羥乙基纖維素
羥乙基纖維素(HEC) 是一種白色或淡黃色，無味、無毒的纖維狀或粉末狀固體，由堿性纖維素和環(huán)氧乙烷（或氯乙醇）經(jīng)醚化反應(yīng)制備，屬非離子型可溶纖維素醚類。由于HEC 具有良好的增稠、懸浮、分散、乳化、粘合、成膜、保護(hù)水分和提供保護(hù)膠體等特性，已被廣泛應(yīng)用在石油開采、涂料、建筑、醫(yī)藥食品、紡織、造紙以及高分子聚合反應(yīng)等領(lǐng)域。
基本信息 編輯本段
中文名稱：羥乙基纖維素
中文同義詞：2-羥乙基醚纖維素；2-羥乙基纖維素；氫氧乙基纖維素；纖維素羥乙基醚
英文名稱：HEC、Hydroxyethyl Cellulose
英文同義詞：Hydroxyethyl cellulose ether; Hydroxyethyl ether cellulose; Natrosol; Natrosol 240JR; Natrosol 250 H; Natrosol 250 HHR; Natrosol 250 M; Natrosol L 250; Natrosol LR
CAS：9004-62-0
MDL：MFCD00072770
InChI：1S/C4H10O2S2/c5-1-3-7-8-4-2-6/h5-6H,1-4H2
常用分類：
理化性狀 編輯本段
9004-62-0 結(jié)構(gòu)式
分子式：C2H6O2·x
熔點：288-290℃（dec.）
密度：0.75 g/mL at 25℃（lit.）
軟化溫度：135-140℃
表現(xiàn)密度：0.35-0.61g/ml
分解溫度：205-210℃ ;燃燒速度較慢
平衡含溫量：23℃ ;50%rh時6%,84%rh時29%
溶解度：H2O：≤5 wt. % at 20℃易溶于水。不溶于一般有機溶劑。具有增稠、懸浮、粘合、乳化、分散、保持水分等性能。可制備不同粘度范圍的溶液。對電解質(zhì)具有異常好的鹽溶性。
Form：powder
Merck：4673
外觀性狀：白色至淡黃色纖維狀或粉狀固體，無毒、無味、易溶于水。不溶于一般有機溶劑。
PH值在2-12范圍內(nèi)粘度變化較小，但超過此范圍粘度下降。具有增稠、懸浮、粘合、乳化、分散、保持水分及保護(hù)膠體等性能。可制備不同粘度范圍的溶液。常溫常壓下不穩(wěn)定，避免濕，熱，高溫，對電介質(zhì)具有異常好的鹽溶性，其水溶液中允許含有高濃度的鹽類而穩(wěn)定不變。
制備方法 編輯本段
1、堿纖維素是一種天然高分子，每一個纖維基環(huán)上含有三個羥基，最活潑羥基反應(yīng)，生成羥乙基纖維素。將原料棉短絨或精制粕漿浸泡于30%的液堿中，半小時后取出壓榨。壓榨到含堿水比例達(dá)1：2.8，進(jìn)行粉碎。粉碎的堿纖維素投入反應(yīng)釜中，密閉，抽真空，充氮，重復(fù)抽真空充氮將釜內(nèi)空氣完全置換。壓入預(yù)冷的環(huán)氧乙烷液體，反應(yīng)釜夾套通入冷卻水，控制25℃左右反應(yīng)2h，得羥乙基纖維素粗品。粗品用酒精洗滌，加乙酸中和至pH4-6，再加乙二醛交聯(lián)老化。然后用水洗滌，離心脫水，干燥，磨粉，得羥乙基纖維素。原料消耗（kg/t）：棉短絨或低粕漿：730-780、液堿（30%）：2400、環(huán)氧乙烷：900、酒精（95%）：4500、醋酸：240、乙二醛（40%）：100-300。
