรือน้ำเย็น ที่อุณหภูมิสูงหรือจุดเดือดโดยไม่เกิดการตกตะกอน จึงมีคุณสมบัติในการละลายและความหนืดที่หลากหลาย และไม่เกิดการก่อตัวเป็นเจลโดยไม่ใช้ความร้อน
2. เป็นสารที่ไม่แตกตัวเป็นไอออนและสามารถอยู่ร่วมกับโพลิเมอร์ที่ละลายน้ำได้ สารลดแรงตึงผิว และเกลือชนิดอื่นๆ ได้หลากหลาย เป็นสารเพิ่มความหนืดแบบคอลลอยด์ที่ดีเยี่ยมสำหรับสารละลายอิเล็กโทรไลต์ที่มีความเข้มข้นสูง
3. ความสามารถในการกักเก็บน้ำสูงกว่าเมทิลเซลลูโลสถึงสองเท่า และมีการควบคุมการไหลที่ดีกว่า
4. เมื่อเปรียบเทียบกับเมทิลเซลลูโลสและไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสที่เป็นที่ยอมรับ ความสามารถในการกระจายตัวของ HEC นั้นแย่ที่สุด แต่ความสามารถในการเป็นคอลลอยด์ป้องกันนั้นแข็งแกร่งที่สุด

ข้อกำหนดทางเทคนิคและมาตรฐานคุณภาพสำหรับไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลส
รายการ: ดัชนีการแทนที่โมลาร์ (MS) 2.0-2.5 ความชื้น (%) ≤5 สารที่ไม่ละลายน้ำ (%) ≤0.5 ค่า pH 6.0-8.5 โลหะหนัก (ug/g) ≤20 เถ้า (%) ≤5 ความหนืด (mpa. s) สารละลายในน้ำ 2% ที่อุณหภูมิ 20 ℃ 5-60000 ตะกั่ว (%) ≤0.001

การใช้งานของไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลส
【การใช้งานที่ 1】ใช้เป็นสารลดแรงตึงผิว สารเพิ่มความหนืดของน้ำยาง สารป้องกันคอลลอยด์ ของเหลวสำหรับแตกหินในการสำรวจน้ำมัน สารกระจายตัวของโพลีสไตรีนและโพลีไวนิลคลอไรด์ เป็นต้น
[การใช้งานที่ 2] ใช้เป็นสารเพิ่มความหนืดและลดการสูญเสียของเหลวสำหรับน้ำยาขุดเจาะและน้ำยาสำหรับงานเจาะบ่อที่มีส่วนประกอบของน้ำ และมีผลในการเพิ่มความหนืดอย่างเห็นได้ชัดในน้ำยาขุดเจาะที่มีส่วนประกอบของน้ำเกลือ นอกจากนี้ยังสามารถใช้เป็นสารลดการสูญเสียของเหลวสำหรับซีเมนต์บ่อน้ำมันได้ และสามารถเชื่อมโยงกับไอออนโลหะหลายวาเลนซ์เพื่อสร้างเจลได้
[การใช้งานที่ 3] ผลิตภัณฑ์นี้ใช้เป็นสารกระจายตัวโพลีเมอร์สำหรับของเหลวแตกหินแบบเจลที่ใช้น้ำเป็นตัวทำละลาย โพลีสไตรีน และโพลีไวนิลคลอไรด์ในการทำเหมืองแตกหิน นอกจากนี้ยังสามารถใช้เป็นสารเพิ่มความหนืดของอิมัลชันในอุตสาหกรรมสี สารป้องกันความชื้นในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ สารป้องกันการจับตัวเป็นก้อนของซีเมนต์ และสารกักเก็บความชื้นในอุตสาหกรรมการก่อสร้าง การเคลือบเซรามิก และสารยึดเกาะในยาสีฟัน อีกทั้งยังใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมการพิมพ์และการย้อมสี สิ่งทอ การผลิตกระดาษ ยา สุขอนามัย อาหาร บุหรี่ สารกำจัดศัตรูพืช และสารดับเพลิง
[การใช้งานที่ 4] ใช้เป็นสารลดแรงตึงผิว สารปกป้องคอลลอยด์ สารทำให้คงตัวสำหรับอิมัลชันของไวนิลคลอไรด์ ไวนิลอะซิเตต และอิมัลชันอื่นๆ รวมถึงสารเพิ่มความหนืด สารกระจายตัว และสารทำให้คงตัวสำหรับการกระจายตัวของน้ำยาง ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมสี เส้นใย การย้อมสี การผลิตกระดาษ เครื่องสำอาง ยา สารกำจัดศัตรูพืช ฯลฯ นอกจากนี้ยังมีการใช้งานมากมายในอุตสาหกรรมสำรวจน้ำมันและเครื่องจักรกล
【การใช้งานที่ 5】ไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลสมีคุณสมบัติในการปรับสภาพพื้นผิว เพิ่มความหนืด สารแขวนลอย สารยึดเกาะ สารทำให้เกิดอิมัลชัน สารสร้างฟิล์ม สารกระจายตัว สารกักเก็บน้ำ และสารปกป้องในผลิตภัณฑ์ยาที่เป็นของแข็งและของเหลว

