Hidroksietileluloze (HEC) ir jonisks, ūdenī šķīstošs polimērs, kas iegūts no celulozes-dabisks polimērs, kas atrodams augu šūnu sienās. To plaši izmanto dažādās nozarēs, ieskaitot farmaceitiskos izstrādājumus, kosmētiku, krāsas un līmes, pateicoties lieliskajai sabiezēšanai, plēvēm veidošanai un reoloģiskām īpašībām. Hidroksietiletilcelulozes sagatavošana ietver celulozes ēterifikāciju ar etilēnoksīdu sārmainos apstākļos. Šo procesu var sadalīt vairākos galvenajos posmos: celulozes attīrīšana, sārmošana, ēterifikācija, neitralizācija, mazgāšana un žāvēšana.
1. Celulozes attīrīšana
Pirmais solis hidroksietilelulozes sagatavošanā ir celulozes attīrīšana, ko parasti iegūst no koka mīkstuma vai kokvilnas oderēm. Neapstrādāts celuloze satur tādus piemaisījumus kā lignīns, hemiceluloze un citi ekstraktīvi, kas jānoņem, lai iegūtu augstas tīrības pakāpi, kas piemērota ķīmiskai modifikācijai.
Iesaistītās darbības:
Mehāniskā apstrāde: Neapstrādāta celuloze tiek mehāniski apstrādāta, lai samazinātu tā lielumu un palielinātu tā virsmas laukumu, atvieglojot turpmāko ķīmisko apstrādi.
Ķīmiskā apstrāde: Celulozi apstrādā ar tādām ķīmiskām vielām kā nātrija hidroksīds (NaOH) un nātrija sulfīts (Na2SO3), lai sadalītu lignīnu un hemicelulozi, kam seko mazgāšana un balināšana, lai noņemtu atlikušos impurantus un iegūtu baltu, šķiedru celulozi.
2.
Pēc tam attīrīto celulozi tiek sārmēta, lai to aktivizētu ēterifikācijas reakcijai. Tas ietver celulozes ārstēšanu ar nātrija hidroksīda ūdens šķīdumu.
Reakcija:
Celuloze+NaOH → sārmu celuloze
Procedūra:
Celuloze tiek suspendēta ūdenī, un pievieno nātrija hidroksīda šķīdumu. NaOH koncentrācija parasti svārstās no 10-30%, un reakciju veic temperatūrā no 20 līdz 40 ° C.
Maisījumu maisa, lai nodrošinātu vienotu sārmu absorbciju, izraisot sārmu celulozes veidošanos. Šis starpprodukts ir vairāk reaģējošāks pret etilēnoksīdu, atvieglojot ēterifikācijas procesu.
3. Eterifikācija
Galvenais solis hidroksietilelulozes sagatavošanā ir sārmu celulozes ēterifikācija ar etilēnoksīdu. Šī reakcija ievada hidroksietilgrupas (-CH2CH2OH) celulozes mugurkaulā, padarot to šķīstošu ūdeni.
Reakcija:
Sārmu celuloze+etilēnoksīds → hidroksietileluloze+NaOH
Procedūra:
Etilēnoksīdu pievieno sārmu celulozei vai nu partijā, vai nepārtrauktā procesā. Reakciju parasti veic autoklāvu vai spiediena reaktorā.
Reakcijas apstākļi, ieskaitot temperatūru (50–100 ° C) un spiedienu (1-5 atm), tiek rūpīgi kontrolēti, lai nodrošinātu optimālu hidroksietilgrupu aizstāšanu. Aizvietošanas pakāpe (DS) un molārā aizvietošana (MS) ir kritiski parametri, kas ietekmē galaprodukta īpašības.
4. Neitralizācija
Pēc ēterifikācijas reakcijas maisījums satur hidroksietilelulozi un nātrija hidroksīdu. Nākamais solis ir neitralizācija, kur sārmu pārpalikums tiek neitralizēts, izmantojot skābes, parasti etiķskābi (CH3COOH) vai sālsskābi (HCl).
