กระบวนการผลิตและประสิทธิภาพของไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลส (HEC)

ฉัน. บทนำ

ไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลส (HEC) เป็นพอลิเมอร์ละลายน้ำที่ไม่ใช่ไอออนิกซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในการสกัดน้ำมัน การเคลือบ การก่อสร้าง สารเคมีในชีวิตประจำวัน การทำกระดาษ และสาขาอื่นๆ HEC ได้มาจากการปรับเปลี่ยนเซลลูโลสทางเคมี โดยคุณสมบัติและการใช้งานนั้นกำหนดโดยสารประกอบไฮดรอกซีเอทิลในโมเลกุลเซลลูโลสเป็นหลัก

II. กระบวนการผลิต

กระบวนการผลิต HEC ประกอบด้วยขั้นตอนหลักๆ ดังต่อไปนี้: การทำให้เซลลูโลสอีเทอร์ริฟิเคชัน การซัก การทำให้แห้ง การทำให้แห้ง และการบด ต่อไปนี้เป็นคำอธิบายโดยละเอียดของแต่ละขั้นตอน:

เซลลูโลสอีเทอร์ริฟิเคชัน

เซลลูโลสจะถูกบำบัดด้วยด่างก่อนเพื่อสร้างเซลลูโลสด่าง (เซลลูโลสอัลคาไล) กระบวนการนี้มักดำเนินการในเครื่องปฏิกรณ์โดยใช้สารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ในการบำบัดเซลลูโลสธรรมชาติเพื่อสร้างเซลลูโลสด่าง ปฏิกิริยาเคมีมีดังนี้:

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

จากนั้นเซลลูโลสอัลคาไลจะทำปฏิกิริยากับเอทิลีนออกไซด์เพื่อสร้างไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลส ปฏิกิริยานี้เกิดขึ้นภายใต้แรงดันสูง โดยปกติคือ 30-100°C และปฏิกิริยาเฉพาะมีดังนี้:

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

ปฏิกิริยานี้ต้องอาศัยการควบคุมอุณหภูมิ แรงดัน และปริมาณเอทิลีนออกไซด์ที่เติมลงไปอย่างแม่นยำ เพื่อให้แน่ใจว่าผลิตภัณฑ์มีความสม่ำเสมอและมีคุณภาพ

การซักล้าง

HEC ดิบที่ได้มักประกอบด้วยด่างที่ไม่เกิดปฏิกิริยา เอทิลีนออกไซด์ และผลิตภัณฑ์รองอื่นๆ ซึ่งจำเป็นต้องกำจัดออกด้วยการล้างด้วยน้ำหลายครั้งหรือล้างด้วยตัวทำละลายอินทรีย์ จำเป็นต้องใช้น้ำจำนวนมากในกระบวนการล้างด้วยน้ำ และน้ำเสียหลังการล้างจะต้องได้รับการบำบัดและระบายออก

ภาวะขาดน้ำ

HEC ที่เปียกหลังการซักจะต้องผ่านการทำให้แห้ง โดยปกติจะใช้การกรองสูญญากาศหรือการแยกด้วยแรงเหวี่ยงเพื่อลดปริมาณความชื้น

การอบแห้ง

HEC ที่ผ่านการทำให้แห้งแล้วจะถูกทำให้แห้ง โดยปกติแล้วจะใช้การอบแห้งแบบพ่นฝอยหรือการอบแห้งแบบรวดเร็ว อุณหภูมิและเวลาจะต้องได้รับการควบคุมอย่างเคร่งครัดในระหว่างกระบวนการอบแห้งเพื่อหลีกเลี่ยงการเสื่อมสภาพจากอุณหภูมิสูงหรือการเกาะกลุ่มกันเป็นก้อน

การบด

บล็อก HEC แห้งจำเป็นต้องถูกบดและร่อนเพื่อให้ได้การกระจายขนาดอนุภาคที่สม่ำเสมอ และในที่สุดก็กลายเป็นผลิตภัณฑ์ผงหรือเม็ด

III. ลักษณะการทำงาน

ความสามารถในการละลายน้ำ

HEC ละลายน้ำได้ดีและสามารถละลายได้อย่างรวดเร็วในน้ำเย็นและน้ำร้อนเพื่อสร้างสารละลายใสหรือโปร่งแสง คุณสมบัติการละลายนี้ทำให้ใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นสารเพิ่มความข้นและสารคงตัวในสารเคลือบและผลิตภัณฑ์เคมีในชีวิตประจำวัน

