กระบวนการผลิตและประสิทธิภาพของไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลส (HEC)

I. บทนำ

ไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลส (HEC) เป็นพอลิเมอร์ละลายน้ำที่ไม่มีไอออนิกที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการสกัดน้ำมัน การเคลือบ การก่อสร้าง สารเคมีรายวัน การผลิตกระดาษ และสาขาอื่นๆ HEC ได้มาจากการดัดแปลงทางเคมีของเซลลูโลส และคุณสมบัติและการใช้ประโยชน์ส่วนใหญ่จะถูกกำหนดโดยส่วนประกอบทดแทนไฮดรอกซีเอทิลบนโมเลกุลเซลลูโลส

ครั้งที่สอง กระบวนการผลิต

กระบวนการผลิตของ HEC ส่วนใหญ่ประกอบด้วยขั้นตอนต่อไปนี้: เซลลูโลสอีเทอร์ริฟิเคชั่น, การซัก, การคายน้ำ, การอบแห้ง และการบด ต่อไปนี้เป็นคำแนะนำโดยละเอียดเกี่ยวกับแต่ละขั้นตอน:

เซลลูโลสอีเทอร์ริฟิเคชั่น

เซลลูโลสได้รับการบำบัดด้วยอัลคาไลเป็นครั้งแรกเพื่อสร้างเซลลูโลสอัลคาไล (Cellulose Alkali) โดยปกติกระบวนการนี้จะดำเนินการในเครื่องปฏิกรณ์ โดยใช้สารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์เพื่อบำบัดเซลลูโลสธรรมชาติให้กลายเป็นเซลลูโลสอัลคาไล ปฏิกิริยาเคมีมีดังนี้:

เซลล์-OH+NaOH →เซลล์-O-Na+H2OCเซลล์-OH+NaOH →เซลล์-O-Na+H 2O

จากนั้นอัลคาไลเซลลูโลสทำปฏิกิริยากับเอทิลีนออกไซด์เพื่อสร้างไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลส ปฏิกิริยาจะดำเนินการภายใต้แรงดันสูง โดยปกติคือ 30-100°C และปฏิกิริยาเฉพาะมีดังนี้:

เซลล์-โอ-นา+CH2CH2O→เซลล์-O-CH2CH2OHเซลล์-โอ-นา+CH 2CH 2O→เซลล์-O-CH 2CH 2OH

ปฏิกิริยานี้ต้องการการควบคุมอุณหภูมิ ความดัน และปริมาณเอทิลีนออกไซด์ที่เติมอย่างแม่นยำ เพื่อให้มั่นใจถึงความสม่ำเสมอและคุณภาพของผลิตภัณฑ์

ซักผ้า

HEC ดิบที่ได้มักจะประกอบด้วยอัลคาไลที่ไม่ทำปฏิกิริยา เอทิลีนออกไซด์ และผลพลอยได้อื่นๆ ซึ่งจำเป็นต้องกำจัดออกโดยการล้างด้วยน้ำหลายครั้งหรือล้างด้วยตัวทำละลายอินทรีย์ ในระหว่างกระบวนการล้างน้ำต้องใช้น้ำปริมาณมาก และน้ำเสียหลังการล้างจะต้องได้รับการบำบัดและระบายออก

ภาวะขาดน้ำ

HEC แบบเปียกหลังการซักจะต้องทำให้แห้ง โดยปกติโดยการกรองสุญญากาศหรือการแยกแบบแรงเหวี่ยงเพื่อลดปริมาณความชื้น

การอบแห้ง

HEC ที่ถูกทำให้แห้งจะถูกทำให้แห้ง โดยปกติโดยการทำแห้งแบบพ่นฝอยหรือการทำแห้งแบบแฟลช ต้องควบคุมอุณหภูมิและเวลาอย่างเข้มงวดในระหว่างกระบวนการทำให้แห้งเพื่อหลีกเลี่ยงการย่อยสลายหรือการรวมตัวกันที่อุณหภูมิสูง

การบด

บล็อก HEC แบบแห้งจะต้องบดและร่อนเพื่อให้ได้ขนาดอนุภาคที่สม่ำเสมอ และสุดท้ายจะเกิดเป็นผลิตภัณฑ์ที่เป็นผงหรือเป็นเม็ด

ที่สาม ลักษณะการทำงาน

ความสามารถในการละลายน้ำ

HEC มีความสามารถในการละลายน้ำได้ดีและสามารถละลายได้อย่างรวดเร็วทั้งในน้ำเย็นและน้ำร้อนเพื่อสร้างสารละลายโปร่งใสหรือโปร่งแสง คุณสมบัติการละลายนี้ทำให้ใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นสารเพิ่มความข้นและความคงตัวในสารเคลือบและผลิตภัณฑ์เคมีรายวัน

