Hydroxyethyl-celulozo (HEC) estas ne-ionika, akvorezista polimero derivita de celulozo, natura polimero trovita en la ĉelaj muroj de plantoj. Ĝi estas vaste uzata en diversaj industrioj, inkluzive de farmaciaĵoj, kosmetikaĵoj, farboj kaj vostoj, pro ĝiaj bonegaj dikigantaj, filmformaj kaj reologiaj proprietoj. La preparado de hidroksietila celulozo implikas la eterifigon de celulozo kun etilen -rusto en alkalaj kondiĉoj. Ĉi tiu procezo povas esti dividita en plurajn ŝlosilajn paŝojn: celuloza purigado, alkaligo, eterifigo, neŭtraligo, lavado kaj sekigado.
1. Celulosa Purigo
La unua paŝo en la preparado de hidroksietila celulozo estas la purigo de celulozo, tipe akirita el lignaj pulpoj aŭ kotonaj tegmentoj. Kruda celulozo enhavas malpuraĵojn kiel lignino, hemicelulozo kaj aliaj eltiraĵoj, kiuj devas esti forigitaj por akiri altan purecan celulozon taŭgan por kemia modifo.
Paŝoj engaĝitaj:
Mekanika prilaborado: La kruda celulozo estas meicallyanike prilaborita por redukti ĝian grandecon kaj pliigi ĝian surfacan areon, faciligante postajn kemiajn traktadojn.
Kemia traktado: La celulozo estas traktata kun kemiaĵoj kiel natria hidroksido (NaOH) kaj natria sulfito (Na2SO3) por detrui ligninon kaj hemiceluloson, sekvitan de lavado kaj blankigo por forigi postrestantajn malpuraĵojn kaj akiri blankan, fibran celulozon.
2. Alkaligo
La purigita celulozo tiam estas alkaligita por aktivigi ĝin por la reago de eterifado. Ĉi tio implikas trakti la celulozon kun akva solvo de natria hidroksido.
Reago:
Celulozo+NaOH → alkala celulozo
Proceduro:
La celulozo estas suspendita en akvo, kaj natria hidroksida solvo estas aldonita. La koncentriĝo de NaOH tipe varias de 10-30%, kaj la reago efektiviĝas ĉe temperaturoj inter 20-40 ° C.
La miksaĵo estas agitita por certigi uniforman absorbadon de la alkaloj, kondukante al la formado de alkala celulozo. Ĉi tiu intera estas pli reaktiva al etilena rusto, faciligante la procezon de eterifado.
3. Etherification
La ŝlosila paŝo en la preparado de hidroksietila celulozo estas la eterifiko de alkala celulozo kun etilena rusto. Ĉi tiu reago enkondukas hidroksietilajn grupojn (-CH2CH2OH) en la celulozan dorson, igante ĝin akvorezista.
Reago:
Alkala celulozo+etilena rusto → hidroksietila celulozo+NaOH
Proceduro:
Etilena rusto estas aldonita al la alkala celulozo, ĉu en loto aŭ kontinua procezo. La reago estas tipe farita en aŭtoklavo aŭ prema reaktoro.
La reagaj kondiĉoj, inkluzive de temperaturo (50-100 ° C) kaj premo (1-5 atm), estas zorge kontrolitaj por certigi optimuman anstataŭadon de hidroksietilaj grupoj. La grado de anstataŭigo (DS) kaj molara anstataŭado (MS) estas kritikaj parametroj, kiuj influas la proprietojn de la fina produkto.
4. Neŭtraligo
Post la reago de eterifado, la miksaĵo enhavas hidroksietilan celulozon kaj postrestantan natrian hidroksidon. La sekva paŝo estas neŭtraligo, kie la troa alkalo estas neŭtraligita uzante acidon, tipe acetan acidon (CH3COOH) aŭ hidrokloridan acidon (HCl).
Reago: NaOH+HCl → NaCl+H2O
Proceduro:
La acido estas malrapide aldonita al la reakcia miksaĵo en kontrolitaj kondiĉoj por eviti troan varmon kaj malhelpi degeneron de hidroksietila celulozo.
La neŭtraligita miksaĵo tiam estas submetita al pH-ĝustigo por certigi, ke ĝi estas ene de la dezirata gamo, tipe ĉirkaŭ neŭtrala pH (6-8).
5. Lavado
Post neŭtraligo, la produkto devas esti lavita por forigi salojn kaj aliajn kromproduktojn. Ĉi tiu paŝo estas kerna por akiri puran hidroksietilan celulozon.
Proceduro:
La reakcia miksaĵo estas diluita kun akvo, kaj la hidroksietila celulozo estas apartigita per filtrado aŭ centrifugado.
La disigita hidroksietil -celulozo estas plurfoje lavita kun deionigita akvo por forigi postrestantajn salojn kaj malpuraĵojn. La lavoprocezo daŭras ĝis la lavota akvo atingas specifan konduktivecon, indikante la forigon de solveblaj malpuraĵoj.
6. Sekigado
La fina paŝo en la preparado de hidroksietila celulozo sekiĝas. Ĉi tiu paŝo forigas la troan akvon, donante sekan, pulvorigitan produkton taŭgan por diversaj aplikoj.
Proceduro:
La lavita hidroksietil -celulozo estas disvastigita sur sekigaj pletoj aŭ transdonita tra sekiga tunelo. La seka temperaturo estas zorge kontrolita por eviti termikan degeneron, tipe inter 50-80 ° C.
Alternative, spray -sekigado povas esti uzata por rapida kaj efika sekigado. En spray -sekigado, la akva hidroksietila celuloza solvo estas atomigita en fajnajn gutetojn kaj sekigita en varma aera rivereto, rezultigante fajnan pulvoron.
La sekigita produkto tiam estas muelita al la dezirata partikla grandeco kaj plenplena por stokado kaj distribuo.
Kvalitkontrolo kaj aplikoj
Dum la preparada procezo, rigoraj mezuroj pri kontrolo de kvalito estas efektivigitaj por certigi la konsistencon kaj kvaliton de hidroksietila celulozo. Ŝlosilaj parametroj kiel viskozeco, grado de anstataŭado, humideca enhavo kaj partikla grandeco estas regule kontrolataj.
Aplikoj:
Pharmaceuticals: Uzata kiel densiga agento, ligilo kaj stabiligilo en formuliĝoj kiel tablojdoj, suspendoj kaj ungventoj.
Kosmetikaĵoj: Provizas viskozecon kaj teksturon al produktoj kiel kremoj, locioj kaj ŝampuoj.
Pentraĵoj kaj tegaĵoj: funkcias kiel modifilo de dikigilo kaj reologio, plibonigante la aplikajn proprietojn kaj stabilecon de farboj.
Manĝaĵa industrio: Funkcias kiel dikigilo, stabiligilo kaj emulsifilo en diversaj manĝaĵoj.
La preparado de hidroksietil-celulozo implikas serion de bone difinitaj kemiaj kaj mekanikaj procezoj celantaj modifi celulozon por enkonduki hidroksietilajn grupojn. Ĉiu paŝo, de celuloza purigo ĝis sekigado, estas kerna por determini la kvaliton kaj funkciecon de la fina produkto. La vershavaj ecoj de hidroksietil -celulozo igas ĝin senvalora ingredienco en multnombraj industrioj, emfazante la gravecon de precizaj fabrikaj praktikoj por plenumi la specifajn postulojn de diversaj aplikoj.
Afiŝotempo: majo-28-2024