Как производится гидроксипропилметилцеллюлоза (HPMC)?

Гидроксипропилметилцеллюлоза, также известная как ГПМЦ. Изготавливается из хлопковой целлюлозы высокой чистоты. И он этерифицируется в щелочных условиях. Гидроксипропилметилцеллюлоза обладает способностью к загущению, отсасыванием солей, стабильностью рН и удержанием воды. Кроме того, он обладает отличной стабильностью и отличными пленкообразующими свойствами. Кроме того, он обладает широким диапазоном устойчивости к ферментам, диспергируемости и адгезии.

 

Гидроксипропилметилцеллюлоза растворима в воде и большинстве полярных соединений и соответствует соотношению этанола / воды, пропанола / воды, дихлорэтана и т. Д. Он нерастворим в эфире, ацетоне и безводном этаноле. А также растворяется в холодной воде в прозрачный или мутный коллоидный раствор. Водный раствор обладает поверхностной активностью, высокой прозрачностью и стабильными характеристиками.

 

Гидроксипропилметилцеллюлоза обладает свойствами теплового геля, а водный раствор продукта образует гелевый осадок после нагревания. А потом после остывания растворяется. Температура геля в разных спецификациях продукта отличается. Растворимость изменяется в зависимости от вязкости. Чем ниже вязкость, тем выше растворимость и различные характеристики ГПМЦ. Его свойства имеют некоторые отличия. ГПМЦ, растворенный в воде, не зависит от значения рН.

 

 

I. Как производится Гидроксипропилметилцеллюлоза?

 

Вообще говоря, процесс производства Гидроксипропилметилцеллюлозы можно разделить на две категории. Метод первой газовой фазы. И второй жидкофазный метод.

 

1. Метод жидкой фазы

 

При использовании этого метода сырьем, как правило, является рафинированный хлопок. Затем шарнирная дробилка измельчает его. Или тонкий хлопок подщелачивают и этеризируют бинарной смесью органических растворителей. Полученная масса периодически обрабатывается и гранулируется при высоких температурах.

 

Жидкофазный процесс имеет следующие преимущества.

 

Во-первых, внутреннее давление в реакционном технологическом оборудовании невелико. Таким образом, требования к производительности оборудования по давлению низкие и менее опасные.

Во-вторых, целлюлоза пропитывается раствором щелочи для расширения и полного подщелачивания однородной щелочной целлюлозы. А раствор щелочи для проникновения целлюлозы в набухание лучше.

В-третьих, реактор этерификации небольшой, а щелочная целлюлоза может равномерно набухать. Таким образом, качество продукта легко контролировать, можно получить степень замещения, а вязкость более однородна. Продукты могут быть получены с более равномерной заменой и вязкостью, а сорта могут быть изменены.

 

2. Метод паровой фазы

 

В этом методе в качестве сырья используется древесная масса. Подщелачивание и этерификация осуществляются в одном и том же реакционном оборудовании. Процесс реакции контролируется передовыми автоматическими средствами, а температуру и давление можно контролировать. После завершения реакции избыток хлорметана и побочный продукт диметиловый эфир поступают в систему рекуперации в газообразном виде. И они перерабатываются отдельно.

 

Процесс рафинирования и очистки осуществляется в ротационном фильтр-прессе непрерывного действия. Дробление производится в высокоэффективном измельчителе готовой продукции. Кроме того, он высушивается, что уменьшает избыток влаги. Кроме того, вспомогательные процессы, такие как смешивание и упаковка, также полностью автоматизированы.

 

 

II. О четырех производственных рецептурах и процессах Гидроксипропилметилцеллюлозы.

 

В соответствии с различными требованиями к показателям производительности, процесс подготовки и технология Гидроксипропилметилцеллюлозы также отличаются. Ниже приведены примеры четырех типов рецептур и процессов производства Гидроксипропилметилцеллюлозы.

 

1. Пульпотворная система состоит из смеси измельченной целлюлозы в пропорции 80, гидроксида натрия в пропорции 26 и толуола в пропорции 950.

При пропорции 106 гидроксид натрия при 50%-ной концентрации подмешивают в пульпотворную систему и нагревают в течение 30 минут. Затем метанол и вода выпариваются. После этого в пульповую систему добавляли 120 CH3X и 10 оксида пропилена и реагировали при температуре 60-120°С в течение 1,5 часов. Конечный продукт был легко растворим в воде со степенью метильзамещения 2,0 и гидроксипропилзамещения 0,1.

 

2. В кислородонепроницаемых условиях в шламовый бак добавляли измельченную целлюлозу, 50% щелок, оксид пропилена и хлорметан в соотношении 20:40:90:200. Суспензия закачивалась в реактор под давлением 1,7-1,9 МПа и температурой 80°С при постоянном помешивании в течение 30 минут каждый раз. Затем суспензия поступала на стадию промывки и очистки под давлением 1,7-1,9 МПа с получением 27,5% метокси (массовое содержание) и 6,5% гидроксипропила. Продукт легко растворялся в воде с вязкостью 14000 МПа.

