하이드 록시 에틸 셀룰로오스 (HEC)는 식물의 세포벽에서 발견되는 천연 중합체 인 셀룰로오스로부터 유래 된 비 이온 성, 수용성 중합체이다. 우수한 두꺼움, 필름 형성 및 유변학 적 특성으로 인해 제약, 화장품, 페인트 및 접착제를 포함한 다양한 산업에서 널리 사용됩니다. 하이드 록시 에틸 셀룰로오스의 제조는 알칼리성 조건 하에서 셀룰로오스의 에테르 화를 포함한다. 이 과정은 셀룰로오스 정제, 알칼리화, 에테르 화, 중화, 세척 및 건조의 몇 가지 주요 단계로 나눌 수 있습니다.
1. 셀룰로오스 정제
하이드 록시 에틸 셀룰로오스의 제조의 첫 번째 단계는 일반적으로 목재 펄프 또는 면화 라이터에서 공급되는 셀룰로오스의 정제이다. 원시 셀룰로스는 화학적 변형에 적합한 고순도 셀룰로오스를 얻기 위해 제거되어야하는 리그닌, 헤미 셀룰로스 및 기타 추출물과 같은 불순물을 함유한다.
관련 단계 :
기계적 가공 : 원시 셀룰로오스는 크기를 줄이고 표면적을 증가시켜 후속 화학 처리를 용이하게하기 위해 기계적으로 가공됩니다.
화학적 처리 : 셀룰로오스는 수산화 나트륨 (NAOH) 및 황산나트륨 (NA2SO3)과 같은 화학 물질로 처리되어 리그닌 및 헤미 셀룰로오스를 분해 한 후 잔류 불순물을 제거하고 백색, 섬유질 셀룰로오스를 얻습니다.
2. 알칼리화
이어서, 정제 된 셀룰로오스는 알칼리화되어 에테르 화 반응을 위해이를 활성화시킨다. 이것은 수산화 나트륨의 수용액으로 셀룰로오스를 처리하는 것을 포함한다.
반응:
셀룰로오스+NaOH → 알칼리 셀룰로오스
절차:
셀룰로오스를 물에 현탁시키고 수산화 나트륨 용액을 첨가합니다. NaOH의 농도는 일반적으로 10-30%이며 반응은 20-40 ° C의 온도에서 수행됩니다.
혼합물을 교반하여 알칼리의 균일 한 흡수를 보장하여 알칼리 셀룰로오스의 형성을 초래한다. 이 중간체는 에틸렌 옥사이드에 대해 더 반응하여 에테르 화 과정을 용이하게한다.
3. 에테르 화
하이드 록시 에틸 셀룰로오스의 제조의 주요 단계는 에틸렌 옥사이드와 알칼리 셀룰로오스의 에테르 화이다. 이 반응은 하이드 록시 에틸기 (-CH2CH2OH)를 셀룰로오스 골격에 소개하여 수용성을 만듭니다.
반응:
알칼리 셀룰로스+에틸렌 옥사이드 → 하이드 록시 에틸 셀룰로오스+NaOH
절차:
에틸렌 옥사이드는 배치 또는 연속 공정에서 알칼리 셀룰로오스에 첨가된다. 반응은 전형적으로 오토 클레이브 또는 압력 반응기에서 수행된다.
온도 (50-100 ° C) 및 압력 (1-5 ATM)을 포함한 반응 조건은 하이드 록시 에틸기의 최적 대체를 보장하기 위해 신중하게 제어됩니다. 치환 정도 (DS) 및 몰 치환 (MS)은 최종 생성물의 특성에 영향을 미치는 중요한 매개 변수입니다.
4. 중화
에테르 화 반응 후, 혼합물은 하이드 록시 에틸 셀룰로오스 및 하이드 록 사이드 나트륨을 함유한다. 다음 단계는 과량의 알칼리가 산, 전형적으로 아세트산 (CH3COOH) 또는 염산 (HCL)을 사용하여 중화되는 중화입니다.
반응 : NAOH+HCL → NACL+H2O
절차:
산은 과도한 열을 피하고 하이드 록시 에틸 셀룰로오스의 분해를 방지하기 위해 제어 된 조건 하에서 반응 혼합물에 천천히 첨가된다.
이어서, 중화 된 혼합물은 PH 조정을 수행하여 일반적으로 중성 pH (6-8) 주위에 원하는 범위 내에 있는지 확인한다.
5. 세척
중화 후, 소금 및 기타 부산물을 제거하기 위해 제품을 세척해야합니다. 이 단계는 순수한 하이드 록시 에틸 셀룰로오스를 얻는 데 중요합니다.
절차:
반응 혼합물을 물로 희석하고, 하이드 록시 에틸 셀룰로오스를 여과 또는 원심 분리에 의해 분리 하였다.
분리 된 하이드 록시 에틸 셀룰로오스는 탈 이온수로 반복적으로 세척하여 잔류 염 및 불순물을 제거한다. 세척 과정은 세척수가 지정된 전도도에 도달 할 때까지 계속되어 가용성 불순물의 제거를 나타냅니다.
6. 건조
하이드 록시 에틸 셀룰로오스의 제조의 마지막 단계는 건조되고있다. 이 단계는 과도한 물을 제거하여 다양한 응용 분야에 적합한 건조 된 분말 제품을 산출합니다.
절차:
세척 된 하이드 록시 에틸 셀룰로오스는 건조 트레이에 퍼지거나 건조 터널을 통해 전달된다. 건조 온도는 일반적으로 50-80 ° C 범위의 열 분해를 피하기 위해 신중하게 제어됩니다.
대안 적으로, 스프레이 건조는 빠르고 효율적인 건조에 사용될 수있다. 분무 건조시, 수성 하이드 록시 에틸 셀룰로오스 용액을 미세한 액 적으로 분무하고 열기 흐름에서 건조시켜 미세 분말을 만듭니다.
이어서, 건조 된 생성물을 원하는 입자 크기로 밀링하고 저장 및 분포를 위해 포장된다.
품질 관리 및 응용 프로그램
준비 과정 전체에 걸쳐, 하이드 록시 에틸 셀룰로오스의 일관성과 품질을 보장하기 위해 엄격한 품질 관리 조치가 구현됩니다. 점도, 치환 정도, 수분 함량 및 입자 크기와 같은 주요 매개 변수는 정기적으로 모니터링됩니다.
응용 프로그램 :
의약품 : 정제, 현탁액 및 연고와 같은 제형에서 두꺼운 제제, 바인더 및 안정제로 사용됩니다.
화장품 : 크림, 로션 및 샴푸와 같은 제품에 점도와 질감을 제공합니다.
페인트 및 코팅 : 두껍게 및 유변학 개질제 역할을하여 페인트의 응용 특성 및 안정성을 향상시킵니다.
식품 산업 : 다양한 식품에서 껍질, 안정제 및 유화제 역할을합니다.
하이드 록시 에틸 셀룰로오스의 제조는 셀룰로오스를 변형시키기 위해 일련의 잘 정의 된 화학적 및 기계적 공정을 포함한다. 셀룰로오스 정제에서 건조에 이르기까지 각 단계는 최종 생성물의 품질과 기능을 결정하는 데 중요합니다. 하이드 록시 에틸 셀룰로오스의 다목적 특성은 수많은 산업에서 귀중한 성분을 만들어 다양한 응용 분야의 특정 요구 사항을 충족시키기 위해 정확한 제조 관행의 중요성을 강조합니다.
시간 후 : May-28-2024