I. Introducción
La hidroxietilcelulosa (HEC) es un polímero no iónico soluble en agua ampliamente utilizado en extracción de aceite, recubrimientos, construcción, productos químicos diarios, fabricación de papel y otros campos. HEC se obtiene mediante modificación química de celulosa, y sus propiedades y usos están determinados principalmente por los sustituyentes de hidroxietilo en 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 álcali (celulosa alcalina). Este proceso generalmente se lleva a cabo en un reactor, utilizando una solución de hidróxido de sodio para tratar la celulosa natural para formar celulosa alcalina. La reacción química es la siguiente:
Cell-OH+NaOH → Cell-O-Na+H2ocell-OH+NaOH → Cell-O-NA+H 2O
Luego, la celulosa alcalina reacciona con óxido de etileno para formar hidroxietilelulosa. La reacción se lleva a cabo a alta presión, generalmente 30-100 ° C, y la reacción específica es la siguiente:
Cell-O-NA+CH2CH2O → Cell-O-CH2CH2OHCELL-O-NA+CH 2CH 2O → CELL-O-CH 2CH 2OH
Esta reacción requiere un control preciso de la temperatura, la presión y la cantidad de óxido de etileno agregado para garantizar la uniformidad y la calidad del producto.
Lavado
El HEC crudo resultante generalmente contiene álcali sin reaccionar, óxido de etileno y otros subproductos, que deben eliminarse mediante múltiples lavados de agua o lavados de solventes orgánicos. Se requiere una gran cantidad de agua durante el proceso de lavado de agua, y las aguas residuales después del lavado deben tratarse y descargarse.
Deshidración
El HEC húmedo después del lavado debe deshidratarse, generalmente por filtración al vacío o separación centrífuga para reducir el contenido de humedad.
El secado
El HEC deshidratado se seca, generalmente por secado en aerosol o secado con flash. La temperatura y el tiempo deben controlarse estrictamente durante el proceso de secado para evitar la degradación o aglomeración de alta temperatura.
Molienda
El bloque HEC seco debe ser molido y tamizado para lograr una distribución uniforme de tamaño de partícula, y finalmente formar un polvo o producto granular.
Iii. Características de rendimiento
Solubilidad de agua
HEC tiene una buena solubilidad en agua y puede disolver rápidamente en agua fría y 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 diarios.
Espesamiento
HEC muestra un fuerte efecto de engrosamiento en la solución acuosa, y su viscosidad aumenta con el aumento del peso molecular. Esta propiedad de engrosamiento le permite desempeñar un papel en el engrosamiento, la retención de agua y la mejora del rendimiento de la construcción en recubrimientos a base de agua y morteros de construcción.
Reología
La solución acuosa HEC tiene propiedades reológicas únicas, y su viscosidad cambia con el cambio de la velocidad de corte, que muestra el adelgazamiento o pseudoplasticidad. Esta propiedad reológica le permite ajustar la fluidez y el rendimiento de la construcción en recubrimientos y fluidos de perforación en el campo petrolero.
Emulsificación y suspensión
HEC tiene buenas propiedades de emulsificación y suspensión, que pueden estabilizar partículas o gotas suspendidas en el sistema de dispersión para evitar la estratificación y sedimentación. Por lo tanto, HEC a menudo se usa en productos como recubrimientos de emulsión y suspensiones de drogas.
Biodegradabilidad
HEC es un derivado de celulosa natural con buena biodegradabilidad, sin contaminación para el medio ambiente, y cumple con los requisitos de protección del medio ambiente verde.
IV. Campos de aplicación
Revestimiento
En los recubrimientos a base de agua, HEC se usa como espesante y estabilizador para mejorar la fluidez, el rendimiento de la construcción y las propiedades anti-sagging de los recubrimientos.
Construcción
En materiales de construcción, HEC se usa en mortero a base de cemento y polvo de masilla para mejorar el rendimiento de la construcción y la retención de agua.
Químicos diarios
En detergentes, champús y pastas de dientes, HEC se usa como espesante y estabilizador para mejorar la sensación y la estabilidad del producto.
Campos petroleros
En los fluidos de perforación y fractura en el campo petrolero, HEC se usa para ajustar las propiedades de reología y suspensión de los fluidos de perforación y mejorar la eficiencia y la seguridad de la perforación.
Fabricación de papel
En el proceso de fabricación de papel, HEC se usa para controlar la fluidez de la pulpa y mejorar la uniformidad y las propiedades de la superficie del papel.
La hidroxietilcelulosa (HEC) se ha utilizado ampliamente en muchos campos industriales debido a su excelente solubilidad de agua, engrosamiento, propiedades reológicas, emulsificación y propiedades de suspensión, así como una buena biodegradabilidad. Su proceso de producción es relativamente maduro. A través de los pasos de eterificación de celulosa, lavado, deshidratación, secado y molienda, se pueden preparar productos HEC con rendimiento estable y buena calidad. En el futuro, con la mejora de los requisitos de protección del medio ambiente y el avance de la tecnología, las perspectivas de aplicación de HEC serán más amplias.
Tiempo de publicación: Jul-02-2024