Таким же образом измельченная целлюлоза, 50% щелочь, оксид пропилена и хлорметан смешивались в шламовом баке в соотношении 20:36:90:130 при давлении 1,7-1,9 МПа и температуре 80°С в реактор при постоянном перемешивании, которое занимало каждый раз около 30 минут. Полученный продукт растворяется в метаноле и содержит 20,5% метокси (по массе) и 0,5% гидроксипропила.

 

3. Продукты на основе гидроксипропилметилцеллюлозы требуются в некоторых отраслях промышленности. Например, в промышленности по загущению покрытий, спирторастворимые водорастворимые гидроксипропилметилцеллюлозные продукты. Он направлен на то, чтобы избежать использования метанола и дихлорэтана.

Растворимый в спирте и воде Гидроксипропилметилцеллюлозы представляет собой продукт Гидроксипропилметилцеллюлозы с высоким содержанием гидроксипропила. Его также можно использовать в таблетках, различных водорастворимых оболочках и безводных спиртовых растворах.

Растворимый в спирте и воде Гидроксипропилметилцеллюлозы является термопластичным и водорастворимым. Его структура характеризуется наличием 0,4-0,8 метила ДС и 1,5-1,8 гидроксипропил МС, а сумма метил ДС и гидроксипропил МС должна быть больше 1,8. Для синтеза спирторастворимой водорастворимой гидроксипропилметилцеллюлозы требуется этерификация 1,54 ед. оксида пропилена, смешанного с 0,4-0,8 частями хлорметана.

 

4. Этот производственный процесс позволяет растворять продукт гидроксипропилметилцеллюлозы в безводном этаноле.

Сначала готовят 50%-ную концентрацию рафинированного хлопкового порошка и водного раствора NaOH в соотношении 20:14. Затем добавляли оксид пропилена и хлорметан и полностью перемешивали в соотношении 80:16. Затем полностью перемешанную пасту нагревали до 60°С в течение 90 мин и реагировали в течение 5,5 ч. Наконец, конечный продукт был получен после разгрузки и последующей обработки. Степень замещения составляет 0,58 для метила и 1,58 для гидроксипропила.

 

Конечный продукт быстро растворяется в безводном этаноле. Образует прозрачный, бесцветный, вязкий раствор. Он также растворим в воде и имеет температуру геля 43°C в воде.

 

Мы разрабатываем новые технологии и процессы, отвечающие специфическим требованиям различных областей. Например, изучение непрерывных производственных процессов для HPMC. Помимо гидроксиалкилметилцеллюлозы, были разработаны и другие гибридные эфиры. Разработаны трехгрупповые водорастворимые гибридные эфиры, содержащие три заместителя. Это алкил, карбоксиметил и гидроксиалкил — например, гидроксипропилметилцеллюлоза (ГПМЦ).

 

Усовершенствованные методы Цейссера или хроматографические методы позволяют анализировать его метокси- и гидроксиалкильные группы.

 

III. В каких областях можно использовать Гидроксипропилметилцеллюлозу?

 

1. Строительная индустрия. В качестве водоудерживающего агента и замедлителя для цементного раствора для перекачки раствора. Его можно использовать для штукатурки, гипса, шпаклевки или других строительных материалов.

Он эффективен в качестве добавки к клеям для улучшения применимости и продления срока эксплуатации. Это также может уменьшить количество цемента, используемого для склеивания плитки и мрамора. А также для пластиковых украшений и для оклейки арматуры. Водоудерживающее свойство гидроксипропилметилцеллюлозы позволяет пасте не трескаться после нанесения. Потому что он слишком быстро сохнет и повышает прочность после затвердевания.

 

2. Керамическая промышленность. Широко используется в качестве связующего при изготовлении керамических изделий.

 

3. Лакокрасочная промышленность. В качестве загустителя, диспергатора и стабилизатора в лакокрасочной промышленности. Он совместим с водой или органическими растворителями в качестве средства для удаления краски.

 

4. Печать чернилами. В качестве загустителя, диспергатора и стабилизатора в чернильной промышленности, с хорошей растворимостью в воде или органических растворителях.

 

5. Пластмасс. В качестве разделительного агента для формовки, размягчителя, смазки и т. Д.

 

6. Поливинилхлорид. Используется в качестве диспергатора при производстве поливинилхлорида. И он является основным вспомогательным средством для приготовления ПВХ методом суспензионной полимеризации.

 

7. Другой. Он также используется в кожевенно-бумажной промышленности, консервировании фруктов и овощей, текстильной промышленности и т. Д.

 

8. Фармацевтическая промышленность. Материалы для покрытий, пленочные материалы, полимерные материалы с контролем скорости для медленно высвобождающихся составов, стабилизаторы, суспензионные добавки, связующее для таблеток и усилители вязкости.