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对每个取代基,醚化的总量用取代度(DS)表示。DS的范围是0~3,相当于每个脱水葡萄糖单元上羟基被醚化基团取代的数目的平均值2。对于羟烷基纤维素,取代反应会从新的自由羟基上再开始醚化,其取代程度可由MS值进行量化,即摩尔取代度。它表示加在每个脱水葡萄糖单元上的醚化剂反应物的平均物质的量。一种典型的反应物是环氧乙烷,产物具有羟乙基取代基。理论上值没有上限,如果已知每个葡萄糖环基上的取代度(DS),醚侧链的平均链长可由MS/DS得到。
一些生产商也常采用不同醚化基团(如-OCH3或-OC2H4OH)的质量分数表示取代水平和程度,而不是通过DS值和MS值。各个基团质量分数与其DS值或MS值可通过简单计算换算。
纤维素醚的种类
纤维素醚可以是单醚,也可以是混合醚,其性能有一定的差异。在纤维素大分子上有低取代的亲水性基团,如羟乙基基团,就可赋予产物一定的水溶性,而对于憎水性基团,如甲基、乙基等,只有中等取代度才能赋予产物一定的水溶性,低取代的产物在水中仅发生溶胀或能够溶解在稀碱溶液中。
随着人们对纤维素醚性能研究的深入,新型的纤维素醚及其应用领域将不断得到开发和生产。根据纤维素醚的取代基种类、电离性能和溶解性差异,可以将纤维素醚进行如下分类。
按照取代基种类,可以分为单一醚和混合醚。单一醚中又分为烷基醚(甲基纤维素、乙基纤维素、丁基纤维素)、羟烷基醚(羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、二羟丙基纤维素)及其他醚类(羧甲基纤维素、氰乙基纤维素)。混合醚中包括乙基羟乙基纤维素、甲基羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟乙基羧甲基纤维素、羟丙基羧甲基纤维素等。羟乙基纤维素的发展简史
羟乙基纤维素(HEC)是一种重要的羟烷基纤维素,是 Hubert于1920年制备成功的,也是世界范围内生产量较大的一种水溶性纤维素醚,是仅次于CMC和HPMC的产量大、发展迅速的一种重要的纤维素醚。
羟乙基纤维素工业化生产,始于30年代由美国实现。1932年 Union CarbidCo.首先实现羟乙基纤维素工业化生产,产品以 Cellosize为牌号销售。生产这种纤维素醚的醚化剂采用液体环氧乙烷,开创了纤维素醚生产新的工艺,产品几乎垄断了整个世界市场。随后,各种工艺改进的专利也不断涌现出来,至今也未见减少。
日前,世界上羟乙基纤维素生产量较大的公司集中在国外,其中以美国
Hercules、Dow等几家公司生产能力强,其次是英国、日本、荷兰、德国和俄
罗斯等。我国在1977年开始由无锡化工研究所、哈尔滨化工六厂等进行研制生
产,多年来随着我国非离子型醚工业的发展完善和市场的健全,一些纤维素生
产厂家也纷纷推出自己的HEC产品。
羟乙基纤维素的研究现状
在整个纤维素醚的生产过程中,不论原料棉纤维素,还是已经形成的纤维素醚都处于混合的多相状态下。由于搅拌方式、物料配比以及原料形态的差异,通过多相反应得到的纤维素醚从理论上讲都是不均匀的,醚基团的位置、多少以及产物纯度都是有差异的,即得到的纤维素醚在不同的纤维素大分子链上、同一条纤维大分子上不同的葡萄糖环基上以及每个纤维素环基上C(2)、C(3)和C(6上取代的数量和分布都有差异。解决不均匀性问题,是纤维素醚生产过程的关键所在。
羟乙基纤维素的制备主要分为碱化和醚化两个步骤。现代碱化工艺是将0%~70%的NaOH溶液喷到快速搅动、干混的纤维素粉末上。纤维素粉末也可用惰性有机溶剂进行浸渍,在加NaOH之前或之后,纤维素粉末再带搅拌的反应釜中由有机溶剂体系分散搅拌成浆实现纤维素的碱化。
在浸泡工艺中,持续碱化要求卷轴送料系统提供均匀连续的纤维素薄板。羟丙基甲基纤维素在高温下有哪些反应?
