Гідроксиетил целюлоза (HEC)-це неіонний, водорозчинний полімер, отриманий з целюлози, природного полімеру, що міститься в клітинних стінках рослин. Він широко використовується в різних галузях, включаючи фармацевтичні препарати, косметику, фарби та клеї, завдяки чудовому потовщенню, плівковій формі та реологічних властивостях. Підготовка гідроксиетил целюлози передбачає ефір целюлозу з оксидом етилену в лужних умовах. Цей процес може бути розбитий на кілька ключових етапів: очищення целюлози, алкалізація, ефірність, нейтралізація, промивання та висихання.
1. Очищення целюлози
Першим кроком у підготовці гідроксиетил целюлози є очищення целюлози, як правило, отримує з дерев’яної м’якоті або бавовняної підкладки. Сира целюлоза містить домішки, такі як лігнін, геміцелюлоза та інші екстрактивні речовини, які необхідно видалити для отримання целюлози з високою чистотою, придатною для хімічної модифікації.
Кроки, що стосуються:
Механічна обробка: Сира целюлоза механічно обробляється для зменшення його розмірів та збільшення площі поверхні, полегшуючи подальші хімічні обробки.
Хімічна обробка: целюлозу обробляються хімічними речовинами, такими як гідроксид натрію (NaOH) та сульфітом натрію (Na2SO3) для руйнування лігніну та геміцелюлози з подальшим промиванням та відбілюванням для видалення залишків і отримання білої фіброзної целюлози.
2. Алкалізація
Потім очищену целюлозу милкалізується для активації її до реакції ефірності. Це передбачає лікування целюлози водним розчином гідроксиду натрію.
Реакція:
Целюлоза+NaOH → Лугна целюлоза
Процедура:
Целюлозу суспендують у воді, і додають розчин гідроксиду натрію. Концентрація NaOH, як правило, становить від 10-30%, а реакція здійснюється при температурі між 20-40 ° С.
Суміш перемішується для забезпечення рівномірного поглинання лугу, що призводить до утворення лужної целюлози. Цей проміжний продукт є більш реакційноздатним до оксиду етилену, полегшуючи процес ефірифікації.
3. Ефірність
Ключовим кроком у підготовці гідроксиетил целюлози є ефірна целюлоза з алкальською етиленом оксидом. Ця реакція вводить гідроксиетил-групи (-CH2CH2OH) у основу целюлози, що робить її водорозчинною.
Реакція:
Лужна целюлоза+оксид етилену → гідроксиетил целюлоза+NaOH
Процедура:
Оксид етилену додається до лужної целюлози, або в партії, або в безперервному процесі. Реакція, як правило, проводиться в автоклавному або тиску.
Умови реакції, включаючи температуру (50-100 ° C) та тиск (1-5 атм), ретельно контролюються для забезпечення оптимальної заміни гідроксиетил-груп. Ступінь заміщення (DS) та молярна заміна (МС) є критичними параметрами, які впливають на властивості кінцевого продукту.
4. Нейтралізація
Після реакції ефірифікації суміш містить гідроксиетил целюлозу та залишковий гідроксид натрію. Наступним кроком є нейтралізація, де надлишок лугу нейтралізується за допомогою кислоти, як правило, оцтової кислоти (CH3COOH) або соляної кислоти (HCL).
Реакція: NaOH+HCL → NaCl+H2O
Процедура:
Кислоту повільно додають до реакційної суміші в контрольованих умовах, щоб уникнути надмірного тепла та запобігти деградації гідроксиетил целюлози.
Потім нейтралізована суміш піддається коригуванню pH, щоб переконатися, що вона знаходиться в потрібному діапазоні, як правило, навколо нейтрального рН (6-8).
5. миття
Після нейтралізації продукт повинен бути промиваний для видалення солей та інших побічних продуктів. Цей крок має вирішальне значення для отримання чистої гідроксиетил целюлози.
Процедура:
Реакційну суміш розбавлять водою, а гідроксиетил целюлозу відокремлюють фільтрацією або центрифугуванням.
Відокремлену гідроксиетил целюлозу неодноразово промивають деіонізованою водою для видалення залишкових солей та домішок. Процес промивання триває до тих пір, поки промивна вода не досягне визначеної провідності, що вказує на видалення розчинних домішок.
6. сушіння
Заключний крок у підготовці гідроксиетил целюлози сушить. Цей крок видаляє зайву воду, даючи сухий, порошкоподібний продукт, придатний для різних застосувань.
Процедура:
Проваджена гідроксиетил целюлоза розкидається на сушіннях або передається через сушіння тунелю. Температура сушіння ретельно контролюється, щоб уникнути термічної деградації, як правило, коливається від 50-80 ° C.
Крім того, для швидкого та ефективного висихання може використовуватися сушіння спреєм. При сушуванні розпилювача водний розчин гідроксиетил целюлози атомізується в дрібні краплі і висушують у потоці гарячого повітря, що призводить до тонкого порошку.
Потім висушений продукт подають до потрібного розміру частинок і упаковують для зберігання та розподілу.
Контроль якості та додатки
Протягом усього процесу підготовки здійснюються суворі заходи контролю якості для забезпечення узгодженості та якості гідроксиетил целюлози. Ключові параметри, такі як в'язкість, ступінь заміщення, вміст вологи та розмір частинок, регулярно контролюються.
Заявки:
Фармацевтичні препарати: використовується як загусник, сполучний засіб та стабілізатор у таких рецептурах, як таблетки, суспензії та мазі.
Косметика: забезпечує в'язкість та текстуру для таких продуктів, як креми, лосьйони та шампуні.
Фарби та покриття: діє як загусник та модифікатор реології, покращуючи властивості застосування та стабільність фарб.
Харчова промисловість: функціонує як загусник, стабілізатор та емульгатор у різних харчових продуктах.
Підготовка гідроксиетил целюлози передбачає ряд чітко визначених хімічних та механічних процесів, спрямованих на модифікацію целюлози для введення гідроксиетил-груп. Кожен крок, від очищення целюлози до сушіння, має вирішальне значення для визначення якості та функціональності кінцевого продукту. Універсальні властивості гідроксиетил целюлози роблять її неоціненним інгредієнтом у численних галузях, підкреслюючи важливість точних виробничих практик для задоволення конкретних вимог різних застосувань.
Час посади: 28-2024 травня