I. Introdução
A hidroxietilcelulose (HEC) é um polímero não iônico solúvel em água amplamente utilizado na extração de petróleo, revestimentos, construção, produtos químicos diários, fabricação de papel e outros campos. O HEC é obtido pela modificação química da celulose, e suas propriedades e utilizações são determinadas principalmente pelos substituintes hidroxietil nas moléculas de celulose.
II. Processo de produção
O processo de produção de HEC inclui principalmente as seguintes etapas: eterificação da celulose, lavagem, desidratação, secagem e moagem. A seguir está uma introdução detalhada de cada etapa:
Eterificação de celulose
A celulose é primeiro tratada com álcali para formar celulose alcalina (Celulose Alkali). Esse processo geralmente é realizado em um reator, utilizando solução de hidróxido de sódio para tratar a celulose natural e formar celulose alcalina. A reação química é a seguinte:
Célula-OH+NaOH→Célula-O-Na+H2OCélula-OH+NaOH→Célula-O-Na+H 2O
Então, a celulose alcalina reage com o óxido de etileno para formar hidroxietilcelulose. A reação é realizada sob alta pressão, geralmente 30-100°C, e a reação específica é a seguinte:
Célula-O-Na+CH2CH2O→Célula-O-CH2CH2OHCélula-O-Na+CH 2CH 2O→Célula-O-CH 2CH 2OH
Esta reação requer controle preciso de temperatura, pressão e quantidade de óxido de etileno adicionado para garantir a uniformidade e qualidade do produto.
Lavando
O HEC bruto resultante geralmente contém álcalis não reagidos, óxido de etileno e outros subprodutos, que precisam ser removidos por múltiplas lavagens com água ou lavagens com solvente orgânico. Uma grande quantidade de água é necessária durante o processo de lavagem da água, e as águas residuais após a lavagem precisam ser tratadas e descartadas.
Desidratação
O HEC úmido após a lavagem precisa ser desidratado, geralmente por filtração a vácuo ou separação centrífuga para reduzir o teor de umidade.
Secagem
A HEC desidratada é seca, geralmente por secagem por pulverização ou secagem rápida. A temperatura e o tempo devem ser rigorosamente controlados durante o processo de secagem para evitar degradação ou aglomeração em alta temperatura.
Moagem
O bloco HEC seco precisa ser moído e peneirado para obter uma distribuição uniforme do tamanho das partículas e, finalmente, formar um produto em pó ou granulado.
III. Características de desempenho
Solubilidade em água
HEC tem boa solubilidade em água e pode dissolver-se rapidamente em água fria e quente para formar uma solução transparente ou translúcida. Esta propriedade de solubilidade o torna amplamente utilizado como espessante e estabilizante em revestimentos e produtos químicos de uso diário.
Espessamento
HEC apresenta um forte efeito espessante em solução aquosa e sua viscosidade aumenta com o aumento do peso molecular. Esta propriedade de espessamento permite-lhe desempenhar um papel no espessamento, na retenção de água e na melhoria do desempenho da construção em revestimentos à base de água e argamassas de construção.
Reologia
A solução aquosa de HEC possui propriedades reológicas únicas e sua viscosidade muda com a mudança da taxa de cisalhamento, apresentando afinamento por cisalhamento ou pseudoplasticidade. Esta propriedade reológica permite ajustar a fluidez e o desempenho de construção em revestimentos e fluidos de perfuração de campos petrolíferos.
Emulsificação e suspensão
HEC possui boas propriedades de emulsificação e suspensão, que podem estabilizar partículas ou gotículas suspensas no sistema de dispersão para evitar estratificação e sedimentação. Portanto, o HEC é frequentemente usado em produtos como revestimentos de emulsão e suspensões de medicamentos.
Biodegradabilidade
HEC é um derivado natural da celulose com boa biodegradabilidade, sem poluição ao meio ambiente e atende aos requisitos de proteção ambiental verde.
4. Campos de aplicação
Revestimentos
Em revestimentos à base de água, o HEC é usado como espessante e estabilizador para melhorar a fluidez, o desempenho de construção e as propriedades anti-flacidez dos revestimentos.
Construção
Nos materiais de construção, o HEC é usado em argamassas à base de cimento e massa em pó para melhorar o desempenho da construção e a retenção de água.
Produtos Químicos Diários
Em detergentes, xampus e cremes dentais, o HEC é utilizado como espessante e estabilizante para melhorar a sensação e a estabilidade do produto.
Campos petrolíferos
Em fluidos de perfuração e fraturamento de campos petrolíferos, o HEC é usado para ajustar a reologia e as propriedades de suspensão dos fluidos de perfuração e melhorar a eficiência e a segurança da perfuração.
Fabricação de papel
No processo de fabricação de papel, o HEC é usado para controlar a fluidez da polpa e melhorar a uniformidade e as propriedades superficiais do papel.
A hidroxietilcelulose (HEC) tem sido amplamente utilizada em muitos campos industriais devido à sua excelente solubilidade em água, espessamento, propriedades reológicas, propriedades de emulsificação e suspensão, bem como boa biodegradabilidade. Seu processo de produção é relativamente maduro. Através das etapas de eterificação da celulose, lavagem, desidratação, secagem e moagem, podem ser preparados produtos HEC com desempenho estável e boa qualidade. No futuro, com a melhoria dos requisitos de protecção ambiental e o avanço da tecnologia, as perspectivas de aplicação do HEC serão mais amplas.
Horário da postagem: 02/07/2024