通常情况下,羟丙基甲基纤维素温度高于热凝胶甲基纤维素的热胶凝温度。低的热凝胶化温度,在加热过程中可以产生快速的凝胶化和凝胶化温度较低的热凝胶化需要更多的时间进行加热,冷却后返回到该溶液中的状态。例如,具有低的热凝胶化温度的化合物加入到热加工的食物,如炸肉饼,食品纹理可能会下降,因为食物食用过程中被保持在凝胶中,因此,是的。因此,羟丙基甲基纤维素此外热凝胶强度,添加到加工食品传授热凝胶效果,还必须考虑热凝胶温度。
已高的热凝胶强度的羟烷基甲基纤维素是通过以下步骤生产:添加羟烷基醚化剂,碱纤维素与羟烷基醚化剂,然后被添加到的反应产物的甲基醚化剂反应,或者步骤:添加一个羟烷基醚化剂和甲基醚化剂使未反应的60%重量)以上的羟烷基醚化剂的化学计量反应,在40%(重量或更多的甲基醚的化学计量剂然而,这种用于食品用途的羟烷基甲基纤维素,需要进一步提髙热凝胶强度和热胶凝温度。
羟丙基甲基纤维素HPMC相关知识及应用
低粘度的纤维素塍被广泛的应用于自流平。自流平是十分进步先辈的地面动工技能,全般地面在动工职员很少的环境下天然找平,与以往的手工抹平工艺比拟,平整度与动工速度都有了很大的提高。自流平干混沙浆哄騙了羟内基甲基纤维素优良的保水性,由于自流平要求拌和匀称的沙浆可以兴许在地面上自动流平,所以所用的水料比较大,加入HPMC,浇完会控制地外貌的保水性,泌水不较着,使得干燥后地面的强度较高,收缩性小,大大减少龟裂。羟丙甲纤维素的加入还提供了粘度,还可以作为抗沉淀助剂,增强流动性和泵送性,提高铺地效率。
粘结性:HPMC作为一种高性能粘结剂,运用于颜料、造纸、烟草产品和陶瓷产品。
HPMC材料可以调节指标规模宽度,粘度不同的产品应用规模也不同,低粘度的产品主要用于成膜材料,也可以作为片剂崩解剂,对于改善片剂的溶出度效果显著,例如HPMC水溶液粘度不能小于3Cp,如果小于3cp,会使包覆于 物上的包衣膜没有足够的强度,但粘度不能过大,否则无益于崩解:高粘度的产品可以作为片剂粘结剂,主要作为控释缓释制剂的辅料,口服不吸收,副作用:中粘产品主要用作助悬剂和增稠剂。
纤维素醚具有重要的性质,增稠性、杰出的水溶性、不变性、保护胶体、成膜性、粘结性能、触变性等等,正是纤维素醚有了这些个重要的性质,使得纤维素醚在石油开采、纺织、成洗涤剂采矿、造纸、食晶、医 、、漆片、建筑材料、聚合反应及航天航空等好些个的领域有着广泛的应用,有“工业味精”的美誉。
在建筑材料上,HPMC的用量很少,仅为0.1%~1%,但是所起的作用是不可代替的,可以用作漆片、灰膏、沙浆和洋灰制品的增塑剂、增精剂保水剂、引气剂和缓凝剂,起到了增长和易性、保水性或下层之间粘结力的作用。HEC产品自诞生之日起就表现出强盛的生命力,随着科技的进步,新领域的增长,HEC将会应用到更广泛的领域。从目前发展趋势看,未来几年内必将带来行业资源的整合,企业将会利用各自的优势越来越专业化,形成自己的企业优势、产品优势、品牌优势、成本优势,在经过同质化和价格打压等恶性竞争后,企业会变得越来越理性和专业化,并通过整合使其具有各自的特色和核心优势。随着技术的发展和应用市场的不断拓宽深化,在未来10年内,国内将会出现几家像美国道化学公司和赫克力士公司一样的大企业或跨国公司,并带领国内各纤维素醚企业向前发展,形成百花齐放,百家争鸣的局面。
济南瑞禾新材料科技有限公司位于四面荷花三面柳,闻名中外的“泉城”-济南。瑞禾公司从事建筑砂浆添加剂十余年,专注于对砂浆外加剂的生产研究。公司10年建厂投入生产可再分散乳胶粉(VAE),可再分散乳胶粉质量稳定,赢得了广大客户一致好评,积累了丰富的客户资源和资本;后又根据市场需求成立羟丙基甲基纤维素醚(HPMC)生产线,满足客户一站式采购需求,后面又相继投入聚乙烯醇(PVA)、预糊化淀粉等多条生产线。目前,公司已建成年产6000吨可再分散乳胶粉生产线,年产4000吨羟丙基甲基纤维素醚产业链,瑞禾公司生产的可再分散乳胶粉性能稳定,粘接抗裂效果俱佳,根据客户不同需求提供不同价位的可再分散乳胶粉;羟丙基甲基纤维素灰分低,保水率高,公司提供各种不同粘度满足客户不同的产品需求。
化学名称:羟丙基甲基纤维素(HPMC)
1.外观:HPMC为白色或类白色纤维状或颗粒状粉末,无臭。
2.性状:HPMC在无水乙醇、乙醚、丙酮中几乎不溶。在80-90℃的热水中迅速分散、溶胀,降温后迅速溶解,水溶液在常温下相当稳定,高温时能凝胶,并且此凝胶能随温度的高低与溶液互相转变。具有优良的润湿性、分散性、粘接性、增稠性、乳化性、保水性和成膜性,以及对油脂的不透性。所成膜具有优良的韧性、柔曲性和透明度,因属非离子型,可与其他的乳化剂配伍,但易盐析,溶液在PH2-12范围内稳定。
3.视密皮:0.30—0.70g/cm3,密度约13g/cm3。
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