การประยุกต์ใช้ไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลส
ใช้ในงานเคลือบผิวอาคาร เครื่องสำอาง ยาสีฟัน สารลดแรงตึงผิว สารเพิ่มความหนืดในน้ำยาง สารป้องกันคอลลอยด์ ของเหลวสำหรับงานแยกน้ำมัน สารกระจายตัวของโพลีสไตรีนและโพลีไวนิลคลอไรด์ เป็นต้น

เอกสารข้อมูลความปลอดภัยของวัสดุ (MSDS) สำหรับไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลส
1. ผลิตภัณฑ์มีความเสี่ยงต่อการระเบิดของฝุ่น เมื่อใช้งานในปริมาณมากหรือเป็นจำนวนมาก ควรระมัดระวังอย่าให้ฝุ่นฟุ้งกระจายหรือฟุ้งกระจายในอากาศ และควรเก็บให้ห่างจากความร้อน ประกายไฟ เปลวไฟ และไฟฟ้าสถิต 2. หลีกเลี่ยงไม่ให้ผงเมทิลเซลลูโลสเข้าตาและสัมผัสกับดวงตา ควรใส่หน้ากากกรองอากาศและแว่นตานิรภัยขณะใช้งาน 3. ผลิตภัณฑ์จะลื่นมากเมื่อเปียกน้ำ ควรทำความสะอาดผงเมทิลเซลลูโลสที่หกเลอะเทอะทันที และควรทำการบำบัดเพื่อป้องกันการลื่น

ลักษณะการจัดเก็บและการขนส่งของไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลส
บรรจุภัณฑ์: ถุงสองชั้น ถุงกระดาษคอมโพสิตชั้นนอก ถุงฟิล์มโพลีเอทิลีนชั้นใน น้ำหนักสุทธิ 20 กก. หรือ 25 กก. ต่อถุง
การเก็บรักษาและการขนส่ง: ควรเก็บในที่แห้งและมีอากาศถ่ายเทสะดวกภายในอาคาร และระวังความชื้น ควรป้องกันฝนและแสงแดดระหว่างการขนส่ง

วิธีการเตรียมไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลส
วิธีที่ 1: แช่เส้นใยฝ้ายดิบหรือเยื่อกระดาษที่ผ่านการกลั่นแล้วในสารละลายด่าง 30% นำออกมาหลังจากครึ่งชั่วโมง แล้วนำไปบีบอัด บีบอัดจนกระทั่งอัตราส่วนของปริมาณด่างต่อน้ำถึง 1:2.8 แล้วนำไปบดในเครื่องบด นำเส้นใยที่บดแล้วใส่ลงในหม้อปฏิกิริยา ปิดฝาและไล่อากาศออก เติมไนโตรเจนเข้าไป หลังจากไล่อากาศในหม้อปฏิกิริยาออกแล้ว ให้บีบอัดลงในของเหลวเอทิลีนออกไซด์ที่เย็นตัวไว้แล้ว ทำปฏิกิริยาภายใต้การทำความเย็นที่ 25°C เป็นเวลา 2 ชั่วโมง เพื่อให้ได้ไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลสแบบดิบ ล้างผลิตภัณฑ์ดิบด้วยแอลกอฮอล์และปรับค่า pH ให้เป็น 4-6 โดยการเติมกรดอะซิติก เติมไกลออกซาลเพื่อเชื่อมโยงและบ่ม ล้างด้วยน้ำอย่างรวดเร็ว แล้วนำไปปั่นเหวี่ยง ตากให้แห้ง และบดเพื่อให้ได้ไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลสที่มีเกลือต่ำ
วิธีที่ 2: เซลลูโลสอัลคาไลน์เป็นพอลิเมอร์ธรรมชาติ วงแหวนฐานของเส้นใยแต่ละเส้นมีหมู่ไฮดรอกซิล 3 หมู่ โดยหมู่ไฮดรอกซิลที่ว่องไวที่สุดจะทำปฏิกิริยาเพื่อสร้างไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลส แช่เส้นใยฝ้ายดิบหรือเยื่อกระดาษที่ผ่านการกลั่นแล้วในโซดาไฟเหลว 30% นำออกมาบีบหลังจากครึ่งชั่วโมง บีบจนอัตราส่วนของน้ำด่างถึง 1:2.8 จากนั้นบดให้ละเอียด ใส่เซลลูโลสอัลคาไลน์ที่บดแล้วลงในภาชนะปฏิกิริยา ปิดฝาให้สนิท ดูดอากาศออก เติมไนโตรเจน และทำซ้ำขั้นตอนการดูดอากาศออกและการเติมไนโตรเจนเพื่อไล่อากาศออกจากภาชนะให้หมด บีบลงในเอทิลีนออกไซด์เหลวที่เย็นตัวแล้ว เติมน้ำเย็นลงในปลอกของภาชนะปฏิกิริยา และควบคุมปฏิกิริยาที่อุณหภูมิประมาณ 25°C เป็นเวลา 2 ชั่วโมง เพื่อให้ได้ไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลสแบบดิบ ล้างผลิตภัณฑ์ดิบด้วยแอลกอฮอล์ ปรับค่า pH ให้เป็นกลางที่ 4-6 โดยการเติมกรดอะซิติก และเชื่อมโยงด้วยไกลออกซาลเพื่อการบ่ม จากนั้นจึงนำไปล้างด้วยน้ำ กำจัดน้ำโดยการปั่นเหวี่ยง อบแห้ง และบดให้เป็นผงเพื่อให้ได้ไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลส ปริมาณการใช้วัตถุดิบ (กก./ตัน) เส้นใยฝ้ายหรือเยื่อกระดาษคุณภาพต่ำ 730-780 โซดาไฟเหลว (30%) 2400 เอทิลีนออกไซด์ 900 แอลกอฮอล์ (95%) 4500 กรดอะซิติก 240 ไกลออกซาล (40%) 100-300
ไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลสเป็นผงสีขาวหรือเหลืองอ่อน ไม่มีกลิ่น ไม่มีรส และไหลได้ง่าย ละลายได้ในน้ำเย็นและน้ำร้อน โดยทั่วไปจะไม่ละลายในตัวทำละลายอินทรีย์ส่วนใหญ่
ไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลส (HEC) เป็นของแข็งที่เป็นเส้นใยหรือผงสีขาวหรือเหลืองอ่อน ไม่มีกลิ่น ไม่เป็นพิษ ซึ่งเตรียมได้จากปฏิกิริยาอีเทอร์ริฟิเคชันของเซลลูโลสอัลคาไลน์และเอทิลีนออกไซด์ (หรือคลอโรไฮดริน) เป็นอีเทอร์เซลลูโลสที่ไม่แตกตัวเป็นไอออนและละลายน้ำได้ เนื่องจาก HEC มีคุณสมบัติที่ดีในการเพิ่มความหนืด การแขวนลอย การกระจายตัว การทำให้เกิดอิมัลชัน การยึดเกาะ การสร้างฟิล์ม การป้องกันความชื้น และการเป็นคอลลอยด์ป้องกัน จึงมีการใช้งานอย่างแพร่หลายในด้านการสำรวจน้ำมัน การเคลือบผิว การก่อสร้าง การแพทย์ อาหาร สิ่งทอ กระดาษ และการพอลิเมอไรเซชันของพอลิเมอร์ และสาขาอื่นๆ อัตราการร่อนผ่านตะแกรง 40 เมช ≥ 99%; อุณหภูมิอ่อนตัว: 135-140°C; ความหนาแน่นปรากฏ: 0.35-0.61 กรัม/มล.; อุณหภูมิการสลายตัว: 205-210°C; อัตราการเผาไหม้ช้า; อุณหภูมิสมดุล: 23°C; 50% ที่ 6% ที่ความชื้นสัมพัทธ์ 6%, 29% ที่ 84% ที่ความชื้นสัมพัทธ์