2、氣相法：氣相法是在反應(yīng)過程中添加添加劑或稀釋劑，堿纖維和EO在氣相中反應(yīng)。將棉纖維在18.5%的NaOH液中浸漬、活化，然后壓榨、粉碎后置于反應(yīng)器中。將反應(yīng)器抽成真空，充氮2次，加入EO，在真空度90.64kPa、27～32℃反應(yīng)3～3.5h可得。
3、液相法：液相法是在稀釋劑存在下進(jìn)行醚化反應(yīng)。棉短絨經(jīng)堿化、壓榨后，在稀釋劑存在下，與EO在20～60℃下反應(yīng)1～3h，得到羥乙基纖維素粗品。常用的稀釋劑有丙酮、異丙醇、叔丁醇或它們的混合物。產(chǎn)物在稀釋劑中保持不溶。
氣相法與液相法兩種生產(chǎn)工藝需預(yù)先制備堿纖維素，即將纖維素于20℃左右浸漬于18%NaOH溶液中進(jìn)行脫脂，醚化反應(yīng)后，經(jīng)過中和、洗滌、干燥、粉碎，獲得最終產(chǎn)品。
常用指標(biāo) 編輯本段
摩爾取代度（M.S）：1.8-2.0
水份（%）：≤10
水不溶物（%）：≤0.5
PH值：6.0-8.5
重金屬（ug/g）：≤20
灰分（%）：≤5
粘度（mpa.s）2% 20℃水溶液：5－60000
鉛（%）：≤0.001
上下游 編輯本段
上游原料：乙醇-->氮-->異丙醇-->曙光紅(四溴熒光素)-->乙二醛-->堿纖維素
下游產(chǎn)品：可發(fā)性聚苯乙烯、X8307各色乙酸乙烯乳膠漆、B878膨脹型丙烯酸乳膠防火涂料
用作膠黏劑、表面活性劑、膠體保護(hù)劑、分散劑、乳化劑及分散穩(wěn)定劑等。在涂料、油墨、纖維、染色、造紙、化妝品、農(nóng)藥、選礦、采油及醫(yī)藥等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。
1、一般用作增稠劑、保護(hù)劑、粘合劑、穩(wěn)定劑以及制備乳劑、凍膠、軟膏、洗劑、清眼劑、栓劑和片劑的添加劑，亦用作親水凝膠、骨架材料、制備骨架型緩釋制劑，還可用于食品方面作穩(wěn)定劑等作用。
2、用于紡織工業(yè)的上漿劑、電子及輕工部門的粘接、增稠、乳化、穩(wěn)定等助劑。
3、用作水基鉆井液及完井液的增稠劑和降濾失劑，在鹽水鉆井液中增稠效果明顯。也可作油井水泥的降濾失劑。可與多價金屬離子交聯(lián)成凝膠。
4、本品用于壓裂法開采石油水基凝膠壓裂液，聚苯乙烯和聚氯乙烯等聚合的分散劑。亦可作油漆工業(yè)乳膠化增稠劑，電子工業(yè)濕敏電阻，建筑業(yè)水泥阻凝劑和水分保持劑。陶瓷工業(yè)上釉及牙膏粘合劑。還廣泛用于印染、紡織、造紙、醫(yī)藥、衛(wèi)生、食品、卷煙、農(nóng)藥及滅火劑等方面。
5、作表面活性劑，膠體保護(hù)劑，氯乙烯、醋酸乙烯等乳液取合用的乳化穩(wěn)定劑，以及乳膠的增粘劑、分散劑、分散穩(wěn)定劑等。廣泛應(yīng)用于涂料、纖維、染色、造紙、化妝品、醫(yī)藥、農(nóng)藥等方面。在石油開采、機械行業(yè)也有許多用處。
6、羥乙基纖維素在藥物固體、液體制劑中具有表面活性、增稠、懸浮、粘合、乳化、成膜、分散、保水及提供保護(hù)作用。
