I. Inleiding
Hydroxyethylcellulose (HEC) is een niet-ionisch, in water oplosbaar polymeer dat veel wordt gebruikt bij oliewinning, coatings, de bouw, dagelijkse chemicaliën, papierproductie en andere gebieden. HEC wordt verkregen door chemische modificatie van cellulose, en de eigenschappen en toepassingen ervan worden voornamelijk bepaald door de hydroxyethylsubstituenten op de cellulosemoleculen.
II. Productieproces
Het productieproces van HEC omvat hoofdzakelijk de volgende stappen: cellulose-verethering, wassen, dehydrateren, drogen en malen. Hieronder volgt een gedetailleerde introductie van elke stap:
Verethering van cellulose
Cellulose wordt eerst behandeld met alkali om alkalicellulose (Cellulose Alkali) te vormen. Dit proces wordt gewoonlijk uitgevoerd in een reactor, waarbij natriumhydroxideoplossing wordt gebruikt om natuurlijke cellulose te behandelen om alkalicellulose te vormen. De chemische reactie is als volgt:
Cel-OH+NaOH → Cel-O-Na+H2OCel-OH+NaOH → Cel-O-Na+H 2O
Vervolgens reageert alkalicellulose met ethyleenoxide om hydroxyethylcellulose te vormen. De reactie wordt uitgevoerd onder hoge druk, gewoonlijk 30-100°C, en de specifieke reactie is als volgt:
Cel-O-Na+CH2CH2O → Cel-O-CH2CH2OHCel-O-Na+CH 2CH 2O → Cel-O-CH 2CH 2OH
Deze reactie vereist nauwkeurige controle van temperatuur, druk en de hoeveelheid toegevoegd ethyleenoxide om de uniformiteit en kwaliteit van het product te garanderen.
Wassen
Het resulterende ruwe HEC bevat gewoonlijk niet-gereageerde alkali, ethyleenoxide en andere bijproducten, die moeten worden verwijderd door meerdere wasbeurten met water of wasbeurten met organische oplosmiddelen. Tijdens het waterwasproces is een grote hoeveelheid water nodig en het afvalwater na het wassen moet worden behandeld en geloosd.
Uitdroging
De natte HEC moet na het wassen worden gedehydrateerd, meestal door vacuümfiltratie of centrifugale scheiding om het vochtgehalte te verminderen.
Drogen
Het gedehydrateerde HEC wordt gedroogd, gewoonlijk door sproeidrogen of flitsdrogen. De temperatuur en tijd moeten tijdens het droogproces strikt worden gecontroleerd om degradatie of agglomeratie bij hoge temperaturen te voorkomen.
Slijpen
Het gedroogde HEC-blok moet worden gemalen en gezeefd om een uniforme deeltjesgrootteverdeling te bereiken en uiteindelijk een poeder- of korrelvormig product te vormen.
III. Prestatiekenmerken
Wateroplosbaarheid
HEC heeft een goede wateroplosbaarheid en kan snel oplossen in zowel koud als warm water om een transparante of doorschijnende oplossing te vormen. Deze oplosbaarheidseigenschap zorgt ervoor dat het op grote schaal wordt gebruikt als verdikkingsmiddel en stabilisator in coatings en dagelijkse chemische producten.
Verdikking
HEC vertoont een sterk verdikkend effect in een waterige oplossing, en de viscositeit ervan neemt toe met de toename van het molecuulgewicht. Dankzij deze verdikkende eigenschap kan het een rol spelen bij het verdikken, het vasthouden van water en het verbeteren van de constructieprestaties van coatings op waterbasis en bouwmortels.
Reologie
De waterige HEC-oplossing heeft unieke reologische eigenschappen en de viscositeit verandert met de verandering van de afschuifsnelheid, wat wijst op afschuifverdunning of pseudoplasticiteit. Deze reologische eigenschap maakt het mogelijk de vloeibaarheid en constructieprestaties van coatings en olieveldboorvloeistoffen aan te passen.
Emulgering en suspensie
HEC heeft goede emulgerende en suspensie-eigenschappen, die zwevende deeltjes of druppeltjes in het dispersiesysteem kunnen stabiliseren om stratificatie en sedimentatie te voorkomen. Daarom wordt HEC vaak gebruikt in producten zoals emulsiecoatings en medicijnsuspensies.
Biologische afbreekbaarheid
HEC is een natuurlijk cellulosederivaat met goede biologische afbreekbaarheid, geen vervuiling van het milieu en voldoet aan de eisen van groene milieubescherming.
IV. Toepassingsgebieden
Coatings
In coatings op waterbasis wordt HEC gebruikt als verdikkingsmiddel en stabilisator om de vloeibaarheid, constructieprestaties en anti-uitzakeigenschappen van coatings te verbeteren.
Bouw
In bouwmaterialen wordt HEC gebruikt in cementgebaseerde mortel en stopverfpoeder om de constructieprestaties en het vasthouden van water te verbeteren.
Dagelijkse chemicaliën
In wasmiddelen, shampoos en tandpasta's wordt HEC gebruikt als verdikkingsmiddel en stabilisator om het gevoel en de stabiliteit van het product te verbeteren.
Olievelden
In olieveldboor- en breekvloeistoffen wordt HEC gebruikt om de reologie en suspensie-eigenschappen van boorvloeistoffen aan te passen en de boorefficiëntie en veiligheid te verbeteren.
Papier maken
In het papierproductieproces wordt HEC gebruikt om de vloeibaarheid van de pulp te controleren en de uniformiteit en oppervlakte-eigenschappen van papier te verbeteren.
Hydroxyethylcellulose (HEC) wordt op grote schaal gebruikt op veel industriële gebieden vanwege de uitstekende oplosbaarheid in water, verdikking, reologische eigenschappen, emulgatie- en suspensie-eigenschappen, evenals goede biologische afbreekbaarheid. Het productieproces is relatief volwassen. Door de stappen van cellulose-verethering, wassen, dehydratatie, drogen en malen kunnen HEC-producten met stabiele prestaties en goede kwaliteit worden bereid. In de toekomst zullen, met de verbetering van de eisen op het gebied van milieubescherming en de vooruitgang van de technologie, de toepassingsmogelijkheden van HEC breder zijn.
Posttijd: 02 juli 2024