หนาขึ้น

HEC แสดงผลการทำให้สารละลายมีความหนามากขึ้น และความหนืดจะเพิ่มขึ้นตามน้ำหนักโมเลกุลที่เพิ่มขึ้น คุณสมบัติการเพิ่มความหนานี้ช่วยให้มีบทบาทในการเพิ่มความหนา การกักเก็บน้ำ และปรับปรุงประสิทธิภาพการก่อสร้างในการเคลือบสูตรน้ำและปูนในอาคาร

รีโอโลยี

สารละลายที่เป็นน้ำ HEC มีคุณสมบัติรีโอโลยีที่เป็นเอกลักษณ์ และความหนืดจะเปลี่ยนไปตามการเปลี่ยนแปลงของอัตราเฉือน ซึ่งแสดงให้เห็นการเฉือนบางลงหรือพลาสติกเทียม คุณสมบัติทางรีโอโลจีนี้ช่วยให้สามารถปรับความลื่นไหลและประสิทธิภาพการก่อสร้างในสารเคลือบและของเหลวจากการขุดเจาะบ่อน้ำมัน

อิมัลชันและสารแขวนลอย

HEC มีคุณสมบัติอิมัลชันและสารแขวนลอยที่ดี ซึ่งสามารถทำให้อนุภาคแขวนลอยหรือหยดในระบบการกระจายตัวคงตัว เพื่อป้องกันการแบ่งชั้นและการตกตะกอน ดังนั้น HEC จึงมักถูกใช้ในผลิตภัณฑ์ เช่น การเคลือบอิมัลชันและสารแขวนลอยของยา

ความสามารถในการย่อยสลายทางชีวภาพ

HEC เป็นอนุพันธ์ของเซลลูโลสธรรมชาติที่มีความสามารถในการย่อยสลายทางชีวภาพได้ดี ไม่มีมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม และตรงตามข้อกำหนดของการปกป้องสิ่งแวดล้อมสีเขียว

IV. ฟิลด์แอปพลิเคชัน

สารเคลือบ

ในการเคลือบสูตรน้ำ HEC จะถูกใช้เป็นสารเพิ่มความหนาและความคงตัวเพื่อปรับปรุงความลื่นไหล ประสิทธิภาพการก่อสร้าง และคุณสมบัติป้องกันการหย่อนคล้อยของสารเคลือบ

การก่อสร้าง

ในวัสดุก่อสร้าง HEC ใช้ในปูนซีเมนต์และผงสำหรับอุดรูเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการก่อสร้างและการกักเก็บน้ำ

เคมีภัณฑ์รายวัน

ในผงซักฟอก แชมพู และยาสีฟัน HEC จะถูกใช้เป็นสารเพิ่มความข้นและความคงตัวเพื่อปรับปรุงความรู้สึกและความเสถียรของผลิตภัณฑ์ 

บ่อน้ำมัน

ในการขุดเจาะบ่อน้ำมันและของเหลวพร่าพราย HEC ใช้เพื่อปรับคุณสมบัติการไหลและสารแขวนลอยของของเหลวจากการขุดเจาะ และปรับปรุงประสิทธิภาพและความปลอดภัยของการขุดเจาะ

การทำกระดาษ

ในกระบวนการผลิตกระดาษ HEC ใช้เพื่อควบคุมการไหลของเยื่อและปรับปรุงความสม่ำเสมอและคุณสมบัติพื้นผิวของกระดาษ

ไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลส (HEC) มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมหลายประเภท เนื่องจากมีความสามารถในการละลายน้ำได้ดีเยี่ยม มีความหนาขึ้น คุณสมบัติทางรีโอโลยี คุณสมบัติอิมัลซิฟิเคชั่นและสารแขวนลอย ตลอดจนความสามารถในการย่อยสลายทางชีวภาพที่ดี กระบวนการผลิตค่อนข้างสมบูรณ์ ผ่านขั้นตอนของเซลลูโลสอีเทอร์ริฟิเคชัน การล้าง การทำให้แห้ง การอบแห้งและการบด ทำให้สามารถเตรียมผลิตภัณฑ์ HEC ที่มีประสิทธิภาพการทำงานที่มั่นคงและมีคุณภาพดีได้ ในอนาคต ด้วยการปรับปรุงข้อกำหนดด้านการคุ้มครองสิ่งแวดล้อมและความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี โอกาสในการประยุกต์ใช้ HEC จะกว้างขึ้น