Гидроксиэтил целлюлоз (HEC) нь ургамлын эсийн хананд байдаг байгалийн полимер болох целлюлозоос гаргаж авсан ионгүй, усанд уусдаг полимер юм. Энэ нь маш сайн өтгөрүүлэх, хальс үүсгэх, реологийн шинж чанартай тул эм, гоо сайхны бүтээгдэхүүн, будаг, цавуу зэрэг төрөл бүрийн үйлдвэрүүдэд өргөн хэрэглэгддэг. Гидроксиэтил целлюлозыг бэлтгэх нь шүлтлэг нөхцөлд целлюлозыг этилен оксидоор эфиржүүлэх явдал юм. Энэ процессыг целлюлозыг цэвэршүүлэх, шүлтжүүлэх, эфиржүүлэх, саармагжуулах, угаах, хатаах гэсэн хэд хэдэн үндсэн үе шатанд хувааж болно.
1. Целлюлозыг цэвэршүүлэх
Гидроксиэтил целлюлозыг бэлтгэх эхний алхам бол целлюлозыг цэвэршүүлэх явдал бөгөөд ихэвчлэн модны нухаш эсвэл хөвөн даавуунаас гаргаж авдаг. Түүхий целлюлоз нь лигнин, гемицеллюлоз болон бусад олборлох бодис зэрэг хольцыг агуулдаг бөгөөд тэдгээрийг химийн өөрчлөлтөд тохиромжтой өндөр цэвэршилттэй целлюлозыг авахын тулд зайлуулах шаардлагатай.
Холбогдох алхамууд:
Механик боловсруулалт: Түүхий целлюлозыг механик аргаар боловсруулж, хэмжээг нь багасгаж, гадаргуугийн талбайг нь нэмэгдүүлснээр дараагийн химийн боловсруулалтыг хөнгөвчилдөг.
Химийн эмчилгээ: Целлюлозыг натрийн гидроксид (NaOH), натрийн сульфит (Na2SO3) зэрэг химийн бодисоор боловсруулж, лигнин, гемицеллюлозыг задалж, дараа нь угааж, цайруулж, үлдэгдэл хольцыг зайлуулж, цагаан, ширхэгт целлюлозыг олж авна.
2. Шүлтжилт
Дараа нь цэвэршүүлсэн целлюлозыг шүлтжүүлж, эфиржих урвалд оруулна. Энэ нь целлюлозыг натрийн гидроксидын усан уусмалаар эмчлэх явдал юм.
Урвал:
Целлюлоз+NaOH→Шүлтлэг целлюлоз
Процедур:
Целлюлозыг усанд түдгэлзүүлж, натрийн гидроксидын уусмал нэмнэ. NaOH-ийн концентраци нь ихэвчлэн 10-30% хооронд хэлбэлздэг бөгөөд урвалыг 20-40 ° C-ийн температурт явуулдаг.
Шүлтийг жигд шингээхийн тулд хольцыг хутгаж, шүлтийн целлюлоз үүсэхэд хүргэдэг. Энэ завсрын бүтээгдэхүүн нь этилен исэлд илүү идэвхтэй байдаг тул эфиржих процессыг хөнгөвчилдөг.
3. Эфиржих
Гидроксиэтил целлюлозыг бэлтгэх гол алхам бол шүлтийн целлюлозыг этилен ислээр эфиржүүлэх явдал юм. Энэ урвал нь целлюлозын нуруунд гидроксиэтил бүлгүүдийг (-CH2CH2OH) нэвтрүүлж, усанд уусдаг.
Урвал:
Шүлтлэг целлюлоз+Этилений исэл→Гидроксиэтил целлюлоз+NaOH
Процедур:
Этилений ислийг шүлтлэг целлюлоз руу багц хэлбэрээр эсвэл тасралтгүй процессоор нэмнэ. Урвалыг ихэвчлэн автоклав эсвэл даралтат реакторт явуулдаг.
Температур (50-100 ° C) ба даралт (1-5 атм) зэрэг урвалын нөхцөлийг гидроксиэтил бүлгүүдийг оновчтой орлуулахын тулд сайтар хянадаг. Орлуулах зэрэг (DS) ба молийн орлуулалт (MS) нь эцсийн бүтээгдэхүүний шинж чанарт нөлөөлдөг чухал үзүүлэлтүүд юм.
4. Саармагжуулах
Эфиржих урвалын дараа хольц нь гидроксиэтил целлюлоз ба үлдэгдэл натрийн гидроксидыг агуулдаг. Дараагийн алхам бол саармагжуулах бөгөөд илүүдэл шүлтийг хүчил, ихэвчлэн цууны хүчил (CH3COOH) эсвэл давсны хүчил (HCl) ашиглан саармагжуулдаг.
