Según estadísticas incompletas, la producción actual de éter de celulosa no iónico ha alcanzado más de 500.000 toneladas en todo el mundo, yHPMC de hidroxipropilmetilcelulosarepresenta el 80% de las 400.000 toneladas, China en los últimos dos años, una serie de empresas han ampliado su capacidad de producción rápidamente se expandió a la capacidad actual de alrededor de 180.000 toneladas, alrededor de 60.000 toneladas de consumo interno, de estas, más de 550 millones toneladas se utilizan en la industria y alrededor del 70% se utiliza como aditivos de construcción.
Debido a los diferentes usos de los productos, los requisitos del índice de cenizas de los productos pueden ser diferentes, de modo que en el proceso de producción, la organización de la producción de acuerdo con los requisitos de diferentes modelos favorece el efecto de ahorro de energía, reducción del consumo y reduccion de emisiones.
1. Contenido de cenizas de HPMC de hidroxipropilmetilcelulosa y su forma existente
Los estándares de calidad industrial de hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC), llamados cenizas y la farmacopea llamada sulfato, es decir, residuos de combustión, pueden entenderse simplemente como las impurezas de sales inorgánicas en el producto.Principalmente mediante el proceso de producción de álcali fuerte (hidróxido de sodio) a través de la reacción para el ajuste final del pH a la sal neutra y la suma de sal inorgánica inherente original de la materia prima.
Método para la determinación de cenizas totales;Una cierta cantidad de muestras se queman en un horno de alta temperatura después de la carbonización, de modo que los materiales orgánicos se oxidan y descomponen, escapando en forma de dióxido de carbono, óxidos de nitrógeno y agua, mientras que los materiales inorgánicos quedan en forma de sulfato, fosfato, carbonato. , cloruro y otras sales inorgánicas y óxidos metálicos, estos residuos son cenizas.El contenido total de cenizas de la muestra se puede calcular pesando el residuo.
Según el proceso en el uso de diferentes ácidos se producirán diferentes sales: principalmente cloruro de sodio (mediante la reacción del ion cloruro en clorometano e hidróxido de sodio) y la neutralización de otros ácidos puede producir acetato de sodio, sulfuro de sodio u oxalato de sodio.
2. Requisito de contenido de cenizas de HPMC de hidroxipropilmetilcelulosa
La HPMC de hidroxipropilmetilcelulosa se utiliza principalmente para espesar, emulsionar, formar películas, protección coloidal, retención de agua, adhesión, resistencia enzimática e inercia metabólica, etc. Se utiliza ampliamente en muchos campos de la industria, que se pueden dividir aproximadamente en los siguientes aspectos. :
(1) Construcción: la función principal es retener agua, espesamiento, viscosidad, lubricación, flujo para mejorar la trabajabilidad del cemento y yeso, bombeo.Los revestimientos arquitectónicos y los revestimientos de látex se utilizan principalmente como coloide protector, formador de película, agente espesante y auxiliar de suspensión de pigmentos.
(2) Cloruro de polivinilo: se utiliza principalmente como dispersante en la reacción de polimerización del sistema de polimerización en suspensión.
(3) productos químicos diarios: utilizados principalmente como artículos protectores, pueden mejorar la emulsión del producto, antienzimática, dispersión, unión, actividad superficial, formación de película, hidratación, formación de espuma, formación, agente de liberación, suavizante, lubricante y otras propiedades;
(4) industria farmacéutica: en la industria farmacéutica se utiliza principalmente para la producción de preparados, como preparación sólida de agente de recubrimiento, material de cápsula hueca, aglutinante, para la estructura de agentes de liberación sostenida, formadores de película, agente causante de poros, como preparación líquida, semisólida de espesamiento, emulsificación, suspensión, aplicación de matriz;
(5) cerámica: se utiliza como agente formador de unión de piezas en bruto industriales de cerámica, dispersante de color de esmalte;
(6) papel: dispersión, colorante, agente fortalecedor;
(7) Impresión y teñido de textiles: pulpa de tela, color, agente de extensión de color:
(8) en la producción agrícola: se utiliza en la agricultura para tratar semillas de cultivos, puede mejorar la tasa de germinación, puede hidratar y prevenir el moho, la conservación de frutas y la liberación sostenida de fertilizantes y pesticidas químicos.
