A hidroxi-etil-cellulóz (HEC) egy nem-ionos, vízben oldódó polimer, amely a cellulózból származik, a növények sejtfalaiban található természetes polimer. Különböző iparágakban széles körben használják, ideértve a gyógyszereket, a kozmetikumokat, a festékeket és a ragasztókat, kiválóan megvastagodása, filmképző és reológiai tulajdonságai miatt. A hidroxi -etil -cellulóz előállítása magában foglalja a cellulóz etilén -oxiddal történő éterizálódását lúgos körülmények között. Ezt a folyamatot több kulcsfontosságú lépésre lehet bontani: cellulóztisztítás, lúgosítás, éterezés, semlegesítés, mosás és szárítás.
1. Cellulóztisztítás
A hidroxi -etil -cellulóz előállításának első lépése a cellulóz tisztítása, amelyet általában fapépből vagy pamutszélességből származnak. A nyers cellulóz olyan szennyeződéseket tartalmaz, mint a lignin, a hemicellulóz és más extrahozók, amelyeket el kell távolítani, hogy a kémiai módosításhoz alkalmas nagy tisztaságú cellulózt kapjanak.
Érintett lépések:
Mechanikus feldolgozás: A nyers cellulózt mechanikusan feldolgozzuk annak méretének csökkentése és a felületének növelése érdekében, megkönnyítve a későbbi kémiai kezeléseket.
Kémiai kezelés: A cellulózt olyan vegyi anyagokkal, mint például nátrium -hidroxiddal (NaOH) és nátrium -szulfitdal (Na2SO3) kezelik, hogy lebontják a lignint és a hemicellulózt, majd mosás és fehérítés követik a maradék szennyeződések eltávolítását, és fehér, rostos cellulózt kapnak.
2. lúgosítás
A tisztított cellulózt ezután lúgosítjuk, hogy aktiválja azt az éterezési reakcióhoz. Ez magában foglalja a cellulóz kezelését nátrium -hidroxid vizes oldatával.
Reakció:
Cellulóz+NaOH → Alkali cellulóz
Eljárás:
A cellulózt vízben szuszpendáljuk, és nátrium -hidroxid -oldatot adunk hozzá. A NaOH koncentrációja általában 10-30%, és a reakciót 20–40 ° C közötti hőmérsékleten hajtjuk végre.
Az elegyet keverjük, hogy biztosítsuk az alkália egyenletes abszorpcióját, ami lúgos cellulóz képződéséhez vezet. Ez a közbenső termék jobban reagál az etilén -oxidra, megkönnyítve az éterezési folyamatot.
3. Étertifikáció
A hidroxi -etil -cellulóz előállításának kulcsfontosságú lépése az alkáli -cellulóz etilén -oxiddal történő éterizálása. Ez a reakció bevezeti a hidroxi-etilcsoportokat (-Ch2Ch2OH) a cellulóz gerincébe, így vízoldhatóvá válik.
Reakció:
Lúgos cellulóz+etilén -oxid → hidroxi -etil -cellulóz+NaOH
Eljárás:
Etilén -oxidot adunk az alkáli cellulózhoz, akár kötegelt, akár folyamatos folyamatban. A reakciót általában autokláv vagy nyomásreaktorban hajtják végre.
A reakciós körülményeket, beleértve a hőmérsékletet (50-100 ° C) és a nyomást (1-5 ATM), gondosan szabályozzuk a hidroxi-etilcsoportok optimális helyettesítésének biztosítása érdekében. A szubsztitúció (DS) és a moláris szubsztitúció (MS) mértéke olyan kritikus paraméterek, amelyek befolyásolják a végtermék tulajdonságait.
4. Semlegesítés
Az éterezési reakció után az elegy hidroxi -etil -cellulózt és maradék nátrium -hidroxidot tartalmaz. A következő lépés a semlegesítés, ahol a felesleges lúgot sav, tipikusan ecetsav (CH3COOH) vagy sósav (HCL) alkalmazásával semlegesítik.
