Hüdroksüetüültselluloos (HEC) on mitteioonne, vees lahustuv polümeer, mis on saadud tselluloosist, looduslik polümeer, mida leidub taimede rakuseinas. Seda kasutatakse laialdaselt erinevates tööstusharudes, sealhulgas farmaatsiatooted, kosmeetika, värvid ja liimid, tänu suurepärase paksenemise, kile moodustamis- ja reoloogiliste omaduste tõttu. Hüdroksüetüültselluloosi valmistamine hõlmab tselluloosi eetriseerimist etüleenoksiidiga aluselistes tingimustes. Selle protsessi saab jagada mitmeks võtmeetappiks: tselluloosi puhastamine, alkalisatsioon, eetri, neutraliseerimine, pesemine ja kuivatamine.
1. tselluloosi puhastamine
Hüdroksüetüültselluloosi valmistamise esimene samm on tselluloosi puhastamine, mis on tavaliselt pärit puidumassist või puuvillavoodritest. Toor tselluloos sisaldab lisandeid nagu ligniin, hemitselluloos ja muud ekstraktid, mis tuleb eemaldada, et saada keemiliseks muutmiseks sobiv kõrge puhtusastmega tselluloos.
Kaasatud sammud:
Mehaaniline töötlemine: töötlemata tselluloosi töödeldakse mehaaniliselt, et vähendada selle suurust ja suurendada selle pindala, hõlbustades järgnevaid keemilisi töötlusi.
Keemiline töötlemine: tselluloosi töödeldakse kemikaalidega nagu naatriumhüdroksiid (NAOH) ja naatriumsulfit (Na2SO3), et lagundada ligniini ja hemitselluloosi, millele järgneb pesemine ja pleegitamine jääkide lisandite eemaldamiseks ja valge, kiulisest tselluloosi saamiseks.
2. leelistamine
Seejärel on puhastatud tselluloos leeliselisem, et aktiveerida see eetrireaktsiooni jaoks. See hõlmab tselluloosi töötlemist naatriumhüdroksiidi vesilahusega.
Reaktsioon:
Tselluloos+NaOH → Leelise tselluloos
Protseduur:
Tselluloos suspendeeritakse vees ja lisatakse naatriumhüdroksiidi lahus. NaOH kontsentratsioon on tavaliselt vahemikus 10-30%ja reaktsioon viiakse läbi temperatuuridel vahemikus 20–40 ° C.
Segu segatakse, et tagada leelise ühtlane imendumine, mis viib leelise tselluloosi moodustumiseni. See vaheühend reageerib rohkem etüleenoksiidi suhtes, hõlbustades eetriprotsessi.
3. eeter
Hüdroksüetüültselluloosi valmistamise võtmetapp on leelise tselluloosi eetristumine etüleenoksiidiga. See reaktsioon toob tselluloosi selgroo sisse hüdroksüetüülrühmad (-ch2ch2OH), muutes selle vees lahustuvaks.
Reaktsioon:
Leelise tselluloos+etüleenoksiid → hüdroksüetüültselluloos+NaOH
Protseduur:
Leelise tselluloosi lisatakse etüleenoksiid kas partiis või pidevas protsessis. Reaktsioon viiakse tavaliselt läbi autoklaavi või rõhureaktoris.
Reaktsioonitingimusi, sealhulgas temperatuuri (50-100 ° C) ja rõhku (1-5 atm), kontrollitakse hoolikalt, et tagada hüdroksüetüülrühmade optimaalne asendamine. Asendamise aste (DS) ja molaarne asendamine (MS) on kriitilised parameetrid, mis mõjutavad lõpptoote omadusi.
4. neutraliseerimine
Pärast eetri reaktsiooni sisaldab segu hüdroksüetüültselluloosi ja naatriumhüdroksiidi jääk. Järgmine samm on neutraliseerimine, kus liigne leelise neutraliseeritakse happe, tavaliselt äädikhappe (CH3COOH) või vesinikkloriidhappe (HCL) abil.
