I. 서론
히드록시에틸셀룰로오스(HEC)는 석유 추출, 코팅, 건설, 일상 화학, 제지 및 기타 분야에서 널리 사용되는 비이온성 수용성 중합체입니다. HEC는 셀룰로오스를 화학적으로 변형하여 얻으며, 그 특성과 용도는 주로 셀룰로오스 분자의 히드록시에틸 치환기에 의해 결정됩니다.
II. 생산 공정
HEC 생산 공정은 주로 셀룰로스 에테르화, 세척, 탈수, 건조, 분쇄 단계로 구성됩니다. 각 단계에 대한 자세한 내용은 다음과 같습니다.
셀룰로오스 에테르화
셀룰로오스를 먼저 알칼리로 처리하여 알칼리 셀룰로오스(셀룰로오스 알칼리)를 형성합니다. 이 과정은 일반적으로 반응기에서 수산화나트륨 용액을 사용하여 천연 셀룰로오스를 처리하여 알칼리 셀룰로오스를 형성합니다. 화학 반응은 다음과 같습니다.
Cell-OH+NaOH→Cell-O-Na+H2OCell-OH+NaOH→Cell-O-Na+H 2O
알칼리 셀룰로오스는 에틸렌 옥사이드와 반응하여 히드록시에틸 셀룰로오스를 형성합니다. 이 반응은 일반적으로 30~100°C의 고압 하에서 수행되며, 구체적인 반응식은 다음과 같습니다.
세포-O-Na+CH2CH2O→세포-O-CH2CH2OH세포-O-Na+CH 2CH 2O→세포-O-CH 2CH 2OH
이 반응은 제품의 균일성과 품질을 보장하기 위해 온도, 압력, 에틸렌옥사이드 첨가량을 정밀하게 제어해야 합니다.
세탁
생성된 조 HEC에는 일반적으로 미반응 알칼리, 에틸렌 옥사이드 및 기타 부산물이 포함되어 있으며, 이는 여러 차례의 물 세척 또는 유기 용매 세척을 통해 제거해야 합니다. 물 세척 과정에는 많은 양의 물이 필요하며, 세척 후 발생하는 폐수는 처리하여 배출해야 합니다.
탈수
세척 후 습한 HEC는 일반적으로 진공 여과나 원심 분리를 통해 탈수하여 수분 함량을 줄여야 합니다.
건조
탈수된 HEC는 일반적으로 분무 건조 또는 플래시 건조를 통해 건조됩니다. 고온 분해나 응집을 방지하기 위해 건조 과정 중 온도와 시간을 엄격하게 조절해야 합니다.
연마
건조된 HEC 블록은 분쇄 및 체질 과정을 거쳐 입자 크기 분포가 균일해지도록 한 후, 최종적으로 분말 또는 과립 형태의 제품을 형성합니다.
III. 성능 특성
수용성
HEC는 수용성이 우수하여 냉수와 온수 모두에 빠르게 용해되어 투명하거나 반투명한 용액을 형성합니다. 이러한 용해성으로 인해 코팅제 및 일상 화학 제품의 증점제 및 안정제로 널리 사용됩니다.
농화
HEC는 수용액에서 강력한 증점 효과를 나타내며, 분자량이 증가함에 따라 점도가 증가합니다. 이러한 증점 특성은 수성 코팅 및 건축용 모르타르의 증점, 보수성 및 시공 성능 향상에 기여합니다.
유동학
HEC 수용액은 독특한 유변학적 특성을 가지며, 전단 속도 변화에 따라 점도가 변화하여 전단 유동화 또는 의소성을 나타냅니다. 이러한 유변학적 특성은 코팅 및 유전 시추 유체의 유동성과 시공 성능을 조절하는 데 활용될 수 있습니다.
유화 및 현탁
HEC는 우수한 유화 및 현탁 특성을 가지고 있어 분산 시스템 내 부유 입자나 액적을 안정화시켜 층화 및 침전을 방지합니다. 따라서 HEC는 에멀전 코팅제나 약물 현탁액과 같은 제품에 자주 사용됩니다.
생분해성
HEC는 생분해성이 우수하고 환경 오염이 없으며 녹색 환경 보호 요구 사항을 충족하는 천연 셀룰로스 유도체입니다.
IV. 응용 분야
코팅
수성 코팅에서 HEC는 코팅의 유동성, 시공 성능 및 처짐 방지 특성을 개선하기 위한 증점제 및 안정제로 사용됩니다.
건설
건축 자재에서 HEC는 시멘트 기반 모르타르와 퍼티 분말에 사용되어 시공 성능과 보수성을 개선합니다.
일일 화학 물질
세제, 샴푸, 치약에서 HEC는 증점제 및 안정제로 사용되어 제품의 느낌과 안정성을 향상시킵니다.
유전
석유 굴착 및 파쇄 유체에서 HEC는 굴착 유체의 유동 및 현탁 특성을 조정하고 굴착 효율성과 안전성을 개선하는 데 사용됩니다.
제지
제지 공정에서 HEC는 펄프 유동성을 제어하고 종이의 균일성과 표면 특성을 개선하는 데 사용됩니다.
히드록시에틸셀룰로오스(HEC)는 우수한 수용성, 증점성, 유변학적 특성, 유화 및 현탁 특성, 그리고 우수한 생분해성으로 인해 다양한 산업 분야에서 널리 사용되고 있습니다. 생산 공정은 비교적 성숙되어 있으며, 셀룰로오스 에테르화, 세척, 탈수, 건조 및 분쇄 단계를 거쳐 안정적인 성능과 우수한 품질을 갖춘 HEC 제품을 생산할 수 있습니다. 향후 환경 보호 요구 사항의 강화와 기술 발전으로 HEC의 활용 전망은 더욱 확대될 것입니다.
게시 시간: 2024년 7월 2일