I. Uvod
Hidroksietilceluloza (HEC) je neionski vodotopen polimer, ki se pogosto uporablja pri pridobivanju olja, premazih, gradbeništvu, dnevnih kemikalijah, izdelavi papirja in na drugih področjih. HEC se pridobiva s kemično modifikacijo celuloze, njegove lastnosti in uporabo pa v glavnem določajo hidroksietilni substituenti na celuloznih molekulah.
II. Proizvodni proces
Proizvodni proces HEC v glavnem vključuje naslednje korake: eterifikacija celuloze, pranje, dehidracija, sušenje in mletje. Sledi podroben uvod v vsak korak:
Eterifikacija celuloze
Celulozo najprej obdelamo z alkalijo, da nastane alkalna celuloza (Cellulose Alkali). Ta postopek se običajno izvaja v reaktorju z uporabo raztopine natrijevega hidroksida za obdelavo naravne celuloze v alkalno celulozo. Kemična reakcija je naslednja:
Cell-OH+NaOH→Cell-O-Na+H2OCell-OH+NaOH→Cell-O-Na+H 2O
Nato alkalna celuloza reagira z etilen oksidom, da nastane hidroksietil celuloza. Reakcija poteka pod visokim pritiskom, običajno 30-100 °C, specifična reakcija pa je naslednja:
Cell-O-Na+CH2CH2O→Cell-O-CH2CH2OHCell-O-Na+CH 2CH 2O→Cell-O-CH 2CH 2OH
Ta reakcija zahteva natančno kontrolo temperature, tlaka in količine dodanega etilen oksida, da se zagotovi enotnost in kakovost izdelka.
Pranje
Nastala surova HEC običajno vsebuje nezreagirane alkalije, etilen oksid in druge stranske produkte, ki jih je treba odstraniti z večkratnimi izpiranji z vodo ali izpiranjem z organskimi topili. Med postopkom pranja vode je potrebna velika količina vode, odpadno vodo po pranju pa je treba očistiti in izpustiti.
Dehidracija
Mokro HEC po pranju je treba dehidrirati, običajno z vakuumsko filtracijo ali centrifugalno ločitvijo, da se zmanjša vsebnost vlage.
Sušenje
Dehidrirani HEC se suši, običajno s sušenjem z razprševanjem ali hitrim sušenjem. Med postopkom sušenja morata biti strogo nadzorovana temperatura in čas, da preprečimo degradacijo ali aglomeracijo pri visoki temperaturi.
Brušenje
Posušen blok HEC je treba zmleti in presejati, da se doseže enakomerna porazdelitev velikosti delcev in na koncu tvori praškast ali zrnat izdelek.
III. Značilnosti delovanja
Topnost v vodi
HEC je dobro topen v vodi in se lahko hitro raztopi v hladni in vroči vodi ter tvori prozorno ali prosojno raztopino. Zaradi te lastnosti topnosti se široko uporablja kot zgoščevalec in stabilizator v premazih in dnevnih kemičnih izdelkih.
Zgostitev
HEC kaže močan učinek zgoščevanja v vodni raztopini, njegova viskoznost pa se povečuje s povečanjem molekulske mase. Ta lastnost zgoščevanja mu omogoča, da igra vlogo pri zgoščevanju, zadrževanju vode in izboljšanju gradbenih lastnosti premazov na vodni osnovi in gradbenih malt.
reologija
Vodna raztopina HEC ima edinstvene reološke lastnosti in njena viskoznost se spreminja s spremembo strižne hitrosti, kar kaže na strižno redčenje ali psevdoplastičnost. Ta reološka lastnost mu omogoča prilagajanje fluidnosti in gradbene zmogljivosti v premazih in tekočinah za vrtanje naftnih polj.
Emulgiranje in suspenzija
HEC ima dobre lastnosti emulgiranja in suspenzije, ki lahko stabilizirajo suspendirane delce ali kapljice v disperzijskem sistemu, da preprečijo stratifikacijo in sedimentacijo. Zato se HEC pogosto uporablja v izdelkih, kot so emulzijski premazi in suspenzije zdravil.
Biorazgradljivost
HEC je naravni derivat celuloze z dobro biorazgradljivostjo, ne onesnažuje okolja in izpolnjuje zahteve zelenega varstva okolja.
IV. Polja uporabe
Premazi
V premazih na vodni osnovi se HEC uporablja kot zgoščevalec in stabilizator za izboljšanje fluidnosti, konstrukcijske lastnosti in lastnosti proti povešanju premazov.
Gradnja
V gradbenih materialih se HEC uporablja v cementni malti in kitu v prahu za izboljšanje gradbenih lastnosti in zadrževanje vode.
Dnevne kemikalije
V detergentih, šamponih in zobnih pastah se HEC uporablja kot zgoščevalec in stabilizator za izboljšanje občutka in stabilnosti izdelka.
Naftna polja
Pri tekočinah za vrtanje in lomljenje v naftnih poljih se HEC uporablja za prilagoditev reoloških lastnosti in lastnosti suspenzije vrtalnih tekočin ter izboljšanje učinkovitosti in varnosti vrtanja.
Izdelava papirja
V procesu izdelave papirja se HEC uporablja za nadzor fluidnosti celuloze in izboljšanje enotnosti in površinskih lastnosti papirja.
Hidroksietilceluloza (HEC) se pogosto uporablja na številnih industrijskih področjih zaradi odlične topnosti v vodi, zgoščevanja, reoloških lastnosti, lastnosti emulgiranja in suspenzije ter dobre biološke razgradljivosti. Njegov proizvodni proces je relativno zrel. S koraki eterifikacije celuloze, pranja, dehidracije, sušenja in mletja je mogoče pripraviti izdelke HEC s stabilnimi zmogljivostmi in dobro kakovostjo. V prihodnosti bodo z izboljšanjem zahtev varstva okolja in napredkom tehnologije možnosti uporabe HEC širše.
Čas objave: 2. julij 2024