วิธีใช้ไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลส
เพิ่มโดยตรงในขั้นตอนการผลิต
1. เติมน้ำสะอาดลงในถังขนาดใหญ่ที่ติดตั้งเครื่องผสมแบบแรงเฉือนสูง
ไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลส
2. เริ่มคนอย่างต่อเนื่องด้วยความเร็วต่ำ และค่อยๆ ร่อนไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลสลงในสารละลายให้ทั่วถึง
3. คนต่อไปจนกว่าอนุภาคทั้งหมดจะชุ่ม
4. จากนั้นเติมสารป้องกันฟ้าผ่า สารเติมแต่งพื้นฐาน เช่น เม็ดสี สารช่วยกระจายตัว และแอมโมเนีย
5. คนจนกว่าไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลสจะละลายหมด (ความหนืดของสารละลายจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก) ก่อนที่จะเติมส่วนประกอบอื่นๆ ในสูตร และบดจนได้ผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป
มาพร้อมกับเหล้าแม่
วิธีนี้คือการเตรียมสารละลายเข้มข้นก่อน แล้วจึงเติมลงในสีลาเท็กซ์ ข้อดีของวิธีนี้คือมีความยืดหยุ่นมากกว่าและสามารถเติมลงในสีที่ทาเสร็จแล้วได้โดยตรง แต่ควรเก็บรักษาอย่างเหมาะสม ขั้นตอนต่างๆ คล้ายกับขั้นตอนที่ 1-4 ในวิธีที่ 1 ความแตกต่างคือไม่จำเป็นต้องคนจนกว่าจะละลายหมดเป็นสารละลายข้นหนืด
โจ๊กสำหรับปรากฏการณ์ทางชีววิทยา
เนื่องจากตัวทำละลายอินทรีย์เป็นตัวทำละลายที่ไม่ดีสำหรับไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลส ตัวทำละลายอินทรีย์เหล่านี้จึงสามารถนำมาใช้เตรียมโจ๊กได้ ตัวทำละลายอินทรีย์ที่ใช้กันทั่วไปมากที่สุดคือของเหลวอินทรีย์ เช่น เอทิลีนไกลคอล โพรพิลีนไกลคอล และสารสร้างฟิล์ม (เช่น เอทิลีนไกลคอล หรือไดเอทิลีนไกลคอลบิวทิลอะซิเตต) ในสูตรสี น้ำแข็งก็เป็นตัวทำละลายที่ไม่ดีเช่นกัน ดังนั้นจึงมักใช้น้ำแข็งร่วมกับของเหลวอินทรีย์ในการเตรียมโจ๊ก ไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลสในโจ๊กสามารถเติมลงในสีได้โดยตรง โดยไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลสจะถูกแบ่งตัวและพองตัวในโจ๊ก เมื่อเติมลงในสี มันจะละลายทันทีและทำหน้าที่เป็นสารเพิ่มความข้น หลังจากเติมแล้ว ให้คนต่อไปจนกว่าไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลสจะละลายหมดและกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอ โดยทั่วไปแล้ว โจ๊กจะทำโดยการผสมตัวทำละลายอินทรีย์หรือน้ำแข็ง 6 ส่วน กับไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลส 1 ส่วน หลังจากประมาณ 6-30 นาที ไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลสจะถูกไฮโดรไลซ์และพองตัวอย่างเห็นได้ชัด ในฤดูร้อน อุณหภูมิของน้ำมักจะสูงเกินไป ดังนั้นจึงไม่เหมาะที่จะใช้กับโจ๊ก

ข้อควรระวังสำหรับไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลส
เนื่องจากไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลสที่ผ่านการปรับสภาพพื้นผิวแล้วมีลักษณะเป็นผงหรือเซลลูโลสแข็ง จึงง่ายต่อการใช้งานและละลายในน้ำ ตราบใดที่คำนึงถึงสิ่งต่อไปนี้
1. ก่อนและหลังการเติมไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลส ต้องคนอย่างต่อเนื่องจนกว่าสารละลายจะใสและโปร่งแสงอย่างสมบูรณ์
2. ต้องค่อยๆ ร่อนไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลสลงในถังผสม อย่าเทไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลสปริมาณมากหรือไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลสที่จับตัวเป็นก้อนลงในถังผสมโดยตรง 3. อุณหภูมิของน้ำและค่า pH ในน้ำมีความสัมพันธ์อย่างชัดเจนกับการละลายของไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลส ดังนั้นจึงต้องให้ความสำคัญเป็นพิเศษ
4. อย่าเติมสารอัลคาไลน์ใดๆ ลงในส่วนผสมก่อนที่จะอุ่นผงไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลสผ่านน้ำ การเพิ่มค่า pH หลังจากอุ่นแล้วจะช่วยให้ละลายได้ดีขึ้น
5. ควรเติมสารต้านเชื้อราโดยเร็วที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้
6. เมื่อใช้ไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลสที่มีความหนืดสูง ความเข้มข้นของสารละลายที่เหลือจากการหลอมไม่ควรเกิน 2.5-3% มิฉะนั้นสารละลายที่เหลือจากการหลอมจะจัดการได้ยาก ไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลสที่ผ่านการบำบัดแล้วโดยทั่วไปจะไม่จับตัวเป็นก้อนหรือเป็นทรงกลมได้ง่าย และจะไม่เกิดคอลลอยด์ทรงกลมที่ไม่ละลายน้ำหลังจากเติมน้ำ
โดยทั่วไปใช้เป็นสารเพิ่มความหนืด สารป้องกัน สารยึดเกาะ สารทำให้คงตัว และสารเติมแต่งในการเตรียมอิมัลชัน เยลลี่ ขี้ผึ้ง โลชั่น น้ำยาล้างตา ยาเหน็บ และยาเม็ด และยังใช้เป็นเจลที่ชอบน้ำและวัสดุโครงสร้าง 1 ในการเตรียมยาแบบปลดปล่อยยาต่อเนื่องชนิดโครงสร้าง นอกจากนี้ยังสามารถใช้เป็นสารทำให้คงตัวในอาหารได้อีกด้วย