Reaktsioon: NaOH+HCl → NaCl+H2O
Protseduur:
Hape lisatakse reaktsioonisegule aeglaselt kontrollitud tingimustes, et vältida liigset kuumust ja vältida hüdroksüetüültselluloosi lagunemist.
Seejärel rakendatakse neutraliseeritud segu pH reguleerimisel, et see oleks soovitud vahemikus, tavaliselt neutraalse pH (6-8) ümber.
5. pesemine
Pärast neutraliseerimist tuleb toodet pesta soolade ja muude kõrvalsaaduste eemaldamiseks. See samm on ülioluline puhta hüdroksüetüültselluloosi saamiseks.
Protseduur:
Reaktsioonisegu lahjendatakse veega ja hüdroksüetüültselluloos eraldatakse filtreerimise või tsentrifuugimisega.
Eraldatud hüdroksüetüültselluloosi pestakse korduvalt deioniseeritud veega, et eemaldada jääksoolad ja lisandid. Pesemisprotsess jätkub, kuni pesuvesi jõuab kindlaksmääratud juhtivuseni, mis näitab lahustuvate lisandite eemaldamist.
6. kuivatamine
Hüdroksüetüültselluloosi valmistamise viimane samm on kuivamine. See samm eemaldab liigse vee, saades erinevateks rakendusteks sobiva kuiva, pulbrilise toote.
Protseduur:
Pestud hüdroksüetüültselluloos levib kuivatusalustel või toimetatakse läbi kuivamise tunneli. Kuivamistemperatuuri kontrollitakse hoolikalt, et vältida termilist lagunemist, tavaliselt vahemikus 50–80 ° C.
Teise võimalusena saab kiireks ja tõhusaks kuivatamiseks kasutada pihustus kuivatamist. Pihustuskuivatamisel pihustatakse hüdroksüetüültselluloosi lahus peeneteks tilkadeks ja kuivatatakse kuumaõhuvoolus, mille tulemuseks on peen pulber.
Seejärel jahvatatakse kuivatatud toode soovitud osakeste suuruseni ning pakitakse ladustamiseks ja jaotamiseks.
Kvaliteedikontroll ja rakendused
Kogu ettevalmistusprotsessi vältel rakendatakse rangeid kvaliteedikontrolli meetmeid, et tagada hüdroksüetüültselluloosi järjepidevus ja kvaliteet. Regulaarselt jälgitakse selliseid peamisi parameetreid nagu viskoossus, asendamise aste, niiskusesisaldus ja osakeste suurus.
Rakendused:
Farmaatsiatooted: kasutatud pakseneva ainena, sideainena ja stabilisaatorina preparaatides, nagu tabletid, suspensioonid ja salvid.
Kosmeetika: pakub viskoossusi ja tekstuuri sellistele toodetele nagu kreemid, kreemid ja šampoonid.
Värvid ja katted: toimib paksendaja ja reoloogia modifikaatorina, parandades rakendusomadusi ja värvide stabiilsust.
Toiduainetööstus: erinevates toiduainetes tegutsevad paksendaja, stabilisaatori ja emulgaatorina.
Hüdroksüetüültselluloosi valmistamine hõlmab rida täpselt määratletud keemilisi ja mehaanilisi protsesse, mille eesmärk on modifitseerida tselluloosi hüdroksüetüülrühmade sisseviimiseks. Iga etapp alates tselluloosi puhastumisest kuni kuivatamiseni on lõpptoote kvaliteedi ja funktsionaalsuse määramisel ülioluline. Hüdroksüetüül tselluloosi mitmekülgsed omadused muudavad selle hindamatuks koostisosaks paljudes tööstusharudes, tuues välja täpse tootmistava olulisuse, et täita erinevate rakenduste erinõudeid.
Postiaeg:-28-2024