Хидроксиетил метил целулоза (HEMC) је нејонски целулозни етар који се широко користи у грађевинарству, премазима, керамици, медицини, прехрамбеној и другим индустријама. ХЕМЦ има добру растворљивост у води, згушњавање, задржавање воде, формирање филма и својства везивања, и игра важну улогу у сувим мешавинама малтера, латекс бојама, детерџентима и другим областима.
1. Производни процес
1.1 Припрема сировина
ХЕМЦ се углавном припрема од природне биљне целулозе, метил хлорида (CH₃Cl), етилен оксид (C₂H₄O), натријум хидроксид (NaOH) и друге сировине.
Целулоза: Дрвена пулпа или памучна пулпа се често користи као главна сировина, што захтева високу чистоћу и мало нечистоћа како би се осигурао квалитет производа.
Алкализатор (NaOH): користи се за активирање целулозе и побољшање реакционе активности.
Етерификационо средство (CH₃Cl и C₂H₄О): обезбеђују метил и хидроксиетил групе респективно, тако да целулоза подлеже реакцији супституције, побољшава растворљивост у води и функционална својства.
Органски растварач (као што је изопропанол): користи се за растварање реактаната, контролу реакционог окружења и смањење нежељених реакција.
1.2 Третман алкализацијом
Након што се целулоза уситни, додаје се одговарајућа количина раствора натријум хидроксида и врши се третман алкализације на одређеној температури и притиску, што обично траје 30-60 минута. Главна сврха алкализације је проширење молекуларног ланца целулозе и побољшање њене реактивности са етерификујућим средством. Овај процес се обично изводи у затвореном реактору уз мешање како би се осигурало да алкални раствор равномерно продре у целулозу.
1.3 Реакција етерификације
Алкализована целулоза реагује са реагенсима за метилацију и хидроксиетилацију (CH₃Cl и C₂H₄О) у реактору за производњу хидроксиетил метил целулозе. Реакциони услови укључују:
Температура: 60-90°C
Притисак: 0,5-1,5 МПа
Време: 2-5 сати
Током реакције, реакције метилације и хидроксиетилације се одвијају истовремено, тако да се хидроксилни (-OH) део целулозе замењује метилом (-OCH₃) и хидроксиетил (-OCH₂CH₂OH), чиме се мења његова растворљивост и својства згушњавања. Да би се побољшао степен супституције (вредности DS и MS), обично је потребно оптимизовати редослед и пропорцију додавања средства за етерификацију.
1.4 Неутрализација и прање
Након што је реакција завршена, систем и даље садржи нереаговану алкалију, растварач и нуспроизводе (као што је NaCl). Стога су потребни неутрализација и испирање:
Неутрализација: Користите киселину (као што је сирћетна киселина) да неутралишете алкалије у систему и подесите pH вредност на 6-8.
Прање: Користите велику количину вруће воде или воденог раствора етанола да бисте више пута испрали целулозу како бисте уклонили нереаговане супстанце и нуспроизводе, смањили садржај нечистоћа и побољшали чистоћу производа.
1.5 Сушење и дробљење
Након прања, HEMC и даље садржи велику количину влаге и потребно га је осушити. Уобичајене методе сушења су:
Сушење протоком ваздуха: коришћење брзог врућег ваздуха за сушење влажног HEMC-а, са високом ефикасношћу и погодно за производњу великих размера.
Вакуумско сушење: загревање и сушење под ниским притиском, што може ефикасно спречити разградњу целулозе и погодно је за производе високог квалитета.
Након сушења, HEMC се дроби помоћу пулверизатора, а величина честица се контролише просејавањем како би се постигла потребна финоћа производа (обично 80-120 меша).
2. Контрола квалитета
Контрола квалитета HEMC-а углавном обухвата следеће индикаторе:
Степен супституције (DS и MS): одређује растворљивост и вискозност, генерално DS је између 1,1-2,0, а MS је између 0,1-0,5.
Садржај влаге: обично је потребно да буде≤5%.
Вискозност: за различите области примене потребне су различите степени вискозности (као што је 400-100.000 mPa·с).
Чистоћа: захтева низак садржај пепела, уклањање резидуалних растварача и осигуравање да нема мириса.
3. Главне области примене
Грађевински материјали: користе се у цементном малтеру, праху за кит, лепку за плочице, за побољшање задржавања воде и грађевинских перформанси.
Индустрија премаза: користи се у латексним бојама и фарбама, како би се обезбедила добра реологија и отпорност на слегање.
Лекови и храна: као згушњивач и емулгатор, у складу са стандардима прехрамбене класе или фармакопеје.
TheХЕМЦ Производни процес обухвата алкализацију, етерификацију, неутрализацију, прање, сушење и дробљење. Оптимизација параметара процеса и побољшање степена супституције и чистоће производа су кључеви за побољшање перформанси HEMC-а. Са све већим захтевима за заштиту животне средине и зелену производњу, производња HEMC-а ће у будућности посветити више пажње уштеди енергије и смањењу емисија и примени зелених растварача.
Време објаве: 08. мај 2025.