Arka Plan ve Genel Bakış
Selüloz eter, doğal polimer selülozun kimyasal işlemle elde edilmesiyle üretilen, yaygın olarak kullanılan bir polimer ince kimyasal malzemedir. 19. yüzyılda selüloz nitrat ve selüloz asetat üretiminden sonra, kimyacılar birçok selüloz eter türevi geliştirmiş ve sürekli olarak yeni uygulama alanları keşfederek birçok endüstriyel sektörü kapsamıştır. Sodyum gibi selüloz eter ürünleri de bu kapsamdadır.karboksimetil selüloz (CMC), etil selüloz (EC), hidroksietil selüloz (HEC), hidroksipropil selüloz (HPC), metil hidroksietil selüloz (MHEC)Vemetil hidroksipropil selüloz (MHPC)Diğer selüloz eterleri ise "endüstriyel monosodyum glutamat" olarak bilinir ve petrol sondajı, inşaat, kaplamalar, gıda, ilaç ve günlük kimyasallar alanlarında yaygın olarak kullanılmaktadır.
Hidroksietil metil selüloz (MHPC), soğuk suda çözündüğünde şeffaf, viskoz bir çözelti oluşturan, kokusuz, tatsız, toksik olmayan beyaz bir tozdur. Kalınlaştırma, bağlama, dağıtma, emülsiyonlaştırma, film oluşturma, süspansiyon oluşturma, adsorbe etme, jel oluşturma, yüzey aktifleştirme, nemi koruma ve kolloidi koruma özelliklerine sahiptir. Sulu çözeltisinin yüzey aktifleştirme işlevi nedeniyle, kolloidal koruyucu madde, emülgatör ve dağıtıcı olarak kullanılabilir. Hidroksietil metil selüloz sulu çözeltisi iyi bir hidrofilikliğe sahiptir ve etkili bir su tutma maddesidir. Hidroksietil metil selüloz, hidroksietil grupları içerdiğinden, uzun süreli depolama sırasında iyi küf önleyici özelliğe, iyi viskozite stabilitesine ve küf direncine sahiptir.
Hidroksietil metilselüloz (HEMC), metilselüloza (MC) etilen oksit sübstitüentleri (MS 0.3~0.4) eklenerek hazırlanır ve tuz direnci, modifiye edilmemiş polimerlere göre daha iyidir. Metilselülozun jelleşme sıcaklığı da MC'ninkinden daha yüksektir.
Yapı
Özellik
Hidroksietil metilselülozun (HEMC) başlıca özellikleri şunlardır:
1. Çözünürlük: Suda ve bazı organik çözücülerde çözünür. HEMC soğuk suda çözülebilir. En yüksek konsantrasyonu yalnızca viskoziteye bağlıdır. Çözünürlük viskoziteyle değişir. Viskozite ne kadar düşükse, çözünürlük o kadar yüksek olur.
2. Tuz direnci: HEMC ürünleri iyonik olmayan selüloz eterlerdir ve polielektrolit değildirler, bu nedenle metal tuzları veya organik elektrolitler mevcut olduğunda sulu çözeltilerde nispeten stabildirler, ancak aşırı elektrolit ilavesi jel oluşumuna ve çökelmeye neden olabilir.
3. Yüzey aktivitesi: Sulu çözeltinin yüzey aktif özelliği sayesinde, koloidal koruyucu madde, emülgatör ve dağıtıcı olarak kullanılabilir.
4. Termal jel: HEMC ürünlerinin sulu çözeltisi belirli bir sıcaklığa ısıtıldığında opaklaşır, jel haline gelir ve çökelir; ancak sürekli soğutulduğunda orijinal çözelti haline geri döner. Bu jel ve çökelmenin meydana geldiği sıcaklık, esas olarak içerdikleri yağlayıcılar, süspansiyon yardımcıları, koruyucu kolloidler, emülgatörler vb. maddelere bağlıdır.
5. Metabolik inertlik ve düşük koku ve esans: HEMC, metabolize edilmemesi ve düşük koku ve esans içermesi nedeniyle gıda ve ilaç sektöründe yaygın olarak kullanılmaktadır.
6. Küf direnci: HEMC, uzun süreli depolama sırasında nispeten iyi küf direncine ve iyi viskozite stabilitesine sahiptir.
7. pH Kararlılığı: HEMC ürünlerinin sulu çözeltisinin viskozitesi asit veya alkali tarafından neredeyse hiç etkilenmez ve pH değeri 3,0 ile 11,0 aralığında nispeten sabittir.
Başvuru
Hidroksietil metilselüloz, sulu çözeltideki yüzey aktif özelliği nedeniyle koloidal koruyucu madde, emülgatör ve dağıtıcı olarak kullanılabilir. Uygulama örnekleri aşağıdaki gibidir:
1. Hidroksietil metilselülozun çimento performansına etkisi. Hidroksietil metilselüloz, soğuk suda çözünerek şeffaf, viskoz bir çözelti oluşturan, kokusuz, tatsız, toksik olmayan beyaz bir tozdur. Kalınlaştırma, bağlama, dağıtma, emülsiyonlaştırma, film oluşturma, süspansiyon oluşturma, adsorbe etme, jel oluşturma, yüzey aktifleştirme, nemi koruma ve kolloidi koruma özelliklerine sahiptir. Sulu çözeltisi yüzey aktifleştirme işlevine sahip olduğundan, kolloidal koruyucu madde, emülgatör ve dağıtıcı olarak kullanılabilir. Hidroksietil metilselüloz sulu çözeltisi iyi bir hidrofilikliğe sahiptir ve etkili bir su tutma maddesidir.
