Передумови та огляд
Ефір целюлози - це широко використовуваний полімерний тонкий хімічний матеріал, виготовлений з природної полімерної целюлози шляхом хімічної обробки. Після виробництва нітрату целюлози та ацетату целюлози в 19 столітті хіміки розробили низку похідних целюлози багатьох простих ефірів целюлози, і постійно відкривалися нові сфери застосування, що охоплювали багато галузей промисловості. Продукти ефіру целюлози, такі як натрійкарбоксиметилцелюлоза (КМЦ), етилцелюлоза (EC), гідроксіетилцелюлоза (HEC), гідроксипропілцелюлоза (HPC), метилгідроксіетилцелюлоза (MHEC)іметилгідроксипропілцелюлоза (MHPC)та інші прості ефіри целюлози відомі як «промисловий глутамат натрію» і широко використовуються в нафтових буріннях, будівництві, покриттях, продуктах харчування, медицині та побутових хімікатах.
Гідроксіетилметилцелюлоза (MHPC) — це нетоксичний білий порошок без запаху, смаку, який можна розчинити в холодній воді з утворенням прозорого в’язкого розчину. Він має характеристики згущення, зв'язування, диспергування, емульгування, плівкоутворення, суспендування, адсорбції, гелеутворення, поверхнево-активного, підтримки вологи та захисту колоїду. Завдяки поверхнево-активній функції водного розчину його можна використовувати як колоїдний захисний засіб, емульгатор і диспергатор. Водний розчин гідроксиетилметилцелюлози має хорошу гідрофільність і є ефективним агентом, що утримує воду. Оскільки гідроксіетилметилцелюлоза містить гідроксіетильні групи, вона має хорошу здатність проти цвілі, хорошу стабільність в'язкості та стійкість до цвілі під час тривалого зберігання.
Гідроксіетилметилцелюлоза (HEMC) одержується шляхом введення замісників етиленоксиду (MS 0,3~0,4) у метилцелюлозу (MC), і її стійкість до солі краща, ніж у немодифікованих полімерів. Температура гелеутворення метилцелюлози також вища, ніж у МК.
Структура
Особливість
Основними характеристиками гідроксіетилметилцелюлози (HEMC) є:
1. Розчинність: Розчинний у воді та деяких органічних розчинниках. HEMC можна розчинити в холодній воді. Його найвища концентрація визначається тільки в'язкістю. Розчинність змінюється залежно від в'язкості. Чим нижча в'язкість, тим більша розчинність.
2. Стійкість до солі: продукти HEMC є неіонними ефірами целюлози, а не поліелектролітами, тому вони відносно стабільні у водних розчинах, коли існують солі металів або органічні електроліти, але надмірне додавання електролітів може спричинити гелеутворення та випадання осаду.
3. Поверхнева активність: завдяки поверхнево-активній функції водного розчину його можна використовувати як колоїдний захисний агент, емульгатор і диспергатор.
4. Термальний гель: коли водний розчин продуктів HEMC нагрівається до певної температури, він стає непрозорим, гелеподібним і випадає в осад, але коли він постійно охолоджується, він повертається до початкового стану розчину, і температура, при якій відбувається цей гель і осад, в основному залежить від них мастил, суспензійних речовин, захисних колоїдів, емульгаторів тощо.
5. Метаболічна інертність і низький запах і аромат: HEMC широко використовується в харчових продуктах і медицині, оскільки він не метаболізується і має слабкий запах і аромат.
6. Стійкість до цвілі: HEMC має відносно хорошу стійкість до цвілі та добру стабільність в'язкості під час тривалого зберігання.
7. Стабільність pH: кислота або луг майже не впливають на в’язкість водного розчину продуктів HEMC, а значення pH є відносно стабільним у діапазоні від 3,0 до 11,0.
застосування
Гідроксіетилметилцелюлозу можна використовувати як колоїдний захисний агент, емульгатор і диспергатор завдяки своїй поверхнево-активній функції у водному розчині. Приклади його застосування такі:
1. Вплив гідроксіетилметилцелюлози на характеристики цементу. Гідроксіетилметилцелюлоза — білий порошок без запаху, смаку, нетоксичний, який можна розчинити в холодній воді з утворенням прозорого в’язкого розчину. Він має характеристики згущення, зв'язування, диспергування, емульгування, плівкоутворення, суспендування, адсорбції, гелеутворення, поверхнево-активного, підтримки вологи та захисту колоїду. Оскільки водний розчин має поверхнево-активну функцію, його можна використовувати як колоїдний захисний агент, емульгатор і диспергатор. Водний розчин гідроксиетилметилцелюлози має хорошу гідрофільність і є ефективним агентом, що утримує воду.
