Hydroksietyyliselluloosa (HEC) on ei-ioninen, vesiliukoinen polymeeri, joka on johdettu selluloosasta, luonnollinen polymeeri, jota löytyy kasvien soluseinämistä. Sitä käytetään laajasti eri toimialoilla, mukaan lukien lääkkeet, kosmetiikka, maalit ja liimat sen erinomaisen paksuuntumisen, kalvonmuodostuksen ja reologisten ominaisuuksien vuoksi. Hydroksietyyliselluloosan valmistelu sisältää selluloosan eetterin etyleenioksidin kanssa alkalisissa olosuhteissa. Tämä prosessi voidaan jakaa useisiin avainvaiheisiin: selluloosan puhdistaminen, alkalisointi, eetterointi, neutralointi, pesu ja kuivaus.
1. Selluloosan puhdistus
Ensimmäinen askel hydroksietyyliselluloosan valmistuksessa on selluloosan puhdistus, joka on tyypillisesti hankittu puumassasta tai puuvillavuorista. Raaka selluloosa sisältää epäpuhtauksia, kuten ligniini, hemiselluloosa ja muut uutteet, jotka on poistettava kemialliseen modifikaatioon soveltuvan korkean puhtaan selluloosan saamiseksi.
Vaiheet:
Mekaaninen prosessointi: Raaka selluloosa käsitellään mekaanisesti sen koon pienentämiseksi ja pinta -alan lisäämiseksi helpottaen seuraavia kemiallisia käsittelyjä.
Kemiallinen käsittely: Selluloosa käsitellään kemikaaleilla, kuten natriumhydroksidilla (NaOH) ja natriumsulfiitillä (Na2SO3) ligniinin ja hemiselluloosan hajottamiseksi, mitä seuraa pesu ja valkaisu jäännösvaikeuksien poistamiseksi ja valkoisen, kuituisen selluloosan saamiseksi.
2. alkalisaatio
Puhdistettu selluloosa alkalisoidaan sitten sen aktivoimiseksi eetterifikaatioreaktiolle. Tähän sisältyy selluloosan käsitteleminen natriumhydroksidin vesiliuoksella.
Reaktio:
Selluloosa+NaOH → alkaliselluloosa
Menettely:
Selluloosa suspendoituu veteen ja natriumhydroksidiliuosta lisätään. NaOH: n pitoisuus vaihtelee tyypillisesti välillä 10-30%ja reaktio suoritetaan lämpötiloissa välillä 20-40 ° C.
Seosta sekoitetaan alkalin tasaisen imeytymisen varmistamiseksi, mikä johtaa alkaliselluloosan muodostumiseen. Tämä välituote on reaktiivisempi etyleenioksidiin, mikä helpottaa eetterifikaatioprosessia.
3. Eetterifikaatio
Avainvaihe hydroksietyyliselluloosan valmistuksessa on alkaliselluloosan eetterifikaatio etyleenioksidin kanssa. Tämä reaktio tuo hydroksietyyliryhmät (-CH2CH2OH) selluloosan runkoon, mikä tekee siitä vesiliukoisen.
Reaktio:
Alkali -selluloosa+etyleenioksidi → Hydroksietyyliselluloosa+NaOH
Menettely:
Eteenioksidia lisätään alkaliselluloosaan joko erässä tai jatkuvassa prosessissa. Reaktio suoritetaan tyypillisesti autoklaavi- tai painereaktorissa.
Reaktio-olosuhteet, mukaan lukien lämpötila (50-100 ° C) ja paine (1-5 atm), säädetään huolellisesti hydroksietyyliryhmien optimaalisen korvaamiseksi. Substituutioaste (DS) ja molaarinen substituutio (MS) ovat kriittisiä parametreja, jotka vaikuttavat lopputuotteen ominaisuuksiin.
4. neutralointi
Eetterifikaatioreaktion jälkeen seos sisältää hydroksietyyliselluloosan ja jäännösatriumhydroksidin. Seuraava vaihe on neutralointi, jossa ylimääräinen alkali neutraloidaan käyttämällä happoa, tyypillisesti etikkahappoa (CH3COOH) tai suolahappoa (HCL).
