Hydroxyethyl sellulose (HEC) is 'n nie-ioniese, wateroplosbare polimeer afgelei van sellulose, 'n natuurlike polimeer wat in die selwande van plante voorkom. Dit word wyd gebruik in verskillende industrieë, waaronder farmaseutiese produkte, skoonheidsmiddels, verf en kleefmiddels, vanweë die uitstekende verdikking, filmvorming en reologiese eienskappe. Die voorbereiding van hidroksietiel sellulose behels die eterifisering van sellulose met etileenoksied onder alkaliese toestande. Hierdie proses kan in verskillende sleutelstappe opgedeel word: sellulose -suiwering, alkalisering, eterifikasie, neutralisering, was en droog.
1. sellulose -suiwering
Die eerste stap in die bereiding van hidroksietiel sellulose is die suiwering van sellulose, wat gewoonlik van houtpulp of katoenlinters verkry word. Rou sellulose bevat onsuiwerhede soos lignien, hemicellulose en ander ekstraktiewe middels wat verwyder moet word om sellulose met 'n hoë suiwerheid te verkry wat geskik is vir chemiese modifikasie.
Stappe betrokke:
Meganiese verwerking: Die rou sellulose word meganies verwerk om die grootte daarvan te verminder en die oppervlakte daarvan te verhoog, wat die daaropvolgende chemiese behandelings vergemaklik.
Chemiese behandeling: Die sellulose word behandel met chemikalieë soos natriumhidroksied (NaOH) en natriumsulfiet (Na2SO3) om lignien en hemicellulose af te breek, gevolg deur was en bleiking om residuele onsuiwerhede te verwyder en 'n wit, veselagtige sellulose te verkry.
2. Alkalisering
Die gesuiwerde sellulose word dan gealkaliseer om dit te aktiveer vir die eter -reaksie. Dit behels die behandeling van die sellulose met 'n waterige oplossing van natriumhidroksied.
Reaksie:
Sellulose+NaOH → alkali sellulose
Prosedure:
Die sellulose is in water gesuspendeer, en natriumhidroksiedoplossing word bygevoeg. Die konsentrasie NaOH wissel gewoonlik van 10-30%, en die reaksie word uitgevoer by temperature tussen 20-40 ° C.
Die mengsel word geroer om eenvormige absorpsie van die alkali te verseker, wat lei tot die vorming van alkali -sellulose. Hierdie intermediêre is meer reaktief teenoor etileenoksied, wat die eterifiseringsproses vergemaklik.
3. ETHERIFIKASIE
Die belangrikste stap in die bereiding van hidroksietiel sellulose is die eterifisering van alkali -sellulose met etileenoksied. Hierdie reaksie stel hidroksietielgroepe (-CH2CH2OH) in die sellulose-ruggraat in, wat dit wateroplosbaar maak.
Reaksie:
Alkali sellulose+etileenoksied → hidroksietiel sellulose+NaOH
Prosedure:
Etileenoksied word by die alkali -sellulose gevoeg, hetsy in 'n groep of deurlopende proses. Die reaksie word tipies in 'n outoklaaf of drukreaktor uitgevoer.
Die reaksietoestande, insluitend temperatuur (50-100 ° C) en druk (1-5 atm), word noukeurig beheer om die optimale vervanging van hidroksietielgroepe te verseker. Die mate van substitusie (DS) en molêre substitusie (MS) is kritieke parameters wat die eienskappe van die finale produk beïnvloed.
4. Neutralisasie
Na die esherifiseringsreaksie bevat die mengsel hidroksietiel sellulose en residuele natriumhidroksied. Die volgende stap is neutralisasie, waar die oortollige alkali geneutraliseer word met behulp van 'n suur, tipies asynsuur (CH3COOH) of soutsuur (HCl).
Reaksie: NaOH+HCl → NaCl+H2O
Prosedure:
Die suur word stadig onder gekontroleerde toestande by die reaksiemengsel gevoeg om oormatige hitte te voorkom en om die afbraak van hidroksietiel sellulose te voorkom.
Die geneutraliseerde mengsel word dan aan pH-aanpassing onderwerp om te verseker dat dit binne die gewenste reeks is, tipies rondom neutrale pH (6-8).
5. Was
Na neutralisasie moet die produk gewas word om soute en ander neweprodukte te verwyder. Hierdie stap is van kardinale belang vir die verkryging van suiwer hidroksietiel sellulose.
Prosedure:
Die reaksiemengsel word met water verdun, en die hidroksietiel sellulose word geskei deur filtrasie of sentrifugering.
Die geskei hidroksietiel sellulose word herhaaldelik met gedeïoniseerde water gewas om die oorblywende soute en onsuiwerhede te verwyder. Die wasproses duur voort totdat die waswater 'n gespesifiseerde geleidingsvermoë bereik, wat 'n aanduiding is van die verwydering van oplosbare onsuiwerhede.
6. Droging
Die laaste stap in die voorbereiding van hidroksietiel sellulose is besig om te droog. Hierdie stap verwyder die oortollige water met 'n droë, poeierproduk wat geskik is vir verskillende toepassings.
Prosedure:
Die gewaste hidroksietiel sellulose word op droogbakkies versprei of deur 'n droogtunnel oorgedra. Die droogtemperatuur word noukeurig beheer om termiese afbraak te voorkom, gewoonlik van 50-80 ° C.
Alternatiewelik kan spuitdroging gebruik word vir vinnige en doeltreffende droging. In spuitdroging word die waterige hidroksietiel sellulose -oplossing in fyn druppels gestuper en in 'n warm lugstroom gedroog, wat lei tot 'n fyn poeier.
Die gedroogde produk word dan tot die gewenste deeltjiegrootte gemaal en gepak vir opberging en verspreiding.
Kwaliteitskontrole en toepassings
Gedurende die voorbereidingsproses word streng gehaltebeheermaatreëls geïmplementeer om die konsekwentheid en kwaliteit van hidroksietiel sellulose te verseker. Sleutelparameters soos viskositeit, mate van substitusie, voginhoud en deeltjiegrootte word gereeld gemonitor.
Aansoeke:
Farmaseutiese produkte: word gebruik as 'n verdikkingsmiddel, bindmiddel en stabilisator in formulerings soos tablette, suspensies en salf.
Kosmetika: bied viskositeit en tekstuur aan produkte soos ys, lotions en sjampoe.
Verf en bedekkings: dien as 'n verdikkings- en reologie -wysiger, wat die toepassings eienskappe en stabiliteit van verf verbeter.
Voedselbedryf: funksioneer as 'n verdikkingsmiddel, stabilisator en emulgator in verskillende voedselprodukte.
Die voorbereiding van hidroksietiel sellulose behels 'n reeks goed gedefinieerde chemiese en meganiese prosesse wat daarop gemik is om sellulose te modifiseer om hidroksietielgroepe bekend te stel. Elke stap, van sellulose -suiwering tot droging, is baie belangrik om die kwaliteit en funksionaliteit van die finale produk te bepaal. Die veelsydige eienskappe van hydroxyethyl sellulose maak dit 'n onskatbare bestanddeel in talle bedrywe, wat die belangrikheid van presiese vervaardigingspraktyke beklemtoon om aan die spesifieke vereistes van verskillende toepassings te voldoen.
Postyd: Mei-28-2024