I. Pendahuluan
Hidroksietil Selulosa (HEC) adalah polimer non-ionik yang larut dalam air yang banyak digunakan dalam ekstraksi minyak, pelapis, konstruksi, bahan kimia sehari-hari, pembuatan kertas, dan bidang lainnya. HEC diperoleh melalui modifikasi kimia selulosa, dan sifat serta kegunaannya terutama ditentukan oleh substituen hidroksietil pada molekul selulosa.
II. Proses Produksi
Proses produksi HEC terutama meliputi langkah-langkah berikut: eterifikasi selulosa, pencucian, dehidrasi, pengeringan, dan penggilingan. Berikut ini adalah penjelasan terperinci untuk setiap langkah:
Eterifikasi selulosa
Selulosa terlebih dahulu diolah dengan alkali untuk membentuk selulosa alkali (Selulosa Alkali). Proses ini biasanya dilakukan dalam reaktor, menggunakan larutan natrium hidroksida untuk mengolah selulosa alami untuk membentuk selulosa alkali. Reaksi kimianya adalah sebagai berikut:
Sel-OH+NaOH→Sel-O-Na+H2OCell-OH+NaOH→Sel-O-Na+H 2O
Kemudian, alkali selulosa bereaksi dengan etilen oksida untuk membentuk hidroksi etil selulosa. Reaksi dilakukan di bawah tekanan tinggi, biasanya 30-100°C, dan reaksi spesifiknya adalah sebagai berikut:
Sel-O-Na+CH2CH2O→Sel-O-CH2CH2OHSel-O-Na+CH 2CH 2O→Sel-O-CH 2CH 2OH
Reaksi ini memerlukan pengendalian suhu, tekanan, dan jumlah etilen oksida yang tepat untuk memastikan keseragaman dan kualitas produk.
Pencucian
HEC mentah yang dihasilkan biasanya mengandung alkali yang tidak bereaksi, etilen oksida, dan produk sampingan lainnya, yang perlu dihilangkan dengan beberapa kali pencucian air atau pencucian pelarut organik. Sejumlah besar air diperlukan selama proses pencucian air, dan air limbah setelah pencucian perlu diolah dan dibuang.
Dehidrasi
HEC basah setelah dicuci perlu dikeringkan, biasanya dengan penyaringan vakum atau pemisahan sentrifugal untuk mengurangi kadar air.
Pengeringan
HEC yang telah mengalami dehidrasi dikeringkan, biasanya dengan pengeringan semprot atau pengeringan kilat. Suhu dan waktu harus dikontrol secara ketat selama proses pengeringan untuk menghindari degradasi atau penggumpalan akibat suhu tinggi.
Menggiling
Blok HEC kering perlu digiling dan diayak untuk mencapai distribusi ukuran partikel yang seragam, dan akhirnya membentuk bubuk atau produk granular.
III. Karakteristik kinerja
Kelarutan dalam air
HEC memiliki daya larut yang baik dalam air dan dapat larut dengan cepat dalam air dingin maupun panas untuk membentuk larutan yang bening atau tembus cahaya. Sifat kelarutan ini membuatnya banyak digunakan sebagai pengental dan penstabil dalam pelapis dan produk kimia sehari-hari.
Penebalan
HEC menunjukkan efek pengentalan yang kuat dalam larutan berair, dan viskositasnya meningkat seiring dengan peningkatan berat molekul. Sifat pengentalan ini memungkinkannya berperan dalam pengentalan, retensi air, dan peningkatan kinerja konstruksi pada pelapis berbasis air dan mortar bangunan.
Reologi
Larutan berair HEC memiliki sifat reologi yang unik, dan viskositasnya berubah seiring dengan perubahan laju geser, yang menunjukkan penipisan geser atau pseudoplastisitas. Sifat reologi ini memungkinkannya untuk menyesuaikan fluiditas dan kinerja konstruksi dalam pelapis dan cairan pengeboran ladang minyak.
Emulsifikasi dan suspensi
HEC memiliki sifat emulsifikasi dan suspensi yang baik, yang dapat menstabilkan partikel atau tetesan yang tersuspensi dalam sistem dispersi untuk mencegah stratifikasi dan sedimentasi. Oleh karena itu, HEC sering digunakan dalam produk seperti pelapis emulsi dan suspensi obat.
Biodegradabilitas
HEC merupakan turunan selulosa alami dengan biodegradabilitas yang baik, tidak menimbulkan polusi terhadap lingkungan, dan memenuhi persyaratan perlindungan lingkungan hijau.
IV. Bidang Aplikasi
Pelapis
Dalam pelapis berbahan dasar air, HEC digunakan sebagai pengental dan penstabil untuk meningkatkan fluiditas, kinerja konstruksi, dan sifat anti-kendur pada pelapis.
Konstruksi
Dalam bahan bangunan, HEC digunakan dalam mortar berbahan dasar semen dan bubuk dempul untuk meningkatkan kinerja konstruksi dan retensi air.
Bahan Kimia Harian
Dalam deterjen, sampo, dan pasta gigi, HEC digunakan sebagai pengental dan penstabil untuk meningkatkan rasa dan stabilitas produk.
Ladang minyak
Dalam pengeboran ladang minyak dan fluida rekahan, HEC digunakan untuk menyesuaikan sifat reologi dan suspensi fluida pengeboran serta meningkatkan efisiensi dan keselamatan pengeboran.
Pembuatan kertas
Dalam proses pembuatan kertas, HEC digunakan untuk mengendalikan fluiditas pulp dan meningkatkan keseragaman serta sifat permukaan kertas.
Hidroksietil selulosa (HEC) telah banyak digunakan di berbagai bidang industri karena kelarutannya dalam air, pengentalan, sifat reologi, sifat pengemulsi dan suspensi, serta biodegradabilitasnya yang baik. Proses produksinya relatif matang. Melalui langkah-langkah eterifikasi selulosa, pencucian, dehidrasi, pengeringan, dan penggilingan, produk HEC dengan kinerja yang stabil dan kualitas yang baik dapat disiapkan. Di masa mendatang, dengan peningkatan persyaratan perlindungan lingkungan dan kemajuan teknologi, prospek penerapan HEC akan lebih luas.
Waktu posting: 02-Jul-2024