Reakció: NaOH+HCl → NaCl+H2O
Eljárás:
A savat lassan adjuk hozzá a reakcióelegyhez szabályozott körülmények között, hogy elkerüljék a túlzott hő és a hidroxi -etil -cellulóz lebomlását.
A semlegesített keveréket ezután pH-beállításnak kell alávetni, hogy a kívánt tartományon belül legyen, jellemzően a semleges pH (6-8) körül.
5. mosás
A semlegesítést követően a só és más melléktermékek eltávolításához a terméket meg kell mosni. Ez a lépés elengedhetetlen a tiszta hidroxi -etil -cellulóz előállításához.
Eljárás:
A reakcióelegyet vízzel hígítjuk, és a hidroxi -etil -cellulózt szűréssel vagy centrifugálással választjuk el.
Az elválasztott hidroxi -etil -cellulózt többször mossa meg ionmentes vízzel, hogy eltávolítsa a maradék sókat és szennyeződéseket. A mosási folyamat addig folytatódik, amíg a mosóvíz el nem éri a meghatározott vezetőképességet, jelezve az oldható szennyeződések eltávolítását.
6. szárítás
A hidroxi -etil -cellulóz előállításának utolsó lépése a szárítás. Ez a lépés eltávolítja a felesleges vizet, és egy száraz, porított terméket eredményez, amely alkalmas különféle alkalmazásokra.
Eljárás:
A mosott hidroxi -etil -cellulózt a szárító tálcákon terjednek, vagy egy szárító alagúton keresztül továbbítják. A szárítási hőmérsékletet gondosan szabályozzuk, hogy elkerüljék a termikus lebomlást, általában 50-80 ° C-ig terjednek.
Alternatív megoldásként a spray -szárítás felhasználható a gyors és hatékony szárításhoz. A permetező szárítás során a vizes hidroxi -etil -cellulóz oldatot finom cseppekké porlasztják és forró levegő patakban szárítják, és finom porot eredményeznek.
A szárított terméket ezután a kívánt részecskeméretre őrlik, és tároláshoz és eloszláshoz csomagolják.
Minőség -ellenőrzés és alkalmazások
Az előkészítési folyamat során szigorú minőség -ellenőrzési intézkedéseket hajtanak végre a hidroxi -etil -cellulóz konzisztenciájának és minőségének biztosítása érdekében. A kulcsfontosságú paramétereket, például a viszkozitást, a szubsztitúciós fokot, a nedvességtartalmat és a részecskeméretet rendszeresen ellenőrzik.
Alkalmazások:
Gyógyszerek: Sűrítőszerként, kötőanyagként és stabilizátorként használják olyan készítményekben, mint a tabletták, a szuszpenziók és a kenőcsök.
Kozmetika: Viszkozitást és textúrát biztosít olyan termékekhez, mint a krémek, krémek és samponok.
Festékek és bevonatok: sűrítő és reológiai módosítóként működik, javítva az alkalmazási tulajdonságokat és a festékek stabilitását.
Élelmiszeripar: Sűrítőként, stabilizátorként és emulgeálószerként működik különféle élelmiszerekben.
A hidroxi-etil-cellulóz előállítása olyan jól definiált kémiai és mechanikai folyamatok sorozatát foglalja magában, amelyek célja a cellulóz módosítása a hidroxi-etilcsoportok bevezetése érdekében. Minden lépés, a cellulóztisztítástól a szárításig, elengedhetetlen a végtermék minőségének és funkcionalitásának meghatározásában. A hidroxi -etil -cellulóz sokoldalú tulajdonságai felbecsülhetetlen értékű összetevőkké teszik számos iparágban, kiemelve a pontos gyártási gyakorlat fontosságát a különféle alkalmazások konkrét követelményeinek való megfelelés érdekében.
A postai idő: május-28-2024