Reaktio: NaOH+HCL → NaCl+H2O
Menettely:
Happo lisätään hitaasti reaktioseokseen kontrolloiduissa olosuhteissa liiallisen lämmön välttämiseksi ja hydroksietyyliselluloosan hajoamisen estämiseksi.
Sitten neutraloitu seos altistetaan pH: n säätämiselle varmistaakseen, että se on halutulla alueella, tyypillisesti neutraalin pH: n ympärillä (6-8).
5. Pesu
Neutraloinnin jälkeen tuote on pestävä suolojen ja muiden sivutuotteiden poistamiseksi. Tämä vaihe on ratkaisevan tärkeä puhtaan hydroksietyyliselluloosan saamiseksi.
Menettely:
Reaktioseos laimennetaan vedellä ja hydroksietyyliselluloosa erotetaan suodatuksella tai sentrifugoimalla.
Erotettu hydroksietyyliselluloosa pestään toistuvasti deionisoidulla vedellä jäännössuolojen ja epäpuhtauksien poistamiseksi. Pesuprosessi jatkuu, kunnes pesuvesi saavuttaa määritetyn johtavuuden, mikä osoittaa liukoisten epäpuhtauksien poistamisen.
6. kuivaus
Viimeinen vaihe hydroksietyyliselluloosan valmistuksessa on kuivuminen. Tämä vaihe poistaa ylimääräisen veden, jolloin saadaan kuiva, jauhettu tuote, joka sopii erilaisiin sovelluksiin.
Menettely:
Pesty hydroksietyyliselluloosa levitetään kuivauslokeroihin tai kuljetetaan kuivaustunnelin läpi. Kuivauslämpötilaa säädetään huolellisesti lämmön hajoamisen välttämiseksi, tyypillisesti välillä 50–80 ° C.
Vaihtoehtoisesti ruiskukuivausta voidaan käyttää nopeaan ja tehokkaaseen kuivaukseen. Suihkukuivauksessa vesihydroksietyyliselluloosaliuos sumutetaan hienoiksi pisaroiksi ja kuivataan kuumaan ilmavirtaan, mikä johtaa hienoon jauheeseen.
Kuivattu tuote jauhetaan sitten haluttuun hiukkaskokoon ja pakataan varastointiin ja jakeluun.
Laadunvalvonta ja sovellukset
Koko valmistusprosessin ajan toteutetaan tiukat laadunvalvontatoimenpiteet hydroksietyyliselluloosan johdonmukaisuuden ja laadun varmistamiseksi. Keskeisiä parametreja, kuten viskositeettia, korvausastetta, kosteuspitoisuutta ja hiukkaskokoa, tarkkaillaan säännöllisesti.
Sovellukset:
Lääkkeet: Käytetään paksuuntumisaineena, sideaineena ja stabilointina formulaatioissa, kuten tabletteja, suspensioita ja voiteita.
Kosmetiikka: Tarjoaa viskositeettia ja tekstuuria tuotteille, kuten voiteet, voiteet ja shampoot.
Maalit ja pinnoitteet: Toimii sakeutusaineena ja reologian muokkaamisina, mikä parantaa maalien levitysominaisuuksia ja stabiilisuutta.
Elintarviketeollisuus: Toimii sakeutusaineena, stabilisaattorina ja emulgoijana erilaisissa elintarvikkeissa.
Hydroksietyyliselluloosan valmistelu sisältää sarjan hyvin määriteltyjä kemiallisia ja mekaanisia prosesseja, joiden tarkoituksena on moduloida selluloosa hydroksietyyliryhmien käyttöönottamiseksi. Jokainen vaihe, selluloosan puhdistuksesta kuivaukseen, on ratkaisevan tärkeä määritettäessä lopputuotteen laatua ja toiminnallisuutta. Hydroksietyyliselluloosan monipuoliset ominaisuudet tekevät siitä korvaamattoman ainesosan lukuisilla toimialoilla korostaen tarkan valmistuskäytäntöjen merkitystä eri sovellusten erityisvaatimusten täyttämiseksi.
Viestin aika: toukokuu-28-2024