7、用于開采石油水基凝膠壓裂液、聚氯乙烯和聚苯乙烯等聚合的分散劑。也可作為油漆工業(yè)乳膠化增稠劑、建筑工業(yè)中的水泥阻凝劑和水分保持劑、陶瓷工業(yè)中的上釉劑和牙膏膠黏劑。還廣泛應(yīng)用于印染、紡織、造紙、醫(yī)藥、衛(wèi)生、食品、卷煙和農(nóng)藥等工業(yè)領(lǐng)域。
1、 HEC可溶于熱水或冷水，高溫或煮沸不沉淀，使它具有大范圍的溶解性和粘度特性，及非熱凝膠性；
2、 本身非離子型可與大范圍內(nèi)的其他水溶性聚合物，表面活性劑、鹽共存，是含高濃度電介質(zhì)溶液的一種優(yōu)良的膠體增稠劑；
3、 保水能力比甲基纖維素高出一倍，具有較好的流動調(diào)節(jié)性；
4、 HEC的分散能力與公認(rèn)的甲基纖維素和羥丙基甲基纖維素相比分散能力最差，但保護(hù)膠體能力最強。
直接在生產(chǎn)時加入
1．于備有高應(yīng)切攪拌器的大桶中加入凈水。
2．開始低速不停地攪拌亦慢慢把羥乙基纖維素均勻篩入溶液中。
3．繼續(xù)攪拌至所有顆粒物濕透。
4．然后加入防霉劑，堿性添加劑等如顏料、分散助劑、氨水。
5．?dāng)嚢柚了辛u乙基纖維素完全溶解（溶液粘度明顯增加）才加入配方中其他組份，研磨至成品為止。
配備母液候用
此法是先配備濃度較高之母液，然后再加入乳膠漆中。此法優(yōu)點是有較大的靈活性，可以直接加入漆成品中，但應(yīng)適當(dāng)貯存。步驟與方法1中1－4部相似，不同之處是無須高拌至完全溶解成粘稠溶液。
配成粥狀物候用
由于有機溶劑對羥乙基纖維素來說是不良溶劑，因此可用這些有機溶劑來配備粥狀物。最常用之有機溶劑是漆配方中的有機液體如乙二醇、丙二醇和成膜劑（如乙二醇或二乙二醇丁基醋酸脂）。冰水亦是不良溶劑，故冰水亦常與有機液體一起，用于配備粥狀物。粥狀物之羥乙基纖維素可直接加入漆中，在粥狀時羥乙基纖維素已被兗分泡漲。當(dāng)加入漆中后，便馬上溶解，并起增稠作用。加入后仍須不斷攪拌直至羥乙基纖維素完全溶解，均勻為止。一般粥狀物是用六份有機溶劑或冰水與一份羥乙基纖維素混合成，約6－30分鐘后，羥乙基纖維素便水解并明顯地發(fā)漲。夏季時一般水溫度太高，不宜用配備粥狀物。
由于經(jīng)表面處理的羥乙基纖維素是粉狀或纖維素固體，只要注意下列事項，則很容易操作并使之溶于溶水中。
1、在加入羥乙基纖維素前和后，均必須不停地攪拌，直至溶液完全透明澄清為止。
2、必須慢慢篩入攪拌桶內(nèi)，切勿大批或把已結(jié)成塊狀和球狀的羥乙基纖維素直接加入攪拌桶內(nèi)。
3、水溫和水中的PH值對羥乙基纖維素的溶解有明顯的關(guān)系，須特別注意。
4、千萬不要在羥乙基纖維素粉末被水溫透前加入一些堿性物質(zhì)于混合物中。在溫透后才提高PH值則有助于溶解。
5、盡可能范圍內(nèi)，提早加入防霉劑。
6、使用高粘度型號羥乙基纖維素時，母液之濃度不可高于2.5-3%，否則母液難于操作。經(jīng)過后處理的羥乙基纖維素，一般不容易形成塊狀或球狀，亦不會加入水后形成難溶球狀膠體。
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