I. Giới thiệu
Hydroxyethyl Cellulose (HEC) là một loại polymer không ion tan trong nước được sử dụng rộng rãi trong khai thác dầu, sơn, xây dựng, hóa chất hàng ngày, sản xuất giấy và các lĩnh vực khác. HEC thu được bằng cách biến đổi hóa học cellulose, và các tính chất và công dụng của nó chủ yếu được xác định bởi các nhóm thế hydroxyethyl trên các phân tử cellulose.
II. Quy trình sản xuất
Quá trình sản xuất HEC chủ yếu bao gồm các bước sau: ete hóa xenluloza, rửa, tách nước, sấy khô và nghiền. Sau đây là giới thiệu chi tiết về từng bước:
Sự ete hóa xenluloza
Cellulose đầu tiên được xử lý bằng kiềm để tạo thành cellulose kiềm (Cellulose Alkali). Quá trình này thường được thực hiện trong lò phản ứng, sử dụng dung dịch natri hydroxit để xử lý cellulose tự nhiên để tạo thành cellulose kiềm. Phản ứng hóa học như sau:
Cell-OH+NaOH→Cell-O-Na+H2OCell-OH+NaOH→Cell-O-Na+H 2O
Sau đó, xenluloza kiềm phản ứng với etylen oxit tạo thành hydroxyethyl xenluloza. Phản ứng được thực hiện dưới áp suất cao, thường là 30-100°C, phản ứng cụ thể như sau:
Ô-O-Na+CH2CH2O→Ô-O-CH2CH2OHCell-O-Na+CH 2CH 2O→Ô-O-CH 2CH 2OH
Phản ứng này đòi hỏi phải kiểm soát chính xác nhiệt độ, áp suất và lượng ethylene oxide được thêm vào để đảm bảo tính đồng nhất và chất lượng của sản phẩm.
Giặt giũ
HEC thô thu được thường chứa kiềm chưa phản ứng, etylen oxit và các sản phẩm phụ khác, cần phải loại bỏ bằng nhiều lần rửa nước hoặc rửa bằng dung môi hữu cơ. Cần một lượng nước lớn trong quá trình rửa nước và nước thải sau khi rửa cần được xử lý và thải ra.
Mất nước
HEC ướt sau khi rửa cần phải được khử nước, thường bằng cách lọc chân không hoặc tách ly tâm để giảm hàm lượng ẩm.
Sấy khô
HEC mất nước được sấy khô, thường là bằng phương pháp sấy phun hoặc sấy nhanh. Nhiệt độ và thời gian phải được kiểm soát chặt chẽ trong quá trình sấy để tránh sự phân hủy hoặc kết tụ ở nhiệt độ cao.
Mài
Khối HEC khô cần được nghiền và sàng để đạt được kích thước hạt đồng đều, và cuối cùng tạo thành sản phẩm dạng bột hoặc dạng hạt.
III. Đặc tính hiệu suất
Độ hòa tan trong nước
HEC có khả năng hòa tan trong nước tốt và có thể hòa tan nhanh trong cả nước lạnh và nước nóng để tạo thành dung dịch trong suốt hoặc mờ đục. Tính chất hòa tan này làm cho nó được sử dụng rộng rãi như chất làm đặc và chất ổn định trong lớp phủ và các sản phẩm hóa chất hàng ngày.
Làm dày
HEC cho thấy hiệu ứng làm đặc mạnh trong dung dịch nước và độ nhớt của nó tăng theo trọng lượng phân tử tăng. Tính chất làm đặc này cho phép nó đóng vai trò làm đặc, giữ nước và cải thiện hiệu suất xây dựng trong lớp phủ gốc nước và vữa xây dựng.
Lưu biến học
Dung dịch nước HEC có đặc tính lưu biến độc đáo và độ nhớt của nó thay đổi theo sự thay đổi của tốc độ cắt, cho thấy độ mỏng cắt hoặc độ dẻo giả. Đặc tính lưu biến này cho phép nó điều chỉnh độ lưu động và hiệu suất xây dựng trong lớp phủ và chất lỏng khoan dầu mỏ.
Nhũ hóa và huyền phù
HEC có tính chất nhũ hóa và huyền phù tốt, có thể ổn định các hạt hoặc giọt lơ lửng trong hệ thống phân tán để ngăn ngừa sự phân tầng và lắng đọng. Do đó, HEC thường được sử dụng trong các sản phẩm như lớp phủ nhũ tương và huyền phù thuốc.
Khả năng phân hủy sinh học
HEC là dẫn xuất cellulose tự nhiên có khả năng phân hủy sinh học tốt, không gây ô nhiễm môi trường, đáp ứng yêu cầu bảo vệ môi trường xanh.
IV. Các lĩnh vực ứng dụng
Lớp phủ
Trong lớp phủ gốc nước, HEC được sử dụng như chất làm đặc và chất ổn định để cải thiện tính lưu động, hiệu suất thi công và khả năng chống chảy xệ của lớp phủ.
Sự thi công
Trong vật liệu xây dựng, HEC được sử dụng trong vữa xi măng và bột trét để cải thiện hiệu suất xây dựng và giữ nước.
Hóa chất hàng ngày
Trong chất tẩy rửa, dầu gội và kem đánh răng, HEC được sử dụng như chất làm đặc và chất ổn định để cải thiện cảm giác và độ ổn định của sản phẩm.
Các mỏ dầu
Trong khoan dầu và chất lỏng nứt vỡ, HEC được sử dụng để điều chỉnh tính chất lưu biến và huyền phù của chất lỏng khoan và cải thiện hiệu quả cũng như độ an toàn khi khoan.
Làm giấy
Trong quá trình sản xuất giấy, HEC được sử dụng để kiểm soát độ lưu động của bột giấy và cải thiện tính đồng nhất cũng như tính chất bề mặt của giấy.
Hydroxyethyl cellulose (HEC) đã được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực công nghiệp do khả năng hòa tan trong nước, làm đặc, tính chất lưu biến, tính chất nhũ hóa và huyền phù tuyệt vời, cũng như khả năng phân hủy sinh học tốt. Quy trình sản xuất của nó tương đối hoàn thiện. Thông qua các bước ete hóa cellulose, rửa, khử nước, sấy khô và nghiền, có thể chế tạo các sản phẩm HEC có hiệu suất ổn định và chất lượng tốt. Trong tương lai, với sự cải thiện các yêu cầu về bảo vệ môi trường và sự tiến bộ của công nghệ, triển vọng ứng dụng của HEC sẽ rộng hơn.
Thời gian đăng: 02-07-2024