羟乙基纤维素的合成及应用.doc

羟乙基纤维素的合成及应用羟乙基纤维素的合成及应用羟乙基纤维素(HEC)是一种非离子型的水溶性纤维素醚。外观为白色至淡黄色的无毒、无味纤维状或粉末状固体。被广泛应用于石油开采、日用化工、建筑、涂料、高分子聚合等领域,近年来在医药方面的应用也越来越得到重视。,将纤维素于20℃左右浸渍于18%(质量)左右的NaOH中脱脂、醚化反应后经过中和、洗涤、干燥、粉碎,获得最终产品。合成HEC的主要反应方程式如下:碱活化反应[C6H7O2(OH)3]n+nNaOH[C6H7O2(OH)2ONa]n+nH2O该反应先在纤维素分子中葡萄糖单元的伯羟基然后在仲羟基上发生碱化,使纤维素分子间的氢键力减弱或被破坏,碱化后的纤维素溶解于高浓度的碱液中。,随即发生醚化反应:OC6H7O2(OH)2OH·NaOH+CH2CH2C6H7(OH)2OCH2CH2OH醚化的产物可以和环氧乙烷进一步反应,或使侧链增长,或使侧链数目增加。气相法气相法又分为直接气固法和真空气固法。①直接气固法制HEC的生产过程:棉纤维脱脂、挤干,与环氧乙烷在44~46℃下直接反应1~2小时制取。该法过程简单,但产品粘度太低。②真空充氮气固法制取HEC的生产过程:把反应器抽成真空,充氮两次,加入环氧乙烷,×104Pa、27-32℃下反应3~。此法虽然生产过程简单,但环氧乙烷消耗量大,反应时间较长,最终产品成本高。工艺框图见图1。NaOHN2EO醚化粉碎压榨浸渍棉纤维素醇洗离心分离干燥粉碎成品图1真空充氮气固法生产HEC工艺流程图(2)液相法碱化与活化:将棉絮剪碎后,用2%的NaOH蒸煮60min,再加80℃水洗涤3~4次,然后烘干;碱化后的棉絮用18%NaOH浸渍,活化温度25-40℃,30min后压榨出碱液;醚化:将活化的羟乙基纤维素加入稀释剂中(常用的稀释剂有***、异丙醇、叔丁醇或它们的混合物,产物在稀释剂中保持不溶),而后加入环氧乙烷。反应一定时间后,用乙酸中和反应物至PH值6~7;然后加入乙醇进行洗涤3~4次脱盐;m(棉纤维):m(乙醇)=1:10;最后挤出产品的液体,然后将产品在70℃干燥5~8h,即得产品羟乙基纤维素。其工艺框图见图2EO醚化压榨碱化棉纤维成品粉碎干燥洗涤中和洗涤溶剂溶剂醋酸图2液相法生产HEC工艺流程图液相法生产HEC的成本低,产品质量高,生产过程易于控制,目前大多数生产厂都采用此工艺。,成本高。目前已趋向淘汰;两步液相法相对于气相法原料单耗有所降低,但是碱化时耗碱过多,废碱液的处理排放仍然是一大难题。因此开发HEC生产的新工艺,简化工艺流程,降低环氧乙烷消耗量,缩短反应时间,提高产品质量,具有重要的现实意义。而近几年来,超声波作为一种新的能量形式用于有机化学反应,不仅使很多以往不能进行或难以进行的反应得以顺利进行,而且它作为一种方便、迅速、有效、安全的合成技术大大优越于传统的搅拌、外加热方法。实验结果表明,在羟乙基纤维素的合成过程中使用超声波,反应时间缩短了近1/2,所得产品完全能达到美国实验与材料协会的HRC分析方法,即ASTMD2364-89所规定的指标要求。而且反应条件简单,