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《羟丙基甲基纤维素的生产工艺及应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、1产品概况纤维索醴是一类重要的水溶性高分子化合物，是以天然纤维索(«纤维索，包括棉短绒或木桨粕)经过碱化、瞇化反应而生成的一系列产品的总称。纤维索瞇分为离子型和非离子型两类产品，离子型产品主要是竣卩基纤维素(CHC)，非离子型产品包括卬基纤维素(HC)、径丙基甲基纤维素(IIPMC)、乙基纤维素(EC)、轻乙基纤维素(HEC)、轻丙基纤维素(HPC)等。I1PMC属水溶性非离子型纤维素瞇是卬基纤维素(HC)中部分卬氧基被疑丙氧基置换时得到的产物。HPMC为白色粉末，无味，无臭，无毒，在人体内完全无变化而排出体外。该品易溶于水，但不溶于热水。水溶液为无色透明粘稠物。HPMC具有优良的增稠、乳
2、化、成膜、分散、保护胶体、保持水分、粘合、耐酸碱，抗酶等性能，广泛用于建筑、涂料、医药、食品、纺织、油田、化妆品、洗涤剂、陶瓷、油堪及化学聚合反应过程中。1生产工艺1IPMC制造主要山棉绒碱处理、疑内基化、卩基化等三个反应來完成的。在近几年出现的各种技术方只仅仅集中在完善与改进各个单元操作方面。一般都用棉绒为原料，用50%的氢氧化钠水溶液进行碱性处理,得到纤维索钠盐，在进行拜丙基化和甲基化操作。最近常用的胫丙基化试剂是氧化丙烯，而在70年代也有川丙醇作拜丙基化试剂的报道。甲基化试剂-•般都采用氯甲烷，在早期也有用浣甲烷、硫酸二甲酯的报道。评价：HPMC性能的指标是甲基取代度，瞇化效率，聚合
3、度，粘度等。各种新工艺方法的出现，均是用绕着改进某些工艺路线，捉高某些指标水平而进行的。纤维素瞇类生产工艺仃其共性，即耕制棉或木浆经液体烧碱浸渍，压榨除去多余的碱液，得到碱纤维素，再加入溶剂，魅化剂,在一定温度、压力下进行瞇化反应，反应终点以所需魅化度为准，然后经中和洗涤、干燥,粉碎等得成品。HPMC的生产采用氯甲烷和环氧丙烷作为髓化剂，其化学反应方程是：Rcell-0H+NaOH+CH3C1+CH20CHC1I3->Rcell-0-CH20HCHCH3+NaCl+H20储化工艺大体上可分为两大类，一类是一步蘇化法，即使帑丙基化反应和甲基化反应同时进行，这是早期采用的方法，仍然是现在制备H
4、PMC的匝要方法。另一类是分步储化法，即将轻丙基化操作和甲基化操作分开进行，这样得到的产品某些指标较好。1.1一步醵化法实例1：粉末状棉纸与50%氢氧化钠水溶液在60°C时混合，在反应器压力为2.26X10愉d情况下，连续通入环氧丙烯。在通过组成为52%卬瞇，43%氯卬烷与5%环氧丙烷混介气体。再次加入50%氢氧化钠溶液,并混合Z。继续通入氯丙烷，在80°C反映lh。反应产物径丙基卬基纤维素的卬基取代度为20.2%,疑丙基取代度为25.4%,不溶物<0.05%o在反应中，氯甲烷的转化率为53.8%,环肉甲烷的转化率为42.6%。实例2：将粉末状纤维索，50%氢氧化钠水溶液，氧化内烯和氯甲烷
5、依次加入反应器，在80°C保持30min,斥力维持在2.O7.iPa.反应产物1IPMC,具有甲基取代度为27.5%,轻内•基取代度为6.5%,粘度为14,OOOCp(2%水溶液)。实例3：将50%蛍氧化钠水溶液喷洒在棉绒上，并加热到85eC,加入氧化肉烯、氯甲烷，继续加热，玄到反应完全。结果可得含冇甲基取代度为17.0%,起丙基取代度为24.8%的强内基甲基纤维素。在反应中，屮基转化率为37.8%,氧化丙烯转化率为26.2%o1.2分步醸化法实例4：首先使纤维素粉末与氧化丙烯在氮气流中反映3h,反应温度为30〜60°C。然片再用氯屮烷处理5h,反应温度为35〜80°Co得到轻丙基取代度
6、为23.5%的疑丙棊屮棊纤维素实例5：先使碱性纤维素粉末与氧化内烯在卤代坯存在时发生反应，然后再在氢氧化钠存在下，与氯甲烷反应得到释丙基甲基纤维索。该反应中，氧化丙烯与氯甲烷的转化率分别是42.6%与41.0%。生产HPMC的关键设备是反应器、干燥器、造粒机、粉碎机等。生产HPMC的主要原材料是精制棉、氢氧化钠、氯甲烷、环氧丙烷等。消耗定额见下表。表3原材料消耗定额一览表名称规格单耗(吨产品)精制棉含水W6%0.931氢氧化钠>50%1.15t氯甲烷299%0.75t环氧丙烷299%0.25t2性质水溶性:HPMC是水溶性高分子之一，其水溶性与甲氧基的含量有关，当甲氧基含最低时,能溶于强碱
7、、无热力学胶凝点。随着甲氧基含最的升高，其对水的溶胀性显得更为嫩感，并能溶于稀碱、弱碱。当甲氧基含量＞38°C时,则能溶于水,并且还能溶于卤代坯。如果将高碘酸加入HPMC时,则IIPMC会迅速在水中分散，而不至于产牛难溶的结块性物质。这主要应归功于髙碘酸貝有分散糖元上处于邻位的二疑基Z故。毒性：大量的动物喂养实验表明，I1PMC1U性我微。I1PMC按疑内基取代度的大小，町分为高取代度(H-HPMC),中取代度(M-HP