Урвал: NaOH+HCl→NaCl+H2O
Процедур:
Хүчил нь хэт халалтаас зайлсхийх, гидроксиэтил целлюлозын задралаас урьдчилан сэргийлэхийн тулд хяналттай нөхцөлд урвалын хольцод аажмаар нэмнэ.
Дараа нь саармагжуулсан хольцыг рН-ийн тохируулгад хамруулж, хүссэн мужид, ихэвчлэн төвийг сахисан рН (6-8) орчимд байлгахыг баталгаажуулна.
5. Угаах
Саармагжуулсны дараа давс болон бусад дагалдах бүтээгдэхүүнийг зайлуулахын тулд бүтээгдэхүүнийг угаах шаардлагатай. Энэ алхам нь цэвэр гидроксиэтил целлюлозыг авахад маш чухал юм.
Процедур:
Урвалын хольцыг усаар шингэлж, гидроксиэтил целлюлозыг шүүх эсвэл центрифуг хийх замаар тусгаарлана.
Тусгаарлагдсан гидроксиэтил целлюлозыг ионгүйжүүлсэн усаар дахин дахин угааж, үлдэгдэл давс, хольцыг зайлуулна. Угаах үйл явц нь угаалгын ус нь тодорхой дамжуулалтанд хүрэх хүртэл үргэлжилдэг бөгөөд энэ нь уусдаг хольцыг зайлуулж байгааг илтгэнэ.
6. Хатаах
Гидроксиэтил целлюлозыг бэлтгэх эцсийн шат бол хатаах явдал юм. Энэ алхам нь илүүдэл усыг зайлуулж, янз бүрийн хэрэглээнд тохиромжтой хуурай, нунтаг бүтээгдэхүүнийг гаргаж авдаг.
Процедур:
Угаасан гидроксиэтил целлюлозыг хатаах тавиур дээр тарааж эсвэл хатаах хонгилоор дамжуулдаг. Хатаах температурыг ихэвчлэн 50-80 ° C-ийн дулааны доройтлоос зайлсхийхийн тулд сайтар хянадаг.
Мөн хурдан бөгөөд үр дүнтэй хатаахын тулд шүршигч хатаах аргыг ашиглаж болно. Шүршигч хатаах үед гидроксиэтил целлюлозын усан уусмалыг нарийн дусал болгон атомчилж, халуун агаарын урсгалд хатааж, үр дүнд нь нарийн нунтаг үүсдэг.
Дараа нь хатаасан бүтээгдэхүүнийг хүссэн ширхэгийн хэмжээгээр тээрэмдэж, хадгалах, түгээх зорилгоор савлана.
Чанарын хяналт ба хэрэглээ
Бэлтгэх явцад гидроксиэтил целлюлозын тууштай байдал, чанарыг баталгаажуулахын тулд чанарын хяналтын нарийн арга хэмжээг хэрэгжүүлдэг. Зуурамтгай чанар, орлуулах зэрэг, чийгийн агууламж, ширхэгийн хэмжээ зэрэг гол үзүүлэлтүүдийг тогтмол хянаж байдаг.
Хэрэглээ:
Эмийн бүтээгдэхүүн: шахмал, суспенз, тос зэрэг найрлагад өтгөрүүлэгч, холбогч, тогтворжуулагч болгон ашигладаг.
Гоо сайхны бүтээгдэхүүн: Цөцгий, тос, шампунь зэрэг бүтээгдэхүүний зуурамтгай чанар, бүтэцтэй болгоно.
Будаг ба бүрээс: Өтгөрүүлэгч, реологийн хувиргагч үүрэг гүйцэтгэж, будагны хэрэглээний шинж чанар, тогтвортой байдлыг сайжруулна.
Хүнсний үйлдвэр: Төрөл бүрийн хүнсний бүтээгдэхүүнд өтгөрүүлэгч, тогтворжуулагч, эмульгаторын үүрэг гүйцэтгэдэг.
Гидроксиэтил целлюлозыг бэлтгэх нь гидроксиэтил бүлгийг нэвтрүүлэхийн тулд целлюлозыг өөрчлөхөд чиглэсэн хэд хэдэн нарийн тодорхойлогдсон химийн болон механик процессуудыг агуулдаг. Целлюлозыг цэвэршүүлэхээс эхлээд хатаах хүртэлх үе шат бүр нь эцсийн бүтээгдэхүүний чанар, үйл ажиллагааг тодорхойлоход чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Гидроксиэтил целлюлозын олон талт шинж чанар нь түүнийг олон салбарт үнэлж баршгүй найрлага болгож, янз бүрийн хэрэглээний тодорхой шаардлагыг хангахын тулд нарийн үйлдвэрлэлийн практикийн ач холбогдлыг онцлон тэмдэглэв.
Шуудангийн цаг: 2024 оны 5-р сарын 28-ны хооронд