Reakcija: NaOH+HCl → NaCl+H2O
Procedūra:
Skābi lēnām pievieno reakcijas maisījumam kontrolētos apstākļos, lai izvairītos no pārmērīga karstuma un novērstu hidroksietilelulozes sadalīšanos.
Pēc tam neitralizētu maisījumu pakļauts pH pielāgošanai, lai pārliecinātos, ka tas atrodas vēlamajā diapazonā, parasti ap neitrālu pH (6-8).
5. Mazgāšana
Pēc neitralizācijas produkts ir jānomazgā, lai noņemtu sāļus un citus blakusproduktus. Šis solis ir izšķirošs, lai iegūtu tīru hidroksietilelulozi.
Procedūra:
Reakcijas maisījumu atšķaida ar ūdeni, un hidroksietilelulozi atdala ar filtrēšanu vai centrifugēšanu.
Atdalīto hidroksietilelulozi atkārtoti mazgā ar dejonizētu ūdeni, lai noņemtu atlikušos sāļus un piemaisījumus. Mazgāšanas process turpinās, līdz mazgāšanas ūdens sasniedz noteiktu vadītspēju, norādot uz šķīstošo piemaisījumu noņemšanu.
6. Žāvēšana
Pēdējais solis hidroksietilelulozes sagatavošanā ir žāvēšana. Šis solis noņem lieko ūdeni, iegūstot sausu, pulverveida produktu, kas piemērots dažādiem lietojumiem.
Procedūra:
Mazgāto hidroksietilelulozi izkliedē uz žāvēšanas paplātēm vai tiek nogādāts caur žāvēšanas tuneli. Žāvēšanas temperatūru rūpīgi kontrolē, lai izvairītos no termiskās sadalīšanās, parasti svārstoties no 50 līdz 80 ° C.
Alternatīvi straujai un efektīvai žāvēšanai var izmantot žāvēšanu ar izsmidzināšanu. Žāvējot ar smidzināšanu, ūdens hidroksietilelulozes šķīdums tiek atomizēts smalkās pilieniņās un žāvē karstā gaisa plūsmā, kā rezultātā rodas smalks pulveris.
Pēc tam žāvētu produktu slīpēts līdz vēlamajam daļiņu izmēram un iesaiņots glabāšanai un izplatīšanai.
Kvalitātes kontrole un lietojumprogrammas
Visā sagatavošanas procesā tiek īstenoti stingri kvalitātes kontroles pasākumi, lai nodrošinātu hidroksietiletilcelulozes konsekvenci un kvalitāti. Regulāri tiek uzraudzīti galvenie parametri, piemēram, viskozitāte, aizvietošanas pakāpe, mitruma saturs un daļiņu lielums.
Pieteikumi:
Farmaceitiskās vielas: izmanto kā sabiezēšanas līdzekli, saistvielu un stabilizatoru tādās formulējumos kā tabletes, suspensijas un ziedes.
Kosmētika: nodrošina viskozitāti un tekstūru tādiem produktiem kā krēmi, losjoni un šampūni.
Krāsas un pārklājumi: darbojas kā biezinātāja un reoloģijas modifikators, uzlabojot krāsu īpašības un stabilitāti.
Pārtikas rūpniecība: darbojas kā biezinātājs, stabilizators un emulgators dažādos pārtikas produktos.
Hidroksietilelulozes sagatavošana ietver virkni precīzi definētu ķīmisku un mehānisku procesu, kuru mērķis ir modificēt celulozi, lai ieviestu hidroksietilgrupas. Katram solim, sākot no celulozes attīrīšanas līdz žāvēšanai, ir izšķiroša nozīme, lai noteiktu galaprodukta kvalitāti un funkcionalitāti. Hidroksietilelulozes daudzpusīgās īpašības padara to par nenovērtējamu sastāvdaļu daudzās nozarēs, uzsverot precīzas ražošanas prakses nozīmi, lai atbilstu dažādu lietojumu īpašajām prasībām.
Pasta laiks: 28.-2024. Gada maijs