De la retroalimentación de la experiencia de aplicación a largo plazo anterior y del resumen de los estándares de control interno de algunas empresas nacionales y extranjeras, se puede ver que solo algunos productos de polimerización de PVC y productos químicos diarios requieren un control de sal <0,010, y la farmacopea de varios países exigen un control de sal < 0,015.Y otros usos del control de sal pueden ser relativamente más amplios, especialmente los productos de grado de construcción, además de la producción de masilla, la sal de recubrimiento tiene ciertos requisitos fuera del resto que pueden controlar la sal <0,05 y básicamente pueden cumplir con el uso.
3. Proceso y método de producción de HPMC de hidroxipropilmetilcelulosa
Existen tres métodos principales de producción de HPMC de hidroxipropilmetilcelulosa en el país y en el extranjero:
(1) Método de fase líquida (método de suspensión): el polvo de celulosa pulverizada se dispersa en aproximadamente 10 veces de disolvente orgánico en reactores verticales y horizontales con fuerte agitación, y luego se añaden una solución alcalina cuantitativa y un agente eterificante para la reacción.Después de la reacción, el producto terminado se lava, se seca, se tritura y se tamiza con agua caliente.
(2) Método en fase gaseosa (método gas-sólido): la reacción del polvo de celulosa pulverizada se completa en un estado casi semiseco agregando directamente lejía cuantitativa y agente eterificante y recuperando una pequeña cantidad de subproductos de bajo punto de ebullición en un Reactor horizontal con fuerte agitación.No es necesario agregar disolvente orgánico para la reacción.Después de la reacción, el producto terminado se lava, se seca, se tritura y se tamiza con agua caliente.
(3) Método homogéneo (método de disolución): el horizontal se puede agregar directamente después de triturar la celulosa con un reactor de agitación fuerte esparcido en naoh/urea (u otros solventes de celulosa) aproximadamente 5 ~ 8 veces de agua para congelar el solvente en el solvente, luego agregando lejía cuantitativa y agente eterificante en la reacción, después de la reacción con acetona, reacción de precipitación, buen éter de celulosa, luego lavado con agua caliente, secado, molienda y tamizado para obtener el producto terminado.(Aún no está en producción industrial).
El final de la reacción, sin importar el uso de los tipos de métodos mencionados anteriormente que tienen mucha sal, de acuerdo con los diferentes procesos que se pueden producir son: cloruro de sodio y acetato de sodio, sulfuro de sodio, oxalato de sodio, etc., mezcla de sal, necesaria a través de la desalinización, el uso de sal en la solubilidad en agua, generalmente con abundante lavado con agua caliente, ahora los principales equipos y formas de lavado son:
(1) Filtro de vacío de correa;Se utiliza para lavar la sal vertiendo la materia prima en una lechada con agua caliente y luego colocando la lechada uniformemente sobre una cinta filtrante rociando agua caliente desde la parte superior y aspirando la parte inferior.
(2) centrífuga horizontal: al final de la reacción de los materiales crudos en una suspensión de agua caliente para diluir la sal disuelta con agua caliente y luego mediante la separación centrífuga de líquidos y sólidos para eliminar la sal.
(3) con el filtro de presión, al final de la reacción del material crudo en la suspensión con agua caliente, en el filtro de presión, primero con vapor para soplar agua con agua caliente rociada N veces y luego con vapor para soplar agua para separar y quitar la sal.
Lavado con agua caliente para eliminar las sales disueltas, porque es necesario unir el agua caliente, al lavar, cuanto más, menor es el contenido de cenizas, y viceversa, por lo que sus cenizas están directamente relacionadas con la cantidad de agua caliente, el uso industrial en general. El producto si el control de cenizas es inferior al 1% UTILIZA agua caliente 10 toneladas, si el control es inferior al 5% necesitará aproximadamente 6 toneladas de agua caliente.
