[摘 要] 羟丙基甲基纤维素是一种国内紧缺的高科技精细化工产品,广泛应用于许多工业领域和日常生活之中。在我国加香
,这类产品的生产技术和应用开发还处于起步阶段。因此,掌握最新生产技术,并对其应用技术和市场开发提出设想就显得尤为重要。 [关键词] 羟丙基甲基纤维素;工艺技术;应用开发
羟丙基甲基纤维素是一种国内紧缺的高科技精细化工产品,是各类纤维素中用途最广、性能最优的一个品种。由于该产品具有优良的增稠、乳化、保护胶体、保持水分等性能,应用于医药制剂的薄膜包衣、缓释剂和黏合剂、石油化工、建筑、陶瓷、纺织、食品、日化、合成树脂、医药、涂料和电子等工业中。。在发达国家,HPMC 广泛应用于各个工业领域和日常生活之中,被称为“工业味精”,已经成为一种不可或缺的化学助剂。
1 产品概况
纤维素醚是一类重要的水溶性高分子化合物,是以天然纤维素经过碱化、醚化反应而生成的一系列产品的总称。纤维素醚分为离子型和非离子型两类产品,离子型产品主要是羧甲基纤维素 (CMC) ,非离子型产品包括甲基纤维素(MC) 、羟丙基甲基纤维素(HPMC) 、乙基纤维素( EC) 体验台、羟乙基纤维素(HEC) 等。
羟丙基甲基纤维素是纤维素经碱化、醚化、中和及洗涤等工艺过程得到的非离子型纤维素烷基羟烷基混合醚。HPMC属水溶性非离子型纤维素醚,是甲基纤维素(MC) 中部分甲氧基被羟丙氧基置换时得到的产物。其化学结构见图1 :
HPMC 为白粉末,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。水溶液为无透明粘稠物。作为一种性能优良的非离子型纤维素混合醚，HPMC与CMC、MC、HEC、CMHEC、HEMC、HBMC等纤维素醚一样，具有优良的增稠、乳化、成膜、分散、保护胶体、保持水分、粘合、耐酸碱,抗酶等性能, 溶于水，还能溶于70%以下的乙醇、丙酮中，具有黏合、增稠和成膜性能。
2 产品用途
1.鼻渊散建筑业：作为水泥沙浆料的保水剂、缓凝剂使沙浆具有泵送性。在抹灰浆、石膏料、腻子粉或其他的建材 作为黏合剂，提高涂抹性和延长可操作时间。 用作粘贴瓷砖、大理石、
塑料装饰，粘贴增强剂，还可以减少水泥用量。 HPMC的保水性能使浆料在涂抹后不会因干得太快而龟裂，增强硬化后强度。
2.陶瓷制造业：在陶瓷产品制造中广泛用作黏合剂。
3.涂料业：在涂料业作为增稠剂、分散剂和稳定剂，在水或有机溶剂中都具有良好相溶性。作为脱漆剂。
4.油墨印刷：在油墨业作为增稠剂、分散剂和稳定剂，在水或有机溶剂中都具有良好相溶性。
5.塑料：作成形脱模剂、软化剂、润滑剂等。
6.聚氯乙烯：聚氯乙烯生产中做分散剂，系悬浮聚合制备PVC的主要助剂。
7.其它：本品还广泛用于皮革、纸制品业、果蔬保鲜和纺织业等。
8.医药行业：包衣材料；膜材；缓释制剂的控速聚合物材料；稳定剂；助悬剂；片剂黏合剂；增黏剂
3 国内外生产状况
3. 1 国外生产状况
水溶性纤维素醚自20 世纪30 年代中期在国外工业发达国家相继开发投产,50 年代得到快速发展,至今已形成以离子型和非离子型为主的两大类产品的庞大产业。CMC、MC/ HEC 分别为离子型和非离子型纤维素醚最重要的品种。
目前,全世界纤维素醚总生产能力已达50 万t ,其中离子型占67 %。2000 年世界总产量为47 万t ,非离子型纤维素醚明显地少于离子型纤维素醚。这是由于非离子型纤维素醚的价格一般都较高,而离子型纤维素醚因价格较低,一般应用大多选择CMC。生产MC 和HEC 由于采用氯甲烷、环氧乙烷为醚化剂,需要有处理这些低沸点危险物质的一整套工艺系统,对安全和环境保护有较高的要求,所以至今仍只有美国、欧洲和日本少数几个工业发达的国家才能实现大规模生产。
表1 国外纤维素醚生产能力 (单位:万t/ a)
公司 | MC系列 | HEC 系列 | 总计 | 生产厂所在地led显示屏制作 |
赫克里斯 | 1.65 | 4.6 | 6.25 | 美国 |
道化学 | 4.73 | 上路床 | 4.73 | 美国、德国、英国 |
克莱力特 | 2.3 消防正压送风口 | 0.36 | 2.66 | 德国 |
联碳化学 | | 2.6 | 2.6 | 美国、比利时、巴西 |
沃尔夫 | 2.35 | | 2.35 | 德国 |
阿克苏诺贝尔 | | 2 | 2 | 瑞典 |
信越化学 | 1.2 | | 1.2 | 日本 |
三星 | 1.85 | | 1.85 | 韩国 |
其它 | 0.42 | 0.22 | 0.64 | |
合计 | 13.5 | 9.78 | 23.28 | |
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美国、德国是世界上水溶性纤维素最主要的生产国, 拥有较大规模的生产装置和先进的生产技术。亚洲的韩国和日本分别从德国和美国引进技术和设备组织生产, 生产能力分别达到或超过了万吨水平,成为世界上主要的生产国。世界上MC 系列主要用于建筑,其在建筑上的使用量在欧美国家达到50 %以上。特别需要提到的是韩国,为1988 年奥运会场馆建设兴起的水溶性纤维素行业在近10 多年间达到了18500t/ a 的规模。
3. 2 国内生产状况
HPMC在我国发展较晚，无锡化工研究院首先在上世纪七十年代进行生产工艺研究，开发适合聚氯乙烯悬浮聚合的HPMC分散剂，1978年晋州市化工一厂也从事甲基纤维素制备生产研究。1981年泸州化工厂（现泸州北方化学工业有限公司）开始研制羟丙基甲基纤维素，1982年制备成功并进行了技术鉴定，后来在泸州化工厂建立了第一条生产线。经过改造与技术进步，1993年山东瑞泰精细化工有限公司在无锡化工研究院技术支持下，成功生产出适合氯乙烯聚合的HPMC，通过化工部锦西化工研究院应用分析[1]，其产 品60RT50达到日本Shin-Etsu的Metolose SH同类产品（60SH50牌号）的水平。
近年来，我国HPMC等非离子型醚市场不断扩大，HPMC生产工艺与技术自主研发投入力度也在加大。国内线有厂家有山东瑞泰化工有限公司、四川泸州北方化学工业有限公司、苏州天普化学有限公司、西安惠安北方化学工业有限公司、上海惠广精细化工有限公司、湖北祥泰纤维素有限公司、山东赫达股份有限公司、湖州展望天明药业有限公司、上虞市创峰化工厂、河北志诚化工有限公司、石家庄金华纤维素化工有限公司、钟祥市金汉江纤维素有限公司等。随着我国HPMC等非离子型醚工业的发展以及市场的健全，行业正在不断地规范，产品品种与质量日臻完善。
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