2. Aşağıdaki hammaddelerden ağırlıkça parçalar kullanılarak, oldukça esnek bir kabartma boyası hazırlanır: 150-200 g deiyonize su; 60-70 g saf akrilik emülsiyon; 550-650 g ağır kalsiyum; 70-90 g talk pudrası; 30-40 g baz selüloz sulu çözeltisi; 10-20 g lignoselüloz sulu çözeltisi; 4-6 g film oluşturucu yardımcı madde; 1,5-2,5 g antiseptik ve fungisit; 1,8-2,2 g dağıtıcı madde; 1,8-2,2 g ıslatıcı madde; 3,5-4,5 g etilen glikol; 9-11 g hidroksietil metilselüloz sulu çözeltisi, %2-4 hidroksietil metilselülozun suda çözülmesiyle hazırlanır; %1-3 lignoselülozun suda çözülmesiyle lignoselüloz sulu çözeltisi hazırlanır.
Hazırlık
Hidroksietil metil selülozun hazırlanma yöntemi, rafine pamuğun hammadde olarak kullanılması ve etilen oksidin eterleştirme ajanı olarak kullanılmasıyla gerçekleştirilir. Hidroksietil metil selülozun hazırlanmasında kullanılan hammaddelerin ağırlık oranları şöyledir: 700-800 kısım toluen ve izopropanol karışımı (çözücü olarak), 30-40 kısım su, 70-80 kısım sodyum hidroksit, 80-85 kısım rafine pamuk, 20-28 kısım oksietan, 80-90 kısım metil klorür, 16-19 kısım buzlu asetik asit; spesifik adımlar şunlardır:
Birinci adımda, reaksiyon kazanına toluen ve izopropanol karışımı, su ve sodyum hidroksit eklenir, 60-80 °C'ye kadar ısıtılır ve 20-40 dakika boyunca sıcak tutulur;
İkinci adım, alkalizasyon: Yukarıdaki malzemeleri 30-50°C'ye soğutun, rafine pamuk ekleyin, toluen ve izopropanol karışımı çözücüyü püskürtün, 0,006 MPa'ya kadar vakumlayın, 3 kez azotla doldurun ve her değişimden sonra alkalizasyon işlemini gerçekleştirin. Alkalizasyon koşulları şunlardır: alkalizasyon süresi 2 saat ve alkalizasyon sıcaklığı 30°C ila 50°C arasındadır.
Üçüncü adım, eterleştirme: Alkalizasyon tamamlandıktan sonra reaktör 0,05-0,07 MPa'ya kadar vakumlanır ve 30-50 dakika boyunca etilen oksit ve metil klorür eklenir; eterleştirmenin birinci aşaması: 40-60°C, 1,0-2,0 saat, basınç 0,15 ile 0,3 MPa arasında kontrol edilir; eterleştirmenin ikinci aşaması: 60-90°C, 2,0-2,5 saat, basınç 0,4 ile 0,8 MPa arasında kontrol edilir;
Dördüncü adım, nötrleştirme: Önceden ölçülmüş buzlu asetik asit çöktürme kazanına eklenir, eterlenmiş malzemeye bastırılarak nötrleştirilir, çöktürme için sıcaklık 75-80°C'ye yükseltilir, sıcaklık 102°C'ye çıkar ve pH değeri 6 olarak tespit edilir. Saat 8'de çözücü uzaklaştırma tamamlanır; çözücü uzaklaştırma tankı, 90°C ila 100°C arasında ters ozmoz cihazı ile arıtılmış musluk suyu ile doldurulur;
Beşinci adım, santrifüjlü yıkama: Dördüncü adımda elde edilen malzeme yatay bir vidalı santrifüjden geçirilerek santrifüjlenir ve ayrılan malzeme, yıkama işlemi için önceden sıcak suyla doldurulmuş bir yıkama tankına aktarılır;
Altıncı adım, santrifüjlü kurutma: Yıkanmış malzeme yatay bir vidalı santrifüj vasıtasıyla kurutucuya taşınır ve malzeme 150-170°C'de kurutulur; kurutulmuş malzeme ezilir ve paketlenir.
Mevcut selüloz eter üretim teknolojisiyle karşılaştırıldığında, bu buluş, hidroksietil grupları içermesi nedeniyle iyi küf direncine sahip olan hidroksietil metil selüloz hazırlamak için eterleştirme ajanı olarak etilen oksit kullanmaktadır. Uzun süreli depolama sırasında iyi viskozite stabilitesine ve küf direncine sahiptir. Diğer selüloz eterlerinin yerine kullanılabilir.
Yayın tarihi: 25 Nisan 2024