I. Εισαγωγή
Η υδροξυαιθυλοκυτταρίνη (HEC) είναι ένα μη ιονικό υδατοδιαλυτό πολυμερές που χρησιμοποιείται ευρέως στην εξόρυξη λαδιού, τις επικαλύψεις, τις κατασκευές, τις καθημερινές χημικές ουσίες, τη χαρτοποιία και άλλους τομείς. Το HEC λαμβάνεται με χημική τροποποίηση της κυτταρίνης και οι ιδιότητες και οι χρήσεις του καθορίζονται κυρίως από τους υποκαταστάτες υδροξυαιθυλίου στα μόρια της κυτταρίνης.
II. Διαδικασία παραγωγής
Η διαδικασία παραγωγής του HEC περιλαμβάνει κυρίως τα ακόλουθα στάδια: αιθεροποίηση κυτταρίνης, πλύσιμο, αφυδάτωση, ξήρανση και άλεση. Ακολουθεί μια λεπτομερής εισαγωγή σε κάθε βήμα:
Αιθεροποίηση κυτταρίνης
Η κυτταρίνη κατεργάζεται πρώτα με αλκάλι για να σχηματιστεί αλκαλική κυτταρίνη (Cellulose Alkali). Αυτή η διαδικασία πραγματοποιείται συνήθως σε έναν αντιδραστήρα, χρησιμοποιώντας διάλυμα υδροξειδίου του νατρίου για την επεξεργασία της φυσικής κυτταρίνης για να σχηματιστεί αλκαλική κυτταρίνη. Η χημική αντίδραση είναι η εξής:
Cell-OH+NaOH→Cell-O-Na+H2OCcell-OH+NaOH→Cell-O-Na+H 2O
Στη συνέχεια, η αλκαλική κυτταρίνη αντιδρά με το οξείδιο του αιθυλενίου για να σχηματίσει υδροξυαιθυλοκυτταρίνη. Η αντίδραση πραγματοποιείται υπό υψηλή πίεση, συνήθως 30-100°C, και η ειδική αντίδραση είναι η εξής:
Cell-O-Na+CH2CH2O→Cell-O-CH2CH2OHCell-O-Na+CH 2CH 2O→Cell-O-CH 2CH 2OH
Αυτή η αντίδραση απαιτεί ακριβή έλεγχο της θερμοκρασίας, της πίεσης και της ποσότητας οξειδίου του αιθυλενίου που προστίθεται για να εξασφαλιστεί η ομοιομορφία και η ποιότητα του προϊόντος.
Πλύσιμο
Το προκύπτον ακατέργαστο HEC περιέχει συνήθως αλκάλια που δεν αντέδρασαν, οξείδιο του αιθυλενίου και άλλα παραπροϊόντα, τα οποία πρέπει να αφαιρεθούν με πολλαπλές πλύσεις με νερό ή πλύσεις με οργανικούς διαλύτες. Απαιτείται μεγάλη ποσότητα νερού κατά τη διαδικασία πλύσης με νερό και τα λύματα μετά το πλύσιμο πρέπει να υποστούν επεξεργασία και απόρριψη.
Αφυδάτωση
Το υγρό HEC μετά το πλύσιμο πρέπει να αφυδατωθεί, συνήθως με διήθηση υπό κενό ή φυγοκεντρικό διαχωρισμό για να μειωθεί η περιεκτικότητα σε υγρασία.
Ξήρανση
Το αφυδατωμένο HEC ξηραίνεται, συνήθως με ξήρανση με ψεκασμό ή ξήρανση με φλας. Η θερμοκρασία και ο χρόνος πρέπει να ελέγχονται αυστηρά κατά τη διαδικασία ξήρανσης για να αποφευχθεί η υποβάθμιση ή η συσσωμάτωση σε υψηλή θερμοκρασία.
Τρίψιμο
Το αποξηραμένο μπλοκ HEC πρέπει να αλεσθεί και να κοσκινιστεί για να επιτευχθεί ομοιόμορφη κατανομή μεγέθους σωματιδίων και τελικά να σχηματιστεί μια σκόνη ή ένα κοκκώδες προϊόν.
III. Χαρακτηριστικά απόδοσης
Υδατοδιαλυτότητα
Το HEC έχει καλή διαλυτότητα στο νερό και μπορεί να διαλυθεί γρήγορα τόσο σε κρύο όσο και σε ζεστό νερό για να σχηματίσει ένα διαφανές ή ημιδιαφανές διάλυμα. Αυτή η ιδιότητα διαλυτότητας το κάνει να χρησιμοποιείται ευρέως ως πυκνωτικό και σταθεροποιητικό σε επιστρώσεις και καθημερινά χημικά προϊόντα.