การทำให้ข้น

HEC มีผลในการทำให้ข้นขึ้นอย่างมากในสารละลายน้ำ และความหนืดจะเพิ่มขึ้นตามน้ำหนักโมเลกุลที่เพิ่มขึ้น คุณสมบัติในการทำให้ข้นขึ้นนี้ช่วยให้มีบทบาทในการทำให้ข้นขึ้น กักเก็บน้ำ และปรับปรุงประสิทธิภาพการก่อสร้างในสารเคลือบและปูนฉาบอาคารที่ใช้ฐานน้ำ

รีโอโลยี

สารละลายน้ำ HEC มีคุณสมบัติการไหลที่เป็นเอกลักษณ์ และความหนืดจะเปลี่ยนไปเมื่ออัตราเฉือนเปลี่ยนไป แสดงให้เห็นถึงการบางลงจากการเฉือนหรือความเป็นพลาสติกเทียม คุณสมบัติการไหลนี้ช่วยให้สามารถปรับความลื่นไหลและประสิทธิภาพการก่อสร้างในสารเคลือบและของเหลวสำหรับการขุดเจาะน้ำมันได้

อิมัลชันและการแขวนลอย

HEC มีคุณสมบัติเป็นอิมัลชันและการแขวนลอยที่ดี ซึ่งสามารถทำให้อนุภาคหรือหยดที่แขวนลอยอยู่ในระบบกระจายตัวมีเสถียรภาพเพื่อป้องกันการแบ่งชั้นและการตกตะกอน ดังนั้น HEC จึงมักใช้ในผลิตภัณฑ์ เช่น สารเคลือบอิมัลชันและสารแขวนลอยของยา

การย่อยสลายได้ทางชีวภาพ

HEC คืออนุพันธ์เซลลูโลสธรรมชาติที่มีความสามารถในการย่อยสลายได้ดี ไม่ก่อให้เกิดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อม และเป็นไปตามข้อกำหนดในการปกป้องสิ่งแวดล้อมสีเขียว

IV. ฟิลด์แอปพลิเคชัน

การเคลือบผิว

ในงานเคลือบที่ใช้น้ำ HEC จะใช้เป็นสารเพิ่มความข้นและสารทำให้คงตัวเพื่อปรับปรุงความเป็นของเหลว ประสิทธิภาพในการก่อสร้าง และคุณสมบัติป้องกันการหย่อนตัวของสารเคลือบ

การก่อสร้าง

ในวัสดุก่อสร้าง HEC ใช้ในปูนซีเมนต์และผงโป๊วเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการก่อสร้างและการกักเก็บน้ำ

สารเคมีในชีวิตประจำวัน

ในผงซักฟอก แชมพู และยาสีฟัน HEC ถูกใช้เป็นสารเพิ่มความข้นและสารทำให้คงตัวเพื่อปรับปรุงความรู้สึกและความเสถียรของผลิตภัณฑ์ 

แหล่งน้ำมัน

ในของเหลวขุดเจาะและแตกหักในแหล่งน้ำมัน HEC ใช้เพื่อปรับคุณสมบัติการไหลและการแขวนลอยของของเหลวขุดเจาะ และปรับปรุงประสิทธิภาพและความปลอดภัยของการเจาะ

การทำกระดาษ

ในกระบวนการผลิตกระดาษ HEC จะใช้ในการควบคุมการไหลของเยื่อกระดาษ และปรับปรุงความสม่ำเสมอและคุณสมบัติของพื้นผิวของกระดาษ

ไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลส (HEC) ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในหลายสาขาอุตสาหกรรมเนื่องจากมีคุณสมบัติในการละลายน้ำได้ดี เพิ่มความข้น มีคุณสมบัติการไหล อิมัลชัน และการแขวนลอย รวมถึงย่อยสลายทางชีวภาพได้ดี กระบวนการผลิตค่อนข้างสมบูรณ์ โดยผ่านขั้นตอนของการทำให้เซลลูโลสอีเทอร์ริฟิเคชัน การซัก การทำให้แห้ง การอบแห้ง และการบด จึงสามารถเตรียมผลิตภัณฑ์ HEC ที่มีประสิทธิภาพคงที่และคุณภาพดีได้ ในอนาคต ด้วยข้อกำหนดด้านการปกป้องสิ่งแวดล้อมที่ปรับปรุงดีขึ้นและความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี โอกาสในการใช้งาน HEC จะกว้างขึ้น