2. Готують високопластичну рельєфну фарбу, яку виготовляють із наступної сировини у масових частинах: 150-200 г деіонізованої води; 60-70 г чистої акрилової емульсії; 550-650 г важкого кальцію; 70-90 г тальку; Основа целюлози водний розчин 30-40г; розчин лігноцелюлози водний 10-20г; плівкоутворювач 4-6г; антисептик і фунгіцид 1,5-2,5г; диспергатор 1,8-2,2г; змочувач 1,8-2,2г; 3,5-4,5г; Етиленгліколь 9-11г; Водний розчин гідроксиетилметилцелюлози виготовляють шляхом розчинення 2-4% гідроксиетилметилцелюлози у воді; Водний розчин лігноцелюлози виготовляють з 1-3 % Лігноцелюлозу отримують шляхом розчинення у воді.
Підготовка
Спосіб отримання гідроксіетилметилцелюлози, метод полягає в тому, що рафінована бавовна використовується як сировина, а етиленоксид використовується як агент етерифікації для отримання гідроксиетилметилцелюлози. Масові частини сировини для одержання гідроксіетилметилцелюлози наступні: 700-800 частин суміші толуолу та ізопропанолу як розчинника, 30-40 частин води, 70-80 частин гідроксиду натрію, 80-85 частин бавовни рафінованої, 20-28 частин оксиетану, 80-90 частин метилу. хлориду, 16-19 частин крижаної оцтової кислоти; конкретні кроки:
На першому етапі в реакційний котел додають суміш толуолу та ізопропанолу, воду та гідроксид натрію, нагрівають до 60-80 ° C, тримають у теплі 20-40 хвилин;
Другий крок, підлужування: охолодіть вищевказані матеріали до 30-50 °C, додайте очищену бавовну, розпиліть розчинник із суміші толуолу та ізопропанолу, вакуумуйте до 0,006 МПа, заповніть азотом для 3 замін і виконайте після заміни підлужування, умови підлужнення такі: час підлужнення становить 2 години, а температура підлужнення 30 °C до 50°C;
Третій етап, етерифікація: після завершення підлужнення реактор відкачують до 0,05-0,07 МПа і додають етиленоксид і метилхлорид на 30-50 хвилин; перша стадія етерифікації: 40-60°C, 1,0-2,0 години, тиск контролюється від 0,15 до 0,3Mpa; друга стадія етерифікації: 60 ~ 90 ℃, 2,0 ~ 2,5 години, тиск контролюється між 0,4 і 0,8 МПа;
Четвертий етап, нейтралізація: заздалегідь додайте відміряну крижану оцтову кислоту в осаджувальний котел, втисніть в етерифікований матеріал для нейтралізації, підвищте температуру до 75-80°C для осадження, температура підніметься до 102°C, і значення рН виявиться рівним 6. О 8 годині десольвентація завершена; резервуар для десольвентації наповнюється водопровідною водою, обробленою за допомогою пристрою зворотного осмосу при температурі від 90 °C до 100 °C;
П'ятий етап, відцентрове промивання: матеріал на четвертому етапі центрифугують через горизонтальну шнекову центрифугу, а відокремлений матеріал переносять у промивний бак, заздалегідь наповнений гарячою водою для промивання матеріалу;
Шостий етап, відцентрова сушка: промитий матеріал транспортується в сушарку через горизонтальну шнекову центрифугу, і матеріал сушиться при 150-170 ° C, а висушений матеріал подрібнюється та упаковується.
Порівняно з існуючою технологією виробництва целюлозного ефіру, у цьому винаході етиленоксид використовується як етерифікуючий агент для отримання гідроксиетилметилцелюлози, яка має хорошу стійкість до плісняви завдяки вмісту гідроксіетильних груп. Має добру стабільність в'язкості та стійкість до цвілі при тривалому зберіганні. Його можна використовувати замість інших ефірів целюлози.
Час публікації: 25 квітня 2024 р