I. Introducció
La hidroxietilcel·lulosa (HEC) és un polímer soluble en aigua no iònic àmpliament utilitzat en extracció d'oli, recobriments, construcció, productes químics diaris, fabricació de paper i altres camps. L'HEC s'obté per modificació química de la cel·lulosa, i les seves propietats i usos estan determinats principalment pels substituents hidroxietils de les molècules de cel·lulosa.
II. Procés de producció
El procés de producció d'HEC inclou principalment els següents passos: eterificació de la cel·lulosa, rentat, deshidratació, assecat i mòlta. A continuació es mostra una introducció detallada a cada pas:
Eterificació de la cel·lulosa
La cel·lulosa es tracta primer amb àlcali per formar cel·lulosa alcalina (àlcali de cel·lulosa). Aquest procés es realitza normalment en un reactor, utilitzant una solució d'hidròxid de sodi per tractar la cel·lulosa natural per formar cel·lulosa alcalina. La reacció química és la següent:
Cèl·lula-OH+NaOH→Cèl·lula-O-Na+H2OCell-OH+NaOH→Cèl·lula-O-Na+H 2O
Aleshores, la cel·lulosa alcalina reacciona amb l'òxid d'etilè per formar hidroxietilcel·lulosa. La reacció es porta a terme a alta pressió, normalment entre 30 i 100 °C, i la reacció específica és la següent:
Cèl·lula-O-Na+CH2CH2O→Cèl·lula-O-CH2CH2OHCèl·lula-O-Na+CH 2CH 2O→Cèl·lula-O-CH 2CH 2OH
Aquesta reacció requereix un control precís de la temperatura, la pressió i la quantitat d'òxid d'etilè afegit per garantir la uniformitat i la qualitat del producte.
Rentat
L'HEC brut resultant normalment conté àlcali no reaccionat, òxid d'etilè i altres subproductes, que s'han d'eliminar mitjançant múltiples rentats d'aigua o rentats amb dissolvents orgànics. Es requereix una gran quantitat d'aigua durant el procés de rentat d'aigua i les aigües residuals després del rentat s'han de tractar i abocar.
Deshidratació
L'HEC humit després del rentat s'ha de deshidratar, normalment mitjançant filtració al buit o separació centrífuga per reduir el contingut d'humitat.
Assecat
L'HEC deshidratat s'asseca, generalment mitjançant assecat per aspersió o assecat flash. La temperatura i el temps s'han de controlar estrictament durant el procés d'assecat per evitar la degradació o l'aglomeració a alta temperatura.
Mòlta
El bloc d'HEC sec s'ha de triturar i tamisar per aconseguir una distribució uniforme de la mida de partícules i, finalment, formar un producte en pols o granular.
III. Característiques de rendiment
Solubilitat en aigua
L'HEC té una bona solubilitat en aigua i es pot dissoldre ràpidament tant en aigua freda com calenta per formar una solució transparent o translúcida. Aquesta propietat de solubilitat fa que sigui àmpliament utilitzat com a espessidor i estabilitzador en recobriments i productes químics diaris.
Engrossiment
L'HEC mostra un fort efecte espessidor en solució aquosa i la seva viscositat augmenta amb l'augment del pes molecular. Aquesta propietat d'engrossiment li permet tenir un paper en l'engrossiment, la retenció d'aigua i la millora del rendiment de la construcció en recobriments a base d'aigua i morters de construcció.
Reologia
La solució aquosa HEC té propietats reològiques úniques i la seva viscositat canvia amb el canvi de velocitat de cisalla, mostrant un aprimament o pseudoplasticitat. Aquesta propietat reològica li permet ajustar la fluïdesa i el rendiment de la construcció en recobriments i fluids de perforació de camps petroliers.
Emulsificació i suspensió
L'HEC té bones propietats d'emulsificació i suspensió, que poden estabilitzar les partícules o gotes en suspensió al sistema de dispersió per evitar l'estratificació i la sedimentació. Per tant, l'HEC s'utilitza sovint en productes com ara recobriments d'emulsió i suspensions de fàrmacs.
Biodegradabilitat
L'HEC és un derivat natural de la cel·lulosa amb bona biodegradabilitat, sense contaminació per al medi ambient i compleix els requisits de protecció del medi ambient verd.
IV. Camps d'aplicació
Recobriments
En els recobriments a base d'aigua, l'HEC s'utilitza com a espessidor i estabilitzador per millorar la fluïdesa, el rendiment de la construcció i les propietats anti-fluides dels recobriments.
Construcció
En materials de construcció, HEC s'utilitza en morters a base de ciment i massilla en pols per millorar el rendiment de la construcció i la retenció d'aigua.
Químics diaris
En detergents, xampús i pastes de dents, l'HEC s'utilitza com a espessidor i estabilitzador per millorar la sensació i l'estabilitat del producte.
Camps de petroli
En els fluids de perforació i fracturació de camps petroliers, HEC s'utilitza per ajustar les propietats de reologia i suspensió dels fluids de perforació i millorar l'eficiència i la seguretat de la perforació.
Fabricació de paper
En el procés de fabricació de paper, l'HEC s'utilitza per controlar la fluïdesa de la pasta i millorar la uniformitat i les propietats superficials del paper.
La hidroxietilcel·lulosa (HEC) s'ha utilitzat àmpliament en molts camps industrials a causa de la seva excel·lent solubilitat en aigua, espessiment, propietats reològiques, propietats d'emulsificació i suspensió, així com una bona biodegradabilitat. El seu procés de producció és relativament madur. Mitjançant els passos d'eterificació de la cel·lulosa, rentat, deshidratació, assecat i mòlta, es poden preparar productes HEC amb un rendiment estable i de bona qualitat. En el futur, amb la millora dels requisits de protecció del medi ambient i l'avenç de la tecnologia, les perspectives d'aplicació d'HEC seran més àmplies.
Hora de publicació: Jul-02-2024