กระบวนการผลิตไฮดรอกซีเอทิลเมทิลเซลลูโลส (HEMC)

1. กระบวนการผลิต

1.1 การเตรียมวัตถุดิบ

HEMC ผลิตขึ้นจากเซลลูโลสจากพืชธรรมชาติและเมทิลคลอไรด์ (CH) เป็นหลัก₃Cl), เอทิลีนออกไซด์ (C₂H₄O), โซเดียมไฮดรอกไซด์ (NaOH) และวัตถุดิบอื่นๆ

เซลลูโลส: เยื่อไม้หรือเยื่อฝ้ายมักถูกใช้เป็นวัตถุดิบหลัก ซึ่งต้องมีความบริสุทธิ์สูงและมีสิ่งเจือปนน้อย เพื่อให้มั่นใจในคุณภาพของผลิตภัณฑ์

สารเพิ่มความเป็นด่าง (NaOH): ใช้เพื่อกระตุ้นการทำงานของเซลลูโลสและเพิ่มประสิทธิภาพการเกิดปฏิกิริยา

สารทำให้เกิดอีเทอร์ (CH₃Cl และ C₂H₄O): เติมหมู่เมทิลและหมู่ไฮดรอกซีเอทิลตามลำดับ เพื่อให้เซลลูโลสเกิดปฏิกิริยาการแทนที่ ส่งผลให้ความสามารถในการละลายน้ำและคุณสมบัติเชิงฟังก์ชันดีขึ้น

ตัวทำละลายอินทรีย์ (เช่น ไอโซโพรพานอล): ใช้ในการละลายสารตั้งต้น ควบคุมสภาพแวดล้อมในการเกิดปฏิกิริยา และลดปฏิกิริยาข้างเคียง

1.2 การบำบัดด้วยด่าง

หลังจากบดเซลลูโลสแล้ว จะเติมสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ในปริมาณที่เหมาะสม และทำการบำบัดด้วยด่างที่อุณหภูมิและความดันที่กำหนด ซึ่งโดยปกติจะใช้เวลา 30-60 นาที จุดประสงค์หลักของการบำบัดด้วยด่างคือการขยายสายโซ่โมเลกุลของเซลลูโลสและเพิ่มปฏิกิริยาของมันกับสารอีเทอร์ริฟิเคชัน กระบวนการนี้มักดำเนินการในเครื่องปฏิกรณ์แบบปิดที่มีการกวนเพื่อให้แน่ใจว่าสารละลายด่างแทรกซึมเข้าไปในเซลลูโลสอย่างสม่ำเสมอ

1.3 ปฏิกิริยาอีเทอร์ริฟิเคชัน

เซลลูโลสที่ผ่านการทำให้เป็นด่างจะทำปฏิกิริยากับรีเอเจนต์เมทิลเลชันและไฮดรอกซีเอทิลเลชัน (CH)₃Cl และ C₂H₄O) ในเครื่องปฏิกรณ์เพื่อผลิตไฮดรอกซีเอทิลเมทิลเซลลูโลส สภาวะของปฏิกิริยามีดังนี้:

อุณหภูมิ: 60-90°C

แรงดัน: 0.5-1.5 MPa

ระยะเวลา: 2-5 ชั่วโมง

ในระหว่างปฏิกิริยา ปฏิกิริยาเมทิลเลชันและไฮดรอกซีเอทิลเลชันเกิดขึ้นพร้อมกัน ทำให้ส่วนไฮดรอกซิล (-OH) ของเซลลูโลสถูกแทนที่ด้วยเมทิล (-OCH)₃) และไฮดรอกซีเอทิล (-OCH₂CH₂(OH) ซึ่งทำให้คุณสมบัติการละลายและความหนืดเปลี่ยนแปลงไป เพื่อปรับปรุงระดับการแทนที่ (ค่า DS และ MS) โดยทั่วไปจำเป็นต้องปรับลำดับและสัดส่วนของการเติมสารอีเทอร์ริฟิเคชันให้เหมาะสม