Ang Hydroxyethyl cellulose (HEC) ay isang non-ionic, polymer na natutunaw ng tubig na nagmula sa cellulose, isang natural na polimer na matatagpuan sa mga pader ng cell ng mga halaman. Malawakang ginagamit ito sa iba't ibang mga industriya, kabilang ang mga parmasyutiko, kosmetiko, pintura, at adhesives, dahil sa mahusay na pampalapot, pagbuo ng pelikula, at mga rheological na katangian. Ang paghahanda ng hydroxyethyl cellulose ay nagsasangkot ng eterification ng cellulose na may ethylene oxide sa ilalim ng mga kondisyon ng alkalina. Ang prosesong ito ay maaaring masira sa maraming mga pangunahing hakbang: paglilinis ng cellulose, alkalization, eterification, neutralisasyon, paghuhugas, at pagpapatayo.
1. Cellulose Purification
Ang unang hakbang sa paghahanda ng hydroxyethyl cellulose ay ang paglilinis ng cellulose, na karaniwang sourced mula sa kahoy na pulp o cotton linters. Ang Raw cellulose ay naglalaman ng mga impurities tulad ng lignin, hemicellulose, at iba pang mga extractive na dapat alisin upang makakuha ng mataas na kadalisayan na cellulose na angkop para sa pagbabago ng kemikal.
Mga hakbang na kasangkot:
Pagproseso ng mekanikal: Ang hilaw na selulusa ay mekanikal na naproseso upang mabawasan ang laki nito at dagdagan ang lugar ng ibabaw nito, pinadali ang kasunod na paggamot sa kemikal.
Paggamot ng kemikal: Ang cellulose ay ginagamot sa mga kemikal tulad ng sodium hydroxide (NaOH) at sodium sulfite (Na2SO3) upang masira ang lignin at hemicellulose, na sinusundan ng paghuhugas at pagpapaputi upang alisin ang natitirang mga impurities at makakuha ng isang puti, fibrous cellulose.
2. Alkalization
Ang purified cellulose ay pagkatapos ay alkalized upang maisaaktibo ito para sa reaksyon ng eterification. Ito ay nagsasangkot sa paggamot sa cellulose na may isang may tubig na solusyon ng sodium hydroxide.
Reaksyon:
Cellulose+NaOH → Alkali Cellulose
Pamamaraan:
Ang cellulose ay nasuspinde sa tubig, at idinagdag ang solusyon ng sodium hydroxide. Ang konsentrasyon ng NaOH ay karaniwang saklaw mula sa 10-30%, at ang reaksyon ay isinasagawa sa mga temperatura sa pagitan ng 20-40 ° C.
Ang pinaghalong ay hinalo upang matiyak ang pantay na pagsipsip ng alkali, na humahantong sa pagbuo ng alkali cellulose. Ang intermediate na ito ay mas reaktibo patungo sa ethylene oxide, na pinadali ang proseso ng eterification.
3. Etherification
Ang pangunahing hakbang sa paghahanda ng hydroxyethyl cellulose ay ang eterification ng alkali cellulose na may ethylene oxide. Ang reaksyon na ito ay nagpapakilala sa mga pangkat ng hydroxyethyl (-CH2CH2OH) sa gulugod na cellulose, na ginagawa itong natutunaw na tubig.
Reaksyon:
Alkali cellulose+ethylene oxide → hydroxyethyl cellulose+NaOH
Pamamaraan:
Ang Ethylene oxide ay idinagdag sa alkali cellulose, alinman sa isang batch o tuluy -tuloy na proseso. Ang reaksyon ay karaniwang isinasagawa sa isang autoclave o pressure reaktor.
Ang mga kondisyon ng reaksyon, kabilang ang temperatura (50-100 ° C) at presyon (1-5 ATM), ay maingat na kinokontrol upang matiyak ang pinakamainam na pagpapalit ng mga pangkat ng hydroxyethyl. Ang antas ng pagpapalit (DS) at molar substitution (MS) ay mga kritikal na mga parameter na nakakaimpluwensya sa mga katangian ng panghuling produkto.
4. Neutralisasyon
Matapos ang reaksyon ng eterification, ang halo ay naglalaman ng hydroxyethyl cellulose at natitirang sodium hydroxide. Ang susunod na hakbang ay neutralisasyon, kung saan ang labis na alkali ay neutralisado gamit ang isang acid, karaniwang acetic acid (CH3COOH) o hydrochloric acid (HCl).
