I. Įvadas
Hidroksietilceliuliozė (HEC) yra nejoninis vandenyje tirpus polimeras, plačiai naudojamas naftos gavybos, dangų, statybos, kasdienių chemikalų, popieriaus gamybos ir kitose srityse. HEC gaunamas chemiškai modifikuojant celiuliozę, o jo savybes ir panaudojimą daugiausia lemia celiuliozės molekulėse esantys hidroksietilo pakaitalai.
II. Gamybos procesas
HEC gamybos procesą daugiausia sudaro šie etapai: celiuliozės eterinimas, plovimas, dehidratacija, džiovinimas ir šlifavimas. Toliau pateikiamas išsamus kiekvieno žingsnio įvadas:
Celiuliozės eterinimas
Celiuliozė pirmiausia apdorojama šarmu, kad susidarytų šarminė celiuliozė (Cellulose Alkali). Šis procesas paprastai atliekamas reaktoriuje, naudojant natrio hidroksido tirpalą, apdorojant natūralią celiuliozę, kad susidarytų šarminė celiuliozė. Cheminė reakcija yra tokia:
Ląstelė-OH+NaOH→ląstelė-O-Na+H2OCląstelė-OH+NaOH→ląstelė-O-Na+H2O
Tada šarminė celiuliozė reaguoja su etileno oksidu ir susidaro hidroksietilceliuliozė. Reakcija vykdoma esant aukštam slėgiui, paprastai 30-100°C, o specifinė reakcija yra tokia:
Ląstelė-O-Na+CH2CH2O → Ląstelė-O-CH2CH2OHLąstelė-O-Na+CH 2CH 2O → Ląstelė-O-CH 2CH 2OH
Šiai reakcijai reikia tiksliai kontroliuoti temperatūrą, slėgį ir pridėto etileno oksido kiekį, kad būtų užtikrintas produkto vienodumas ir kokybė.
Skalbimas
Gautame neapdorotame HEC paprastai yra nesureagavusio šarmo, etileno oksido ir kitų šalutinių produktų, kuriuos reikia pašalinti kelis kartus plaunant vandeniu arba plaunant organiniais tirpikliais. Vandens plovimo metu reikalingas didelis vandens kiekis, o po plovimo susidariusias nuotekas reikia išvalyti ir išleisti.
Dehidratacija
Drėgną HEC po plovimo reikia dehidratuoti, dažniausiai vakuuminiu filtravimu arba išcentriniu atskyrimu, siekiant sumažinti drėgmės kiekį.
Džiovinimas
Dehidratuotas HEC džiovinamas, paprastai purškiant arba greitai džiovinant. Temperatūra ir laikas turi būti griežtai kontroliuojami džiovinimo proceso metu, kad būtų išvengta degradacijos aukštoje temperatūroje arba aglomeracijos.
Šlifavimas
Išdžiovintą HEC bloką reikia sumalti ir sijoti, kad būtų pasiektas vienodas dalelių dydžio pasiskirstymas ir galiausiai susidarytų miltelių arba granulių pavidalo produktas.
III. Veikimo charakteristikos
Tirpumas vandenyje
HEC gerai tirpsta vandenyje ir gali greitai ištirpti tiek šaltame, tiek karštame vandenyje, sudarydamas skaidrų arba permatomą tirpalą. Dėl šios tirpumo savybės jis plačiai naudojamas kaip tirštiklis ir stabilizatorius dangose ir kasdieniuose chemijos produktuose.
Sustorėjimas
HEC turi stiprų tirštinimo efektą vandeniniame tirpale, o jo klampumas didėja didėjant molekulinei masei. Ši tirštinimo savybė leidžia sutirštinti, sulaikyti vandenį ir pagerinti vandens pagrindo dangų ir statybinių skiedinių konstrukcines savybes.
Reologija
HEC vandeninis tirpalas pasižymi unikaliomis reologinėmis savybėmis, o jo klampumas kinta keičiantis šlyties greičiui, parodydamas šlyties retėjimą arba pseudoplastiškumą. Ši reologinė savybė leidžia reguliuoti dangų ir naftos telkinių gręžimo skysčių sklandumą ir konstrukcijos charakteristikas.
Emulsinimas ir suspensija
HEC turi geras emulsinimo ir suspensijos savybes, kurios gali stabilizuoti suspenduotas daleles ar lašelius dispersijos sistemoje, kad būtų išvengta stratifikacijos ir nuosėdų susidarymo. Todėl HEC dažnai naudojamas gaminiuose, tokiuose kaip emulsinės dangos ir vaistų suspensijos.
Biologinis skaidumas
HEC yra natūralus celiuliozės darinys, pasižymintis geru biologiniu skaidymu, neteršiantis aplinkos ir atitinkantis žaliosios aplinkos apsaugos reikalavimus.
IV. Taikymo laukai
Dangos
Vandens pagrindo dangose HEC naudojamas kaip tirštiklis ir stabilizatorius, siekiant pagerinti dangų sklandumą, konstrukcines charakteristikas ir apsaugančias nuo slinkimo savybes.
Statyba
Statybinėse medžiagose HEC naudojamas cemento pagrindo skiedinyje ir glaisto milteliuose, siekiant pagerinti konstrukcijos našumą ir vandens sulaikymą.
Kasdienės cheminės medžiagos
Plovikliuose, šampūnuose ir dantų pastose HEC naudojamas kaip tirštiklis ir stabilizatorius, siekiant pagerinti gaminio pojūtį ir stabilumą.
Naftos telkiniai
Naftos telkinių gręžimo ir ardymo skysčiuose HEC naudojamas gręžimo skysčių reologijai ir suspensijos savybėms reguliuoti ir gręžimo efektyvumui bei saugai pagerinti.
Popieriaus gamyba
Popieriaus gamybos procese HEC naudojamas celiuliozės sklandumui kontroliuoti ir popieriaus vienodumui bei paviršiaus savybėms pagerinti.
Hidroksietilceliuliozė (HEC) buvo plačiai naudojama daugelyje pramonės sričių dėl puikaus tirpumo vandenyje, tirštinimo, reologinių savybių, emulsinimo ir suspensijos savybių, taip pat gero biologinio skaidumo. Jo gamybos procesas yra gana subrendęs. Celiuliozės eterinimo, plovimo, dehidratacijos, džiovinimo ir šlifavimo etapais galima paruošti stabilaus veikimo ir geros kokybės HEC produktus. Ateityje, tobulėjant aplinkosaugos reikalavimams ir tobulėjant technologijoms, HEC taikymo perspektyvos bus platesnės.
Paskelbimo laikas: 2024-02-02