I. Introducción
La hidroxietilcelulosa (HEC) es un polímero no iónico soluble en agua ampliamente utilizado en la extracción de petróleo, recubrimientos, construcción, productos químicos diarios, fabricación de papel y otros campos. La HEC se obtiene mediante modificación química de la celulosa, y sus propiedades y usos están determinados principalmente por los sustituyentes hidroxietilo de las moléculas de celulosa.
II. Proceso de producción
El proceso de producción de HEC incluye principalmente los siguientes pasos: eterificación de celulosa, lavado, deshidratación, secado y molienda. La siguiente es una introducción detallada a cada paso:
Eterificación de celulosa
La celulosa se trata primero con álcali para formar celulosa alcalina (Cellulose Alkali). Este proceso generalmente se lleva a cabo en un reactor, utilizando una solución de hidróxido de sodio para tratar la celulosa natural y formar celulosa alcalina. La reacción química es la siguiente:
Célula-OH+NaOH→Célula-O-Na+H2OCelda-OH+NaOH→Célula-O-Na+H 2O
Luego, la celulosa alcalina reacciona con el óxido de etileno para formar hidroxietilcelulosa. La reacción se lleva a cabo a alta presión, normalmente entre 30 y 100 °C, y la reacción específica es la siguiente:
Célula-O-Na+CH2CH2O→Célula-O-CH2CH2OHCélula-O-Na+CH 2CH 2O→Célula-O-CH 2CH 2OH
Esta reacción requiere un control preciso de la temperatura, la presión y la cantidad de óxido de etileno añadido para asegurar la uniformidad y calidad del producto.
Lavado
La HEC cruda resultante generalmente contiene álcali sin reaccionar, óxido de etileno y otros subproductos, que deben eliminarse mediante múltiples lavados con agua o lavados con solventes orgánicos. Se requiere una gran cantidad de agua durante el proceso de lavado con agua y las aguas residuales después del lavado deben tratarse y descargarse.
Deshidración
La HEC húmeda después del lavado debe deshidratarse, generalmente mediante filtración al vacío o separación centrífuga para reducir el contenido de humedad.
El secado
La HEC deshidratada se seca, normalmente mediante secado por pulverización o secado instantáneo. La temperatura y el tiempo deben controlarse estrictamente durante el proceso de secado para evitar la degradación o aglomeración a altas temperaturas.
Molienda
El bloque de HEC seco debe molerse y tamizarse para lograr una distribución uniforme del tamaño de las partículas y, finalmente, formar un producto en polvo o granular.
III. Características de rendimiento
Solubilidad en agua
HEC tiene buena solubilidad en agua y puede disolverse rápidamente tanto en agua fría como caliente para formar una solución transparente o translúcida. Esta propiedad de solubilidad lo hace ampliamente utilizado como espesante y estabilizador en recubrimientos y productos químicos de uso diario.
Espesamiento
HEC muestra un fuerte efecto espesante en solución acuosa y su viscosidad aumenta con el aumento del peso molecular. Esta propiedad espesante le permite desempeñar un papel en el espesamiento, la retención de agua y la mejora del rendimiento de la construcción en revestimientos y morteros de construcción a base de agua.
Reología
La solución acuosa de HEC tiene propiedades reológicas únicas y su viscosidad cambia con el cambio de la velocidad de corte, mostrando adelgazamiento por corte o pseudoplasticidad. Esta propiedad reológica le permite ajustar la fluidez y el rendimiento de la construcción en recubrimientos y fluidos de perforación de yacimientos petrolíferos.
Emulsificación y suspensión
HEC tiene buenas propiedades de emulsificación y suspensión, que pueden estabilizar partículas o gotitas suspendidas en el sistema de dispersión para evitar la estratificación y la sedimentación. Por lo tanto, la HEC se utiliza a menudo en productos como recubrimientos de emulsión y suspensiones de fármacos.
Biodegradabilidad
HEC es un derivado de celulosa natural con buena biodegradabilidad, no contamina el medio ambiente y cumple con los requisitos de protección ambiental ecológica.
IV. Campos de aplicación
Recubrimientos
En los recubrimientos a base de agua, HEC se utiliza como espesante y estabilizador para mejorar la fluidez, el rendimiento de la construcción y las propiedades anti-hundimiento de los recubrimientos.
Construcción
En materiales de construcción, HEC se utiliza en morteros a base de cemento y masillas en polvo para mejorar el rendimiento de la construcción y la retención de agua.
Productos químicos diarios
En detergentes, champús y pastas de dientes, la HEC se utiliza como espesante y estabilizador para mejorar la sensación y la estabilidad del producto.
Yacimientos petrolíferos
En los fluidos de fracturación y perforación de yacimientos petrolíferos, HEC se utiliza para ajustar la reología y las propiedades de suspensión de los fluidos de perforación y mejorar la eficiencia y seguridad de la perforación.
fabricación de papel
En el proceso de fabricación de papel, HEC se utiliza para controlar la fluidez de la pulpa y mejorar la uniformidad y las propiedades superficiales del papel.
La hidroxietilcelulosa (HEC) se ha utilizado ampliamente en muchos campos industriales debido a su excelente solubilidad en agua, espesamiento, propiedades reológicas, propiedades de emulsificación y suspensión, así como a su buena biodegradabilidad. Su proceso de producción es relativamente maduro. A través de los pasos de eterificación, lavado, deshidratación, secado y molienda de la celulosa, se pueden preparar productos HEC con rendimiento estable y buena calidad. En el futuro, con la mejora de los requisitos de protección ambiental y el avance de la tecnología, las perspectivas de aplicación de HEC serán más amplias.
Hora de publicación: 02-jul-2024