La demanda química de oxígeno (DQO) de las aguas residuales de éter de celulosa es tan alta como 60 000 mg/L, el contenido de sal también es superior a 30 000 mg/L, por lo que el tratamiento de dichas aguas residuales debe tener un costo muy alto, debido a que el alto contenido de sal es directo. La bioquímica es difícil, de acuerdo con los requisitos nacionales actuales de protección ambiental, no se permite que el tratamiento se diluya. La solución fundamental es eliminar la sal por destilación.Por lo tanto, una tonelada más de lavado con agua hirviendo producirá una tonelada más de aguas residuales.Según la tecnología MUR actual con alta eficiencia energética, evaporación y eliminación de sal, el costo integral de cada tratamiento de 1 tonelada de agua concentrada de lavado es de aproximadamente 80 yuanes, y el costo principal es el consumo integral de energía.
4. Influencia del contenido de cenizas en la retención de agua de HPMC de hidroxipropilmetilcelulosa
HPMC desempeña principalmente tres funciones: retención de agua, espesamiento y construcción conveniente en materiales de construcción.
Retención de agua: aumenta el tiempo de apertura del material de retención de agua y favorece completamente su hidratación.
Espesamiento: la celulosa se puede espesar hasta obtener una suspensión, de modo que la solución permanezca uniforme hacia arriba y hacia abajo en la función de suspensión antiflujo.
Construcción: la celulosa tiene efecto lubricante, puede tener una buena construcción.HPMC no interviene en cómo se producen las reacciones químicas, sino que sólo desempeña un papel de apoyo.La más importante es la retención de agua, que afecta la homogeneidad del mortero y luego afecta las propiedades mecánicas y la durabilidad del mortero endurecido.El mortero se divide en mortero de mampostería y el mortero de enlucido son dos partes importantes de los materiales de mortero, la aplicación importante del mortero de mampostería y el mortero de enlucido es la estructura de mampostería.Como un bloque en la aplicación en el proceso de los productos está en estado seco, para reducir el bloque seco de la fuerte absorción de agua del mortero, la construcción adopta el bloque antes de la humectación previa, para bloquear cierto contenido de humedad y mantener la humedad en el mortero. Para bloquear la absorción excesiva del material, se puede mantener la hidratación normal del material gelificante interno, como el mortero de cemento.Sin embargo, factores como los diferentes tipos de bloques y el grado de prehumedecimiento en el sitio afectarán la tasa de pérdida de agua y la pérdida de agua del mortero, lo que traerá problemas ocultos a la calidad general de la estructura de mampostería.El mortero con excelente retención de agua puede eliminar la influencia de los materiales del bloque y los factores humanos y garantizar una suficiente homogeneidad del mortero.
La influencia de la retención de agua en la propiedad de endurecimiento del mortero se refleja principalmente en la influencia en el área de interfaz entre el mortero y el bloque.Como el mortero con poca retención de agua pierde agua rápidamente, el contenido de agua del mortero en el área de la interfaz es obviamente insuficiente y el cemento no puede hidratarse completamente, lo que afecta el desarrollo normal de la resistencia.La fuerza de unión de los materiales a base de cemento depende principalmente del efecto de anclaje de los productos de hidratación del cemento.La hidratación insuficiente del cemento en el área de la interfaz reduce la fuerza de unión de la interfaz y aumenta el fenómeno de cavitación y agrietamiento del mortero.
Por lo tanto, se elige el más sensible al requisito de retención de agua construyendo tres lotes de la marca K de diferente viscosidad, a través de diferentes formas de lavado para que aparezca el mismo contenido de cenizas esperado del lote número dos, y luego de acuerdo con el método de prueba de retención de agua común actual (método de papel de filtro). ) en el mismo número de lote, diferente contenido de cenizas de la retención de agua de tres grupos de muestras, las específicas de la siguiente manera:
4.1 Método experimental para probar la tasa de retención de agua (método del papel de filtro)
4.1.1 Instrumentos y equipos de aplicación
Mezcladora de cemento, probeta graduada, balanza, cronómetro, recipiente de acero inoxidable, cuchara, molde anular de acero inoxidable (diámetro interior φ 100 mm× diámetro exterior φ 110 mm× alto 25 mm, papel de filtro rápido, papel de filtro lento, placa de vidrio.