Reaksyon: NaOH+HCl → NaCl+H2O
Pamamaraan:
Ang acid ay dahan -dahang idinagdag sa reaksyon na pinaghalong sa ilalim ng kinokontrol na mga kondisyon upang maiwasan ang labis na init at maiwasan ang pagkasira ng hydroxyethyl cellulose.
Ang neutralisadong halo ay pagkatapos ay sumailalim sa pagsasaayos ng pH upang matiyak na nasa loob ng nais na saklaw, karaniwang sa paligid ng neutral na pH (6-8).
5. Paghugas
Kasunod ng neutralisasyon, ang produkto ay dapat hugasan upang alisin ang mga asing-gamot at iba pang mga by-product. Ang hakbang na ito ay mahalaga para sa pagkuha ng purong hydroxyethyl cellulose.
Pamamaraan:
Ang reaksyon na pinaghalong ay natunaw ng tubig, at ang hydroxyethyl cellulose ay pinaghiwalay ng pagsasala o sentripugasyon.
Ang hiwalay na hydroxyethyl cellulose ay paulit -ulit na hugasan ng deionized na tubig upang alisin ang natitirang mga asing -gamot at impurities. Ang proseso ng paghuhugas ay nagpapatuloy hanggang sa ang tubig ng hugasan ay umabot sa isang tinukoy na kondaktibiti, na nagpapahiwatig ng pag -alis ng mga natutunaw na impurities.
6. Pagtuyo
Ang pangwakas na hakbang sa paghahanda ng hydroxyethyl cellulose ay ang pagpapatayo. Ang hakbang na ito ay nag -aalis ng labis na tubig, na nagbubunga ng isang dry, pulbos na produkto na angkop para sa iba't ibang mga aplikasyon.
Pamamaraan:
Ang hugasan na hydroxyethyl cellulose ay kumakalat sa pagpapatayo ng mga tray o ipinadala sa pamamagitan ng isang tunel ng pagpapatayo. Ang temperatura ng pagpapatayo ay maingat na kinokontrol upang maiwasan ang thermal marawal na kalagayan, karaniwang mula sa 50-80 ° C.
Bilang kahalili, ang pagpapatayo ng spray ay maaaring magamit para sa mabilis at mahusay na pagpapatayo. Sa pag -spray ng pagpapatayo, ang may tubig na hydroxyethyl cellulose solution ay na -atomized sa pinong mga patak at pinatuyo sa isang mainit na air stream, na nagreresulta sa isang pinong pulbos.
Ang pinatuyong produkto ay pagkatapos ay gilingan sa nais na laki ng butil at nakaimpake para sa imbakan at pamamahagi.
Kalidad ng kontrol at mga aplikasyon
Sa buong proseso ng paghahanda, ang mahigpit na mga hakbang sa kontrol ng kalidad ay ipinatupad upang matiyak ang pagkakapare -pareho at kalidad ng hydroxyethyl cellulose. Ang mga pangunahing mga parameter tulad ng lagkit, antas ng pagpapalit, nilalaman ng kahalumigmigan, at laki ng butil ay regular na sinusubaybayan.
Mga Aplikasyon:
Mga parmasyutiko: Ginamit bilang isang pampalapot na ahente, binder, at stabilizer sa mga formulasyon tulad ng mga tablet, suspensyon, at mga pamahid.
Cosmetics: Nagbibigay ng lagkit at texture sa mga produktong tulad ng mga cream, lotion, at shampoos.
Mga pintura at coatings: kumikilos bilang isang pampalapot at rheology modifier, pagpapabuti ng mga katangian ng application at katatagan ng mga pintura.
Industriya ng Pagkain: Ang mga pag -andar bilang isang pampalapot, pampatatag, at emulsifier sa iba't ibang mga produktong pagkain.
Ang paghahanda ng hydroxyethyl cellulose ay nagsasangkot ng isang serye ng mahusay na tinukoy na mga proseso ng kemikal at mekanikal na naglalayong baguhin ang cellulose upang ipakilala ang mga pangkat ng hydroxyethyl. Ang bawat hakbang, mula sa paglilinis ng cellulose hanggang sa pagpapatayo, ay mahalaga sa pagtukoy ng kalidad at pag -andar ng pangwakas na produkto. Ang maraming nalalaman na mga katangian ng Hydroxyethyl Cellulose ay ginagawang isang napakahalagang sangkap sa maraming mga industriya, na itinampok ang kahalagahan ng tumpak na mga kasanayan sa pagmamanupaktura upang matugunan ang mga tiyak na kinakailangan ng iba't ibang mga aplikasyon.
Oras ng Mag-post: Mayo-28-2024