Πύκνωση
Το HEC παρουσιάζει ισχυρό πηκτικό αποτέλεσμα σε υδατικό διάλυμα και το ιξώδες του αυξάνεται με την αύξηση του μοριακού βάρους. Αυτή η ιδιότητα πάχυνσης του δίνει τη δυνατότητα να παίζει ρόλο στην πύκνωση, τη συγκράτηση νερού και τη βελτίωση της απόδοσης κατασκευής σε επιστρώσεις με βάση το νερό και οικοδομικά κονιάματα.
Ρεολογία
Το υδατικό διάλυμα HEC έχει μοναδικές ρεολογικές ιδιότητες και το ιξώδες του αλλάζει με την αλλαγή του ρυθμού διάτμησης, παρουσιάζοντας αραίωση διάτμησης ή ψευδοπλαστικότητα. Αυτή η ρεολογική ιδιότητα του επιτρέπει να προσαρμόζει τη ρευστότητα και την κατασκευαστική απόδοση σε επιστρώσεις και υγρά γεώτρησης πετρελαιοπηγών.
Γαλακτωματοποίηση και εναιώρηση
Το HEC έχει καλές ιδιότητες γαλακτωματοποίησης και εναιώρησης, οι οποίες μπορούν να σταθεροποιήσουν τα αιωρούμενα σωματίδια ή σταγονίδια στο σύστημα διασποράς για να αποτρέψουν τη στρωματοποίηση και την καθίζηση. Ως εκ τούτου, το HEC χρησιμοποιείται συχνά σε προϊόντα όπως επικαλύψεις γαλακτώματος και εναιωρήματα φαρμάκων.
Βιοδιασπασιμότητα
Το HEC είναι ένα φυσικό παράγωγο κυτταρίνης με καλή βιοδιασπασιμότητα, χωρίς ρύπανση στο περιβάλλον και πληροί τις απαιτήσεις της πράσινης προστασίας του περιβάλλοντος.
IV. Πεδία Εφαρμογής
Επιστρώσεις
Στις επιστρώσεις με βάση το νερό, το HEC χρησιμοποιείται ως πυκνωτικό και σταθεροποιητικό για τη βελτίωση της ρευστότητας, της κατασκευαστικής απόδοσης και των ιδιοτήτων κατά της χαλάρωσης των επιστρώσεων.
Κατασκευή
Στα οικοδομικά υλικά, το HEC χρησιμοποιείται σε κονίαμα με βάση το τσιμέντο και σκόνη στόκου για τη βελτίωση της κατασκευαστικής απόδοσης και της συγκράτησης του νερού.
Καθημερινά Χημικά
Σε απορρυπαντικά, σαμπουάν και οδοντόκρεμες, το HEC χρησιμοποιείται ως πυκνωτικό και σταθεροποιητικό για τη βελτίωση της αίσθησης και της σταθερότητας του προϊόντος.
Πετρέλαιο
Στα υγρά γεώτρησης και θραύσης κοιτασμάτων πετρελαίου, το HEC χρησιμοποιείται για τη ρύθμιση της ρεολογίας και των ιδιοτήτων ανάρτησης των υγρών γεώτρησης και για τη βελτίωση της απόδοσης και της ασφάλειας της γεώτρησης.
Χαρτοποιία
Στη διαδικασία παραγωγής χαρτιού, το HEC χρησιμοποιείται για τον έλεγχο της ρευστότητας του πολτού και τη βελτίωση της ομοιομορφίας και των επιφανειακών ιδιοτήτων του χαρτιού.
Η υδροξυαιθυλοκυτταρίνη (HEC) έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως σε πολλούς βιομηχανικούς τομείς λόγω της εξαιρετικής υδατοδιαλυτότητας, πύκνωσης, ρεολογικών ιδιοτήτων, ιδιοτήτων γαλακτωματοποίησης και εναιώρησης, καθώς και καλής βιοδιασπασιμότητας. Η παραγωγική του διαδικασία είναι σχετικά ώριμη. Μέσω των βημάτων αιθεροποίησης κυτταρίνης, πλύσης, αφυδάτωσης, ξήρανσης και λείανσης, μπορούν να παρασκευαστούν προϊόντα HEC με σταθερή απόδοση και καλή ποιότητα. Στο μέλλον, με τη βελτίωση των απαιτήσεων προστασίας του περιβάλλοντος και την πρόοδο της τεχνολογίας, οι προοπτικές εφαρμογής του HEC θα είναι ευρύτερες.
Ώρα δημοσίευσης: Ιουλ-02-2024