I. Въведение
Хидроксиетилцелулозата (HEC) е нейонен водоразтворим полимер, широко използван в извличането на масло, покритията, строителството, ежедневните химикали, производството на хартия и други области. HEC се получава чрез химическа модификация на целулозата и нейните свойства и употреби се определят главно от хидроксиетил заместителите на целулозните молекули.
II. Производствен процес
Производственият процес на HEC включва основно следните стъпки: етерификация на целулозата, измиване, дехидратиране, сушене и смилане. Следва подробно въведение към всяка стъпка:
Етерификация на целулоза
Целулозата първо се обработва с основа, за да се образува алкална целулоза (Целулозна алкална целулоза). Този процес обикновено се извършва в реактор, като се използва разтвор на натриев хидроксид за обработка на естествената целулоза, за да се образува алкална целулоза. Химическата реакция е както следва:
Клетка-OH+NaOH→Клетка-O-Na+H2OCКлетка-OH+NaOH→Клетка-O-Na+H 2O
След това алкалната целулоза реагира с етиленов оксид, за да образува хидроксиетил целулоза. Реакцията се провежда при високо налягане, обикновено 30-100°C, и специфичната реакция е както следва:
Cell-O-Na+CH2CH2O→Cell-O-CH2CH2OHCell-O-Na+CH 2CH 2O→Cell-O-CH 2CH 2OH
Тази реакция изисква прецизен контрол на температурата, налягането и количеството добавен етиленов оксид, за да се осигури еднородност и качество на продукта.
Измиване
Полученият суров HEC обикновено съдържа нереагирала основа, етиленов оксид и други странични продукти, които трябва да бъдат отстранени чрез многократно промиване с вода или промиване с органичен разтворител. По време на процеса на измиване с вода е необходимо голямо количество вода, а отпадъчните води след измиването трябва да бъдат пречистени и изхвърлени.
Дехидратация
Мокрият HEC след измиване трябва да бъде дехидратиран, обикновено чрез вакуумна филтрация или центробежно разделяне, за да се намали съдържанието на влага.
Сушене
Дехидратираният HEC се суши, обикновено чрез сушене чрез пулверизиране или бързо сушене. Температурата и времето трябва да се контролират стриктно по време на процеса на сушене, за да се избегне разграждане или агломерация при висока температура.
Смилане
Изсушеният HEC блок трябва да бъде смлян и пресят, за да се постигне равномерно разпределение на размера на частиците и накрая да се образува прахообразен или гранулиран продукт.
III. Експлоатационни характеристики
Разтворимост във вода
HEC има добра разтворимост във вода и може да се разтвори бързо както в студена, така и в гореща вода, за да образува прозрачен или полупрозрачен разтвор. Това свойство на разтворимост го прави широко използван като сгъстител и стабилизатор в покрития и ежедневни химически продукти.
Удебеляване
HEC показва силен ефект на сгъстяване във воден разтвор и неговият вискозитет се увеличава с увеличаването на молекулното тегло. Това свойство на сгъстяване му позволява да играе роля в сгъстяването, задържането на вода и подобряването на строителните характеристики в покрития на водна основа и строителни разтвори.
Реология
Водният разтвор на HEC има уникални реологични свойства и неговият вискозитет се променя с промяната на скоростта на срязване, показвайки изтъняване при срязване или псевдопластичност. Това реологично свойство му позволява да регулира течливостта и конструктивните характеристики на покрития и сондажни течности за нефтени находища.
Емулгиране и суспензия
HEC има добри свойства на емулгиране и суспензия, които могат да стабилизират суспендираните частици или капчици в дисперсионната система, за да предотвратят разслояване и утаяване. Поради това HEC често се използва в продукти като емулсионни покрития и лекарствени суспензии.
Биоразградимост
HEC е естествено производно на целулоза с добра биоразградимост, без замърсяване на околната среда и отговаря на изискванията за екологична защита на околната среда.
IV. Полета за приложение
Покрития
В покритията на водна основа HEC се използва като сгъстител и стабилизатор за подобряване на течливостта, конструктивните характеристики и свойствата против увисване на покритията.
Строителство
В строителните материали HEC се използва в хоросан на циментова основа и замазка на прах за подобряване на строителните характеристики и задържането на вода.
Ежедневни химикали
В перилни препарати, шампоани и пасти за зъби HEC се използва като сгъстител и стабилизатор за подобряване на усещането и стабилността на продукта.
Нефтени находища
В течностите за сондиране и разбиване на нефтени находища HEC се използва за регулиране на реологията и свойствата на суспензията на сондажните течности и подобряване на ефективността и безопасността на сондирането.
Производство на хартия
В процеса на производство на хартия HEC се използва за контролиране на течливостта на целулозата и подобряване на еднородността и повърхностните свойства на хартията.
Хидроксиетилцелулозата (HEC) се използва широко в много промишлени области поради отличната си разтворимост във вода, сгъстяване, реологични свойства, свойства на емулгиране и суспензия, както и добра биоразградимост. Производственият му процес е сравнително зрял. Чрез етапите на етерификация на целулозата, измиване, дехидратиране, сушене и смилане могат да се приготвят HEC продукти със стабилна производителност и добро качество. В бъдеще, с подобряването на изискванията за опазване на околната среда и напредъка на технологиите, перспективите за приложение на HEC ще бъдат по-широки.
Време на публикуване: 02 юли 2024 г