I. Введение
Гидроксиэтилцеллюлоза (ГЭЦ) представляет собой неионный водорастворимый полимер, широко используемый в нефтедобыче, покрытиях, строительстве, бытовой химии, производстве бумаги и других областях. ГЭЦ получают путем химической модификации целлюлозы, а его свойства и применение в основном определяются гидроксиэтильными заместителями в молекулах целлюлозы.
II. Производственный процесс
Процесс производства ГЭЦ в основном включает в себя следующие этапы: этерификацию целлюлозы, промывку, обезвоживание, сушку и измельчение. Ниже приводится подробное описание каждого шага:
Этерификация целлюлозы
Целлюлозу сначала обрабатывают щелочью с образованием щелочной целлюлозы (Cellulose Alkali). Этот процесс обычно проводят в реакторе, используя раствор гидроксида натрия для обработки природной целлюлозы с образованием щелочной целлюлозы. Химическая реакция выглядит следующим образом:
Ячейка-OH+NaOH→Ячейка-O-Na+H2OCЯчейка-OH+NaOH→Ячейка-O-Na+H 2O
Затем щелочная целлюлоза реагирует с оксидом этилена с образованием гидроксиэтилцеллюлозы. Реакцию проводят под высоким давлением, обычно 30-100°С, и конкретная реакция выглядит следующим образом:
Ячейка-O-Na+CH2CH2O→Ячейка-O-CH2CH2OHCЯтка-O-Na+CH 2CH 2O → Ячейка-O-CH 2CH 2OH
Эта реакция требует точного контроля температуры, давления и количества добавляемого оксида этилена для обеспечения однородности и качества продукта.
Стирка
Полученный сырой ГЭЦ обычно содержит непрореагировавшую щелочь, оксид этилена и другие побочные продукты, которые необходимо удалить путем многократной промывки водой или органическим растворителем. В процессе водной промывки требуется большое количество воды, а сточные воды после промывки необходимо очищать и сбрасывать.
Обезвоживание
Влажный ГЭЦ после промывки необходимо обезвоживать, обычно путем вакуумной фильтрации или центрифугирования, чтобы снизить содержание влаги.
Сушка
Обезвоженную ГЭЦ сушат, как правило, распылительной сушкой или мгновенной сушкой. Во время процесса сушки необходимо строго контролировать температуру и время, чтобы избежать высокотемпературной деградации или агломерации.
Шлифование
Высушенный блок ГЭЦ необходимо измельчить и просеять для достижения равномерного распределения частиц по размерам и, наконец, сформировать порошок или гранулированный продукт.
III. ТТХ
Растворимость в воде
ГЭЦ обладает хорошей растворимостью в воде и может быстро растворяться как в холодной, так и в горячей воде, образуя прозрачный или полупрозрачный раствор. Эта способность растворимости позволяет широко использовать его в качестве загустителя и стабилизатора в покрытиях и химических продуктах повседневного использования.
Утолщение
ГЭЦ проявляет сильный загущающий эффект в водном растворе, а его вязкость увеличивается с увеличением молекулярной массы. Это свойство загущения позволяет ему играть роль в загущении, удержании воды и улучшении строительных характеристик покрытий на водной основе и строительных растворов.
Реология
Водный раствор ГЭЦ обладает уникальными реологическими свойствами, а его вязкость изменяется с изменением скорости сдвига, проявляя утончение при сдвиге или псевдопластичность. Это реологическое свойство позволяет регулировать текучесть и конструкционные характеристики покрытий и буровых растворов для нефтяных месторождений.
Эмульгирование и суспензия
ГЭЦ обладает хорошими свойствами эмульгирования и суспендирования, что позволяет стабилизировать взвешенные частицы или капли в дисперсионной системе, предотвращая расслоение и седиментацию. Поэтому ГЭЦ часто используется в таких продуктах, как эмульсионные покрытия и суспензии лекарственных средств.
Биоразлагаемость
ГЭЦ — это натуральное производное целлюлозы, обладающее хорошей биоразлагаемостью, не загрязняющее окружающую среду и отвечающее требованиям защиты окружающей среды.
IV. Области применения
Покрытия
В покрытиях на водной основе ГЭЦ используется в качестве загустителя и стабилизатора для улучшения текучести, строительных характеристик и свойств покрытий против провисания.
Строительство
В строительных материалах ГЭЦ используется в растворах на цементной основе и шпаклевочных порошках для улучшения строительных характеристик и удержания воды.
Ежедневные химикаты
В моющих средствах, шампунях и зубных пастах ГЭК используется в качестве загустителя и стабилизатора для улучшения ощущений и стабильности продукта.
Нефтяные месторождения
В жидкостях для бурения и гидроразрыва на нефтяных месторождениях ГЭЦ используется для регулирования реологии и свойств суспензии буровых растворов, а также для повышения эффективности и безопасности бурения.
Производство бумаги
В процессе производства бумаги ГЭЦ используется для контроля текучести целлюлозы и улучшения однородности и свойств поверхности бумаги.
Гидроксиэтилцеллюлоза (ГЭЦ) широко используется во многих областях промышленности благодаря ее превосходной растворимости в воде, загущающим, реологическим свойствам, свойствам эмульгирования и суспендирования, а также хорошей биоразлагаемости. Его производственный процесс является относительно зрелым. С помощью этапов этерификации целлюлозы, промывки, обезвоживания, сушки и измельчения можно получить продукты HEC со стабильными характеристиками и хорошим качеством. В будущем, с улучшением требований по защите окружающей среды и развитием технологий, перспективы применения HEC станут шире.
Время публикации: 02 июля 2024 г.