Hydroxyethyl selulosa (HEC) adalah polimer bukan larut air yang berasal dari selulosa, polimer semulajadi yang terdapat di dinding sel tumbuhan. Ia digunakan secara meluas dalam pelbagai industri, termasuk farmaseutikal, kosmetik, cat, dan pelekat, kerana penebalan, pembentukan filem, dan sifat rheologi yang sangat baik. Penyediaan selulosa hidroksietil melibatkan penyerapan selulosa dengan etilena oksida di bawah keadaan alkali. Proses ini boleh dipecahkan kepada beberapa langkah utama: pemurnian selulosa, alkali, etherification, peneutralan, mencuci, dan pengeringan.
1. Pembersihan selulosa
Langkah pertama dalam penyediaan selulosa hidroksietil adalah pemurnian selulosa, biasanya diperoleh daripada pulpa kayu atau linter kapas. Selulosa mentah mengandungi kekotoran seperti lignin, hemiselulosa, dan ekstrak lain yang mesti dikeluarkan untuk mendapatkan selulosa kemelut tinggi yang sesuai untuk pengubahsuaian kimia.
Langkah -langkah yang terlibat:
Pemprosesan Mekanikal: Selulosa mentah diproses secara mekanikal untuk mengurangkan saiznya dan meningkatkan kawasan permukaannya, memudahkan rawatan kimia berikutnya.
Rawatan kimia: Selulosa dirawat dengan bahan kimia seperti natrium hidroksida (NaOH) dan natrium sulfit (Na2SO3) untuk memecah lignin dan hemiselulosa, diikuti dengan mencuci dan pelunturan untuk menghilangkan kekotoran sisa dan mendapatkan selulosa putih, berserat.
2. Alkalization
Selulosa yang disucikan kemudian dialihkan untuk mengaktifkannya untuk tindak balas pengetua. Ini melibatkan merawat selulosa dengan larutan natrium hidroksida berair.
Tindak balas:
Selulosa+NaOH → Alkali selulosa
Prosedur:
Selulosa digantung di dalam air, dan larutan natrium hidroksida ditambah. Kepekatan NaOH biasanya berkisar antara 10-30%, dan reaksi dilakukan pada suhu antara 20-40 ° C.
Campuran diaduk untuk memastikan penyerapan seragam alkali, yang membawa kepada pembentukan selulosa alkali. Perantaraan ini lebih reaktif terhadap etilena oksida, memudahkan proses pengetua.
3. Eherification
Langkah utama dalam penyediaan selulosa hidroksietil adalah pengubahsuaian selulosa alkali dengan etilena oksida. Reaksi ini memperkenalkan kumpulan hidroksietil (-CH2CH2OH) ke dalam tulang belakang selulosa, menjadikannya larut air.
Tindak balas:
Selulosa alkali+etilena oksida → hydroxyethyl selulosa+naOH
Prosedur:
Ethylene oxide ditambah ke selulosa alkali, sama ada dalam kumpulan atau proses berterusan. Reaksi biasanya dilakukan dalam reaktor autoklaf atau tekanan.
Keadaan tindak balas, termasuk suhu (50-100 ° C) dan tekanan (1-5 atm), dikawal dengan teliti untuk memastikan penggantian optimum kumpulan hidroksietil. Tahap penggantian (DS) dan penggantian molar (MS) adalah parameter kritikal yang mempengaruhi sifat produk akhir.
4. Neutralisasi
Selepas tindak balas etherification, campuran mengandungi selulosa hidroksietil dan natrium hidroksida sisa. Langkah seterusnya adalah peneutralan, di mana alkali berlebihan dinetralkan menggunakan asid, asid asetik (CH3COOH) atau asid hidroklorik (HCl).
Reaksi: NaOH+HCl → NaCl+H2O
Prosedur:
Asid perlahan -lahan ditambah kepada campuran tindak balas di bawah keadaan terkawal untuk mengelakkan haba yang berlebihan dan mencegah kemerosotan selulosa hidroksietil.
Campuran neutralisasi kemudiannya tertakluk kepada pelarasan pH untuk memastikan ia berada dalam julat yang dikehendaki, biasanya sekitar pH neutral (6-8).
5. Mencuci
Berikutan peneutralan, produk mesti dibasuh untuk mengeluarkan garam dan produk sampingan yang lain. Langkah ini penting untuk mendapatkan selulosa hidroksietil tulen.
Prosedur:
Campuran tindak balas dicairkan dengan air, dan selulosa hidroksietil dipisahkan oleh penapisan atau sentrifugasi.
Selulosa hidroksietil yang dipisahkan berulang kali dibasuh dengan air berair untuk menghilangkan garam dan kekotoran sisa. Proses pencucian berterusan sehingga air mencuci mencapai kekonduksian tertentu, menunjukkan penghapusan kekotoran larut.
6. Pengeringan
Langkah terakhir dalam penyediaan selulosa hidroksietil adalah pengeringan. Langkah ini menghilangkan air yang berlebihan, menghasilkan produk yang kering dan serbuk yang sesuai untuk pelbagai aplikasi.
Prosedur:
Selulosa hidroksietil yang dibasuh disebarkan pada dulang pengeringan atau disampaikan melalui terowong pengeringan. Suhu pengeringan dikawal dengan teliti untuk mengelakkan kemerosotan haba, biasanya antara 50-80 ° C.
Sebagai alternatif, pengeringan semburan boleh digunakan untuk pengeringan yang cepat dan cekap. Dalam pengeringan semburan, larutan selulosa hidroksietil berair diatur ke dalam titisan halus dan dikeringkan dalam aliran udara panas, mengakibatkan serbuk halus.
Produk kering kemudian digiling ke saiz zarah yang dikehendaki dan dibungkus untuk penyimpanan dan pengedaran.
Kawalan dan Aplikasi Kualiti
Sepanjang proses penyediaan, langkah -langkah kawalan kualiti yang ketat dilaksanakan untuk memastikan konsistensi dan kualiti selulosa hidroksietil. Parameter utama seperti kelikatan, tahap penggantian, kandungan kelembapan, dan saiz zarah dipantau secara teratur.
Aplikasi:
Farmaseutikal: Digunakan sebagai ejen penebalan, pengikat, dan penstabil dalam formulasi seperti tablet, penggantungan, dan salap.
Kosmetik: Menyediakan kelikatan dan tekstur kepada produk seperti krim, losyen, dan syampu.
Cat dan salutan: Bertindak sebagai pengubahsuaian dan pengubah rheologi, meningkatkan sifat aplikasi dan kestabilan cat.
Industri Makanan: Fungsi sebagai pemekat, penstabil, dan pengemulsi dalam pelbagai produk makanan.
Penyediaan selulosa hidroksietil melibatkan satu siri proses kimia dan mekanikal yang jelas yang bertujuan untuk mengubah selulosa untuk memperkenalkan kumpulan hidroksietil. Setiap langkah, dari pemurnian selulosa ke pengeringan, adalah penting dalam menentukan kualiti dan fungsi produk akhir. Ciri -ciri serba boleh Hydroxyethyl Cellulosa menjadikannya bahan yang tidak ternilai dalam pelbagai industri, yang menonjolkan kepentingan amalan pembuatan yang tepat untuk memenuhi keperluan khusus pelbagai aplikasi.
Masa Post: Mei-28-2024