I. Introdução
A Hidroxietilcelulose (HEC) é um polímero não iônico solúvel em água amplamente utilizado na extração de petróleo, revestimentos, construção, produtos químicos de uso diário, fabricação de papel e outros setores. A HEC é obtida pela modificação química da celulose, e suas propriedades e usos são determinados 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, uma introdução detalhada a cada etapa:
Eterificação de celulose
A celulose é primeiro tratada com álcali para formar celulose alcalina (celulose alcalina). 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
Em seguida, a celulose alcalina reage com o óxido de etileno para formar hidroxietilcelulose. A reação é realizada sob alta pressão, geralmente de 30 a 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
Essa reação requer controle preciso da temperatura, da pressão e da quantidade de óxido de etileno adicionada para garantir a uniformidade e a qualidade do produto.
Lavagem
O HEC bruto resultante geralmente contém álcalis não reagidos, óxido de etileno e outros subprodutos, que precisam ser removidos por meio de múltiplas lavagens com água ou com solventes orgânicos. Uma grande quantidade de água é necessária durante o processo de lavagem, e o efluente após a lavagem precisa ser tratado e descartado.
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
O HEC desidratado é seco, geralmente por secagem por atomização ou secagem rápida. A temperatura e o tempo devem ser rigorosamente controlados durante o processo de secagem para evitar degradação ou aglomeração em altas temperaturas.
Moagem
O bloco de HEC seco precisa ser moído e peneirado para obter uma distribuição uniforme do tamanho das partículas e, finalmente, formar um produto em pó ou granular.
III. Características de desempenho
Solubilidade em água
O HEC possui boa solubilidade em água e pode se dissolver rapidamente em água fria e quente, formando uma solução transparente ou translúcida. Essa propriedade de solubilidade o torna amplamente utilizado como espessante e estabilizante em revestimentos e produtos químicos de uso diário.
Espessamento
O HEC apresenta um forte efeito espessante em solução aquosa, e sua viscosidade aumenta com o aumento do peso molecular. Essa propriedade espessante permite que ele desempenhe 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 varia com a variação da taxa de cisalhamento, apresentando afinamento por cisalhamento ou pseudoplasticidade. Essa propriedade reológica permite o ajuste da fluidez e do desempenho de construção em revestimentos e fluidos de perfuração de campos petrolíferos.
Emulsificação e suspensão
O HEC possui boas propriedades de emulsificação e suspensão, o que pode estabilizar partículas ou gotículas suspensas no sistema de dispersão, evitando a estratificação e a sedimentação. Por isso, o HEC é frequentemente utilizado em produtos como revestimentos de emulsão e suspensões de fármacos.
Biodegradabilidade
HEC é um derivado natural da celulose com boa biodegradabilidade, não polui o meio ambiente e atende aos requisitos de proteção ambiental verde.
IV. Campos de Aplicação
Revestimentos
Em revestimentos à base de água, o HEC é usado como espessante e estabilizador para melhorar a fluidez, o desempenho da construção e as propriedades anti-flacidez dos revestimentos.
Construção
Em materiais de construção, o HEC é usado em argamassa à base de cimento e pó de massa para melhorar o desempenho da construção e a retenção de água.
Produtos químicos diários
Em detergentes, xampus e cremes dentais, o HEC é usado como espessante e estabilizante para melhorar a sensação e a estabilidade do produto.
Campos de petróleo
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 da superfície do papel.
A hidroxietilcelulose (HEC) tem sido amplamente utilizada em diversos 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 avançado. Através das etapas de eterificação, lavagem, desidratação, secagem e moagem da celulose, é possível preparar produtos de HEC com desempenho estável e boa qualidade. No futuro, com a melhoria dos requisitos de proteção ambiental e o avanço da tecnologia, as perspectivas de aplicação da HEC serão mais amplas.
Horário da postagem: 02/07/2024