一步法羟丙基甲基纤维素的制备方法 本发明属于取代的纤维素制备范围,涉及一步法羟丙基甲基纤维素的制备方法。
现有技术中,HPMC(羟丙基甲基纤维素,Hydroxypropanalmethyl cellulose)系由精制棉经碱液浸渍制得碱纤维素,再经离心去除多余的碱液,得到的碱纤维素在一定温度下老成,老成后的碱纤维素放入高压反应釜中排氧后,加入MeCl(氯甲烷,Methyl chliride)和PO(环氧丙烷,Propylene oxide)升温反应,反应结束后,回收MeCl,然后出料离心,离心后的物料再放入水洗槽中,用盐酸中和,再用水洗两次,PH值达到7时,出料、离心放入造粒机中造粒,再经粗粉碎,烘干、粉碎即得HPMC成品。
现有技术存在的缺陷:
1.因采用碱液浸渍法,消耗大量固碱,同时增加了化碱池、碱化槽等设备,操作工人劳动强度大,操作环境艰苦;生产周期长,生产效率和产量低;
2.浸渍过程中液体量小,固液比小,搅拌不易均匀,精制棉碱化不均匀,造成下一步醚化不好,不溶物增多,直接影响到产品质量。
本发明的目的,是提供一种设备少、周期短、生产效率高的一步法羟丙基甲基纤维素的制备方法。
本发明的技术方案是:
研制一种一步法羟丙基甲基纤维素的制备方法,其特征是在高压釜中加入精制棉、苛性碱、氯甲烷和环氧丙烷,升温、升压,一步完成碱化、甲基化和羟丙基化反应,经后处理得羟丙基甲基纤维素成品。
上述方法的原料配比为:
精制棉∶苛性碱∶氯甲烷∶环氧丙烷=1∶0.9~1.2∶6~25∶0.2~0.8,除氯甲烷用量为体积外,其余均为重量。
上述方法的反应条件是30~85℃,0.4~2.4Mpa,反应2~6h。
上述方法的后处理包括回收醚化剂,中和得粗品,粗品再经水精制。
上述方法回收醚化剂时,先从反应物料体系中分离液体回收醚化剂,再蒸馏回收醚化剂。
上述方法的中和时用醋酸或盐酸。
上述方法的苛性碱采用30-60%氢氧化钠溶液。
本发明工艺的优点是:
1.改进了碱化工艺,不是先用固碱溶解成液碱,再用过量液碱浸渍碱化的方法;而是改为加相对定量的碱液进行碱化,即在高压反应釜中加入配量的碱液和醚化剂使碱化、醚化在同一设备中进行,减少了设备投资,大大缩短了反应时间,相应降低了工人的劳动强度,洁净了操作环境,生产周期短,提高了生产效率和产量。
2.浸渍过程中除配量的碱液外,一并加入下步地醚化剂,此时它们作为溶剂使用,因而反应釜中液体量大,固液比合理,导致精制棉碱化均匀,醚化完全,取代度高而且均匀,产品质量稳定。
3.抑制了PO和MeCl的水解等副反应,减少原料消耗,降低了成本。
以下结合附图和实施例对本发明作进一步阐述:
图1是本发明的工艺流程图。
图中,原料精制棉、苛性碱液、MeCl、PO经碱化、醚化工序一步完成碱化、甲基化和羟丙基化反应(碱液回收循环套用),用醋酸或盐酸中和后得粗品,再经洗涤、造粒、烘干、粉碎、混同、包装后得成品。
实施例一
在高压釜中加入精制棉、苛性碱、氯甲烷和环氧丙烷,升温、升压,一步完成碱化、甲基化和羟丙基化反应,原料配比为:
精制棉∶苛性碱∶氯甲烷∶环氧丙烷=1∶0.9∶25∶0.2。除氯甲烷用量为体积外,其余均为重量。反应条件是30~85℃(虽然是在同一反应釜中一起完成三步反应,但实际上仍需经历碱化、甲基化和羟丙基化三个反应过程,所以温度跨度比较大),0.4~2.4Mpa,反应2~3h。后处理包括回收醚化剂,中和后得粗品,粗品再经水精制得羟丙基甲基纤维素成品。经同样方法检验,质量优于现有技术。
回收醚化剂时,先从反应物料体系中分离液体回收醚化剂,再蒸馏回收醚化剂。
中和时用醋酸,苛性碱采用50~60%氢氧化钠溶液。
实施例二
原料配比为:精制棉∶苛性碱∶氯甲烷∶环氧丙烷=1∶1.2∶6∶0.8,反应5~6h,中和时用盐酸,苛性碱采用30~40%氢氧化钠溶液。其余同实施例一。
实施例三
原料配比为:精制棉∶苛性碱∶氯甲烷∶环氧丙烷=1∶1∶15∶0.6;反应4~5h,苛性碱采用40%氢氧化钠溶液,其余同实施例一。