I. Johdanto
Hydroksietyyliselluloosa (HEC) on ioniton vesiliukoinen polymeeri, jota käytetään laajalti öljyntuotannossa, pinnoitteissa, rakentamisessa, päivittäisissä kemikaaleissa, paperinvalmistuksessa ja muilla aloilla. HEC saadaan selluloosaa kemiallisesti modifioimalla, ja sen ominaisuudet ja käyttötarkoitukset määräytyvät pääasiassa selluloosamolekyylien hydroksietyylisubstituenteista.
II. Tuotantoprosessi
HEC:n tuotantoprosessi sisältää pääasiassa seuraavat vaiheet: selluloosan eetteröinti, pesu, kuivaus, kuivaus ja jauhaminen. Seuraavassa on yksityiskohtainen esittely jokaisesta vaiheesta:
Selluloosan eetteröinti
Selluloosa käsitellään ensin alkalilla alkaliselluloosan (Cellulose Alkali) muodostamiseksi. Tämä prosessi suoritetaan yleensä reaktorissa käyttämällä natriumhydroksidiliuosta luonnollisen selluloosan käsittelemiseen alkaliselluloosan muodostamiseksi. Kemiallinen reaktio on seuraava:
Solu-OH+NaOH→solu-O-Na+H2OCsolu-OH+NaOH→solu-O-Na+H2O
Sitten alkaliselluloosa reagoi etyleenioksidin kanssa muodostaen hydroksietyyliselluloosaa. Reaktio suoritetaan korkeassa paineessa, tavallisesti 30-100 °C, ja spesifinen reaktio on seuraava:
Solu-O-Na+CH2CH2O→solu-O-CH2CH2OHCell-O-Na+CH 2CH 2O→solu-O-CH 2CH 2OH
Tämä reaktio vaatii tarkkaa lämpötilan, paineen ja lisätyn etyleenioksidin määrän säätöä tuotteen tasaisuuden ja laadun varmistamiseksi.
Pesu
Tuloksena oleva raaka HEC sisältää yleensä reagoimatonta alkalia, etyleenioksidia ja muita sivutuotteita, jotka on poistettava useilla vesipesuilla tai orgaanisilla liuotinpesuilla. Vesipesun aikana tarvitaan suuri määrä vettä ja pesun jälkeinen jätevesi on käsiteltävä ja poistettava.
Kuivuminen
Märkä HEC pesun jälkeen on kuivattava, yleensä tyhjiösuodatuksella tai keskipakoerottelulla kosteuspitoisuuden vähentämiseksi.
Kuivaus
Dehydratoitu HEC kuivataan, tavallisesti sumutuskuivauksella tai flash-kuivauksella. Lämpötilaa ja aikaa on valvottava tarkasti kuivausprosessin aikana korkean lämpötilan hajoamisen tai agglomeroitumisen välttämiseksi.
Hionta
Kuivattu HEC-lohko on jauhettava ja seulottava tasaisen hiukkaskokojakauman saavuttamiseksi ja lopuksi jauheen tai rakeisen tuotteen muodostamiseksi.
III. Suorituskykyominaisuudet
Vesiliukoisuus
HEC:llä on hyvä vesiliukoisuus ja se liukenee nopeasti sekä kylmään että kuumaan veteen muodostaen läpinäkyvän tai läpikuultavan liuoksen. Tämä liukoisuusominaisuus tekee siitä laajan käytön sakeuttajana ja stabilointiaineena pinnoitteissa ja päivittäisissä kemiallisissa tuotteissa.
Paksuminen
HEC:llä on voimakas sakeuttamisvaikutus vesiliuoksessa, ja sen viskositeetti kasvaa molekyylipainon kasvaessa. Tämä sakeuttamisominaisuus mahdollistaa sen, että se voi osallistua sakeuttamiseen, vedenpidätyskykyyn ja rakentamisen suorituskyvyn parantamiseen vesiohenteisissa pinnoitteissa ja rakennuslaaseissa.
Reologia
HEC-vesiliuoksella on ainutlaatuiset reologiset ominaisuudet, ja sen viskositeetti muuttuu leikkausnopeuden muutoksen myötä, mikä osoittaa leikkaus ohenemista tai pseudoplastisuutta. Tämä reologinen ominaisuus mahdollistaa sen, että se voi säätää pinnoitteiden ja öljykenttien porausnesteiden juoksevuutta ja rakentamisen suorituskykyä.
Emulgointi ja suspensio
HEC:llä on hyvät emulgointi- ja suspensioominaisuudet, jotka voivat stabiloida suspendoituneita hiukkasia tai pisaroita dispersiojärjestelmässä kerrostumisen ja sedimentaation estämiseksi. Siksi HEC:tä käytetään usein tuotteissa, kuten emulsiopinnoitteissa ja lääkesuspensioissa.
Biohajoavuus
HEC on luonnollinen selluloosajohdannainen, jonka biohajoavuus on hyvä, ei saastuta ympäristöä ja täyttää vihreän ympäristönsuojelun vaatimukset.
IV. Sovelluskentät
Pinnoitteet
Vesiohenteisissa pinnoitteissa HEC:tä käytetään sakeuttamisaineena ja stabilointiaineena parantamaan pinnoitteiden juoksevuutta, rakenteellista suorituskykyä ja painumista estäviä ominaisuuksia.
Rakentaminen
Rakennusmateriaaleissa HEC:tä käytetään sementtipohjaisessa laastissa ja kittijauheessa parantamaan rakentamisen suorituskykyä ja vedenpidätyskykyä.
Päivittäiset kemikaalit
Pesuaineissa, shampoissa ja hammastahnoissa HEC:tä käytetään sakeuttajana ja stabilointiaineena parantamaan tuotteen tuntumaa ja vakautta.
Öljykentät
Öljykenttien poraus- ja murtonesteissä HEC:tä käytetään porausnesteiden reologian ja suspensioominaisuuksien säätämiseen sekä porauksen tehokkuuden ja turvallisuuden parantamiseen.
Paperinvalmistus
Paperinvalmistusprosessissa HEC:tä käytetään massan juoksevuuden säätelyyn ja paperin tasaisuuden ja pintaominaisuuksien parantamiseen.
Hydroksietyyliselluloosaa (HEC) on käytetty laajasti monilla teollisuuden aloilla sen erinomaisen vesiliukoisuuden, sakeutumisen, reologisten ominaisuuksien, emulgointi- ja suspensioominaisuuksien sekä hyvän biohajoavuuden ansiosta. Sen tuotantoprosessi on suhteellisen kypsä. Selluloosan eetteröinti-, pesu-, kuivaus-, kuivaus- ja jauhamisvaiheiden kautta voidaan valmistaa HEC-tuotteita, joilla on vakaa suorituskyky ja hyvä laatu. Tulevaisuudessa ympäristönsuojeluvaatimusten parantuessa ja tekniikan kehittyessä HEC:n sovellusmahdollisuudet ovat laajemmat.
Postitusaika: 02.07.2024