4.1.2 Materiales y reactivos
Cemento Portland ordinario (425#), arena estándar (a través de agua limpia sin arena de barro), muestras de producto (HPMC), agua limpia para experimentos (agua del grifo, agua mineral).
4.1.3 Condiciones de análisis experimental
Temperatura de laboratorio: 23±2 ℃;Humedad relativa: ≥ 50%;La temperatura del agua del laboratorio es de 23 ℃ como temperatura ambiente.
4.1.4 Método experimental
Coloque la placa de vidrio en la plataforma de operación, coloque el papel de filtro lento (peso: M1) sobre ella y luego coloque un papel de filtro rápido sobre el papel de filtro lento y luego coloque el molde de anillo de metal sobre el papel de filtro rápido (el anillo El molde no deberá exceder el papel de filtro rápido circular).
Pesar con precisión cemento (425#) 90 g;Arena estándar 210 g;Producto (muestra) 0,125g;Vierta en un recipiente de acero inoxidable, mezcle bien (mezcla seca) y reserve.
Use una mezcladora de pasta de cemento (la olla y la paleta están limpias y secas, cada experimento después de una limpieza profunda, seque una vez, reserve).Use una probeta para medir 72 ml de agua limpia (23 ℃), primero viértala en la olla para revolver, luego vierta los materiales preparados y déjela en remojo durante 30 s;Al mismo tiempo, levante la olla a la posición de mezclado, encienda la batidora y revuelva a baja velocidad (agitación lenta) durante 60 s;Deténgase durante 15 segundos, raspe la lechada de material en la pared de la olla y introduzca la cuchilla en la olla;Continúe revolviendo rápidamente durante 120 s hasta detenerse.Vierta todo el mortero mezclado en el molde de aros de acero inoxidable rápidamente y cronometre desde el momento en que el mortero hace contacto con el papel de filtro rápido (presione el cronómetro).2 min después, girar el molde anular y sacar el papel de filtro crónico para pesar (peso: M2).Realice un experimento en blanco según el método anterior (el peso del papel de filtro crónico antes y después del pesaje es M3, M4)
El método de cálculo es el siguiente:
Donde, M1 es el peso del papel de filtro crónico antes del experimento de muestra;M2: peso del papel de filtro crónico después del experimento de muestra;M3: peso del papel de filtro crónico antes del experimento en blanco;M4: peso del papel de filtro crónico después del experimento en blanco.
4.1.5 Precauciones
(1) La temperatura del agua limpia debe ser de 23 ℃ y el pesaje debe ser preciso;
(2) Después de mezclar, retire la olla y revuelva uniformemente con una cuchara.
(3) el molde debe ser rápido y el lado del mortero debe estar plano y sólido;
(4) Asegúrese de cronometrar el mortero en el momento del contacto con el papel de filtro rápido, no vierta el mortero sobre el papel de filtro externo.
4.2 la muestra
La influencia de la retención de agua proviene principalmente de la viscosidad, y una viscosidad alta será peor que una retención alta de agua.La fluctuación del contenido de cenizas en el rango de 1%~5% casi no afecta su tasa de retención de agua, por lo que no afectará el uso de su rendimiento de retención de agua.
5. Conclusión
Para que la norma sea más aplicable a la realidad y se ajuste a la tendencia cada vez más severa de conservación de energía y protección ambiental, se sugiere que:
El estándar industrial de HPMC de hidroxipropilmetilcelulosa se divide en grados en el control de cenizas, tales como: cenizas de control de nivel 1 <0,010, cenizas de control de nivel 2 <0,050.De esta forma, los productores pueden elegir por sí mismos y los usuarios pueden tener más opciones.Mientras tanto, los precios se pueden fijar basándose en el principio de alta calidad y precio competitivo, a fin de evitar el fenómeno de confusión en el mercado.Lo más importante es la conservación de energía y la protección del medio ambiente, para que la producción de productos y el medio ambiente sean más amigables y armoniosos.
Hora de publicación: 14 de enero de 2022