I. Úvod
Hydroxyetylcelulóza (HEC) je neiónový vo vode rozpustný polymér široko používaný pri extrakcii ropy, náteroch, stavebníctve, každodenných chemikáliách, výrobe papiera a iných oblastiach. HEC sa získava chemickou modifikáciou celulózy a jej vlastnosti a použitie sú určené najmä hydroxyetylovými substituentmi na molekulách celulózy.
II. Výrobný proces
Výrobný proces HEC zahŕňa najmä tieto kroky: éterifikácia celulózy, pranie, dehydratácia, sušenie a mletie. Nasleduje podrobný úvod ku každému kroku:
Éterifikácia celulózy
Na celulózu sa najprv pôsobí alkáliou za vzniku alkalickej celulózy (Cellulose Alkali). Tento proces sa zvyčajne uskutočňuje v reaktore s použitím roztoku hydroxidu sodného na úpravu prírodnej celulózy za vzniku alkalickej celulózy. Chemická reakcia je nasledovná:
Cell-OH+NaOH→Cell-O-Na+H2OCell-OH+NaOH→Cell-O-Na+H2O
Potom alkalická celulóza reaguje s etylénoxidom za vzniku hydroxyetylcelulózy. Reakcia sa uskutočňuje pri vysokom tlaku, zvyčajne 30-100 °C, a špecifická reakcia je nasledovná:
Cell-O-Na+CH2CH2O→Cell-O-CH2CH2OHCell-O-Na+CH 2CH 2O→Cell-O-CH 2CH 2OH
Táto reakcia vyžaduje presnú kontrolu teploty, tlaku a množstva pridaného etylénoxidu, aby sa zabezpečila rovnomernosť a kvalita produktu.
Umývanie
Výsledný surový HEC zvyčajne obsahuje nezreagované alkálie, etylénoxid a iné vedľajšie produkty, ktoré je potrebné odstrániť viacnásobným premytím vodou alebo organickým rozpúšťadlom. Počas procesu umývania vodou je potrebné veľké množstvo vody a odpadová voda po umývaní sa musí čistiť a vypúšťať.
Dehydratácia
Vlhký HEC po premytí je potrebné dehydratovať, zvyčajne vákuovou filtráciou alebo odstredivou separáciou, aby sa znížil obsah vlhkosti.
Sušenie
Dehydrovaný HEC sa suší, zvyčajne sušením rozprašovaním alebo sušením bleskom. Teplota a čas musia byť počas procesu sušenia prísne kontrolované, aby sa zabránilo degradácii alebo aglomerácii pri vysokej teplote.
Brúsenie
Vysušený blok HEC je potrebné rozdrviť a preosiať, aby sa dosiahla rovnomerná distribúcia veľkosti častíc a nakoniec sa vytvoril prášok alebo granulovaný produkt.
III. Výkonnostné charakteristiky
Rozpustnosť vo vode
HEC má dobrú rozpustnosť vo vode a môže sa rýchlo rozpustiť v studenej aj horúcej vode za vzniku priehľadného alebo priesvitného roztoku. Táto vlastnosť rozpustnosti ho robí široko používaným ako zahusťovadlo a stabilizátor v náteroch a denných chemických výrobkoch.
Zahusťovanie
HEC vykazuje silný zahusťovací účinok vo vodnom roztoku a jeho viskozita sa zvyšuje so zvyšujúcou sa molekulovou hmotnosťou. Táto vlastnosť zahusťovania mu umožňuje hrať úlohu pri zahusťovaní, zadržiavaní vody a zlepšovaní konštrukčného výkonu v náteroch na báze vody a stavebných maltách.
Reológia
Vodný roztok HEC má jedinečné reologické vlastnosti a jeho viskozita sa mení so zmenou šmykovej rýchlosti, čo ukazuje šmykové riedenie alebo pseudoplasticitu. Táto reologická vlastnosť mu umožňuje upraviť tekutosť a konštrukčný výkon v náteroch a výplachoch na ropné polia.
Emulgácia a suspenzia
HEC má dobré emulgačné a suspenzné vlastnosti, ktoré môžu stabilizovať suspendované častice alebo kvapôčky v disperznom systéme, aby sa zabránilo stratifikácii a sedimentácii. Preto sa HEC často používa v produktoch, ako sú emulzné povlaky a suspenzie liečiv.
Biologická odbúrateľnosť
HEC je prírodný derivát celulózy s dobrou biologickou odbúrateľnosťou, bez znečistenia životného prostredia a spĺňa požiadavky ekologickej ochrany životného prostredia.
IV. Aplikačné polia
Nátery
V náteroch na vodnej báze sa HEC používa ako zahusťovadlo a stabilizátor na zlepšenie tekutosti, konštrukčného výkonu a vlastností náterov proti stekaniu.
Stavebníctvo
V stavebných materiáloch sa HEC používa v maltách a tmeloch na báze cementu na zlepšenie konštrukčných vlastností a zadržiavania vody.
Denné chemikálie
V čistiacich prostriedkoch, šampónoch a zubných pastách sa HEC používa ako zahusťovadlo a stabilizátor na zlepšenie pocitu a stability produktu.
Ropné polia
V kvapalinách na vŕtanie a štiepenie ropných polí sa HEC používa na úpravu reologických a suspendačných vlastností vrtných kvapalín a na zlepšenie účinnosti a bezpečnosti vŕtania.
Výroba papiera
V procese výroby papiera sa HEC používa na kontrolu tekutosti buničiny a zlepšenie rovnomernosti a povrchových vlastností papiera.
Hydroxyetylcelulóza (HEC) sa široko používa v mnohých priemyselných oblastiach vďaka svojej vynikajúcej rozpustnosti vo vode, zahusťovaniu, reologickým vlastnostiam, emulgačným a suspenzným vlastnostiam, ako aj dobrej biologickej odbúrateľnosti. Jeho výrobný proces je pomerne vyspelý. Prostredníctvom krokov éterifikácie celulózy, prania, dehydratácie, sušenia a mletia je možné pripraviť produkty HEC so stabilným výkonom a dobrou kvalitou. V budúcnosti, so zlepšením požiadaviek na ochranu životného prostredia a pokrokom v technológii, budú aplikačné vyhliadky HEC širšie.
Čas odoslania: júl-02-2024