Հիդրօքսիէթիլ ցելյուլոզայի (HEC) արտադրության գործընթացը և կատարումը

I. Ներածություն

Հիդրօքսիէթիլ Ցելյուլոզը (HEC) ոչ իոնային ջրում լուծվող պոլիմեր է, որը լայնորեն օգտագործվում է նավթի արդյունահանման, ծածկույթների, շինարարության, ամենօրյա քիմիական նյութերի, թղթի արտադրության և այլ ոլորտներում: HEC-ը ստացվում է ցելյուլոզայի քիմիական ձևափոխմամբ, և դրա հատկությունները և օգտագործումը հիմնականում որոշվում են ցելյուլոզայի մոլեկուլների վրա գտնվող հիդրօքսիէթիլ փոխարինիչներով:

II. Արտադրության գործընթաց

HEC-ի արտադրական գործընթացը հիմնականում ներառում է հետևյալ քայլերը՝ ցելյուլոզային եթերիֆիկացում, լվացում, ջրազրկում, չորացում և մանրացում։ Ստորև ներկայացված է յուրաքանչյուր քայլի մանրամասն ներածություն.

Ցելյուլոզային եթերիֆիկացում

Ցելյուլոզը սկզբում մշակվում է ալկալիներով՝ առաջացնելով ալկալային ցելյուլոզա (Cellulose Alkali): Այս գործընթացը սովորաբար իրականացվում է ռեակտորում՝ օգտագործելով նատրիումի հիդրօքսիդի լուծույթ՝ բնական ցելյուլոզը մշակելու համար՝ ալկալային ցելյուլոզա առաջացնելու համար: Քիմիական ռեակցիան հետևյալն է.

Բջջ-OH+NaOH→Cell-O-Na+H2OCcell-OH+NaOH→Cell-O-Na+H 2O

Այնուհետև ալկալային ցելյուլոզը փոխազդում է էթիլենօքսիդի հետ՝ առաջացնելով հիդրօքսիէթիլ ցելյուլոզա։ Ռեակցիան իրականացվում է բարձր ճնշման տակ, սովորաբար 30-100°C, իսկ կոնկրետ ռեակցիան հետևյալն է.

Բջջ-O-Na+CH2CH2O→Cell-O-CH2CH2OHCell-O-Na+CH 2CH 2O→Cell-O-CH 2CH 2OH

Այս ռեակցիան պահանջում է ջերմաստիճանի, ճնշման և ավելացված էթիլենային օքսիդի քանակի ճշգրիտ հսկողություն՝ արտադրանքի միատեսակությունն ու որակն ապահովելու համար:

Լվացք

Ստացված չմշակված HEC-ը սովորաբար պարունակում է չհակազդող ալկալիներ, էթիլենի օքսիդ և այլ ենթամթերքներ, որոնք պետք է հեռացվեն բազմաթիվ ջրով կամ օրգանական լուծիչներով լվանալու միջոցով: Ջրի լվացման գործընթացում պահանջվում է մեծ քանակությամբ ջուր, իսկ լվացվելուց հետո կեղտաջրերը պետք է մաքրվեն և թափվեն:

Ջրազրկում

Լվացքից հետո խոնավ HEC-ը պետք է ջրազրկվի, սովորաբար վակուումային ֆիլտրման կամ կենտրոնախույս տարանջատման միջոցով՝ խոնավության պարունակությունը նվազեցնելու համար:

Չորացում

Ջրազրկված ՀԷԿ-ը չորանում է, սովորաբար, ցողացիրով կամ արագ չորացմամբ: Ջերմաստիճանը և ժամանակը պետք է խստորեն վերահսկվեն չորացման գործընթացում, որպեսզի խուսափեն բարձր ջերմաստիճանի դեգրադացիայից կամ ագլոմերացիայից:

Մանրացնել

Չորացրած HEC բլոկը պետք է մանրացնել և մաղել՝ մասնիկների չափի միատեսակ բաշխման հասնելու համար և վերջապես ձևավորել փոշի կամ հատիկավոր արտադրանք:

III. Կատարողական բնութագրերը

Ջրի լուծելիություն

HEC-ն ունի լավ լուծելիություն ջրի մեջ և կարող է արագ լուծվել ինչպես սառը, այնպես էլ տաք ջրի մեջ՝ ձևավորելով թափանցիկ կամ կիսաթափանցիկ լուծույթ: Լուծելիության այս հատկությունը ստիպում է այն լայնորեն օգտագործել որպես խտացուցիչ և կայունացուցիչ ծածկույթների և ամենօրյա քիմիական արտադրանքներում:

Թանձրացում

HEC-ը ցույց է տալիս ուժեղ խտացնող ազդեցություն ջրային լուծույթում, և դրա մածուցիկությունը մեծանում է մոլեկուլային քաշի ավելացման հետ: Թանձրացնող այս հատկությունը թույլ է տալիս նրան դեր խաղալ խտացման, ջրի պահպանման և ջրի վրա հիմնված ծածկույթների և շինարարական շաղախների շինարարության արդյունավետության բարելավման գործում:

Ռեոլոգիա

HEC ջրային լուծույթն ունի յուրահատուկ ռեոլոգիական հատկություններ, և նրա մածուցիկությունը փոխվում է կտրվածքի արագության փոփոխության հետ՝ ցույց տալով կտրվածքի նոսրացում կամ կեղծ պլաստիկություն: Այս ռեոլոգիական հատկությունը թույլ է տալիս կարգավորել հեղուկությունը և շինարարական կատարումը ծածկույթների և նավթահորերի հորատման հեղուկների մեջ:

Էմուլսացում և կասեցում

HEC-ն ունի լավ էմուլսացման և կասեցման հատկություններ, որոնք կարող են կայունացնել կասեցված մասնիկները կամ կաթիլները ցրման համակարգում՝ կանխելու շերտավորումը և նստվածքը: Հետևաբար, HEC-ը հաճախ օգտագործվում է այնպիսի արտադրանքներում, ինչպիսիք են էմուլսիայի ծածկույթները և դեղերի կասեցումները:

Կենսաքայքայվողություն

HEC-ը ցելյուլոզայի բնական ածանցյալ է՝ լավ կենսաքայքայվածությամբ, շրջակա միջավայրի աղտոտվածությամբ և համապատասխանում է կանաչ շրջակա միջավայրի պաշտպանության պահանջներին:

IV. Դիմումի դաշտեր

Ծածկույթներ

Ջրի վրա հիմնված ծածկույթներում HEC-ն օգտագործվում է որպես խտացուցիչ և կայունացուցիչ՝ ծածկույթների հոսունությունը, շինարարական կատարողականությունը և թուլացող հատկությունները բարելավելու համար:

Շինարարություն

Շինանյութերի մեջ HEC-ն օգտագործվում է ցեմենտի հիմքով շաղախի և ծեփամածիկի փոշու մեջ՝ շինարարության արդյունավետությունը և ջրի պահպանումը բարելավելու համար:

Ամենօրյա քիմիական նյութեր

Լվացող միջոցների, շամպունների և ատամի մածուկների մեջ HEC-ն օգտագործվում է որպես խտացուցիչ և կայունացուցիչ՝ արտադրանքի զգացողությունն ու կայունությունը բարելավելու համար: 

Նավթահանքեր

Նավթահանքային հորատման և ճեղքման հեղուկներում HEC-ն օգտագործվում է հորատման հեղուկների ռեոլոգիայի և կասեցման հատկությունները կարգավորելու և հորատման արդյունավետությունն ու անվտանգությունը բարելավելու համար:

Թղթի պատրաստում

Թղթի պատրաստման գործընթացում HEC-ն օգտագործվում է միջուկի հեղուկությունը վերահսկելու և թղթի միատեսակությունն ու մակերեսային հատկությունները բարելավելու համար:

Հիդրօքսիէթիլ ցելյուլոզը (HEC) լայնորեն օգտագործվում է բազմաթիվ արդյունաբերական ոլորտներում՝ շնորհիվ իր գերազանց ջրի լուծելիության, խտացման, ռեոլոգիական հատկությունների, էմուլսացման և կասեցման հատկությունների, ինչպես նաև լավ կենսաքայքայման: Դրա արտադրական գործընթացը համեմատաբար հասուն է։ Ցելյուլոզային եթերիֆիկացման, լվացման, ջրազրկման, չորացման և մանրացման քայլերի միջոցով կարելի է պատրաստել կայուն կատարողականությամբ և լավ որակով HEC արտադրանք: Հետագայում, շրջակա միջավայրի պաշտպանության պահանջների բարելավմամբ և տեխնոլոգիաների առաջընթացով, ՀԷԿ-ի կիրառման հեռանկարներն ավելի լայն կլինեն: