第４４卷第１期 ２０１ ５年１月 当 代 化 工 Ｃｏｎｔｅｍｐｏｒａｒｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｖｏ１．４４，Ｎｏ．１ Ｊａｎｕａｒｙ，２０１ ５ 羟丙甲基纤维素的合成工艺的改进研究 费玉元 （浙江中维药业有限公司，浙江湖州３１３００） 摘 要：基于现有羟丙基甲基纤维素合成方法的研究，采用氮气保护碱化和分步醚化方法，制得具有较 高黏度的羟丙基甲基纤维素。该方法合成的羟丙基甲基纤维素（ＨＰＭＣ）具有在冷水中分散性能好、黏度高、 增稠保水性能好的优点，适合建筑用的胶水的生产，可用于砌墙、抹灰、粉刷、嵌缝等施工中，同时也适合 用于干混凝砂浆。 关键词：羟丙基甲基纤维素；高黏度；氮气保护；分步醚化 文献标识码：Ａ 文章编号： １６７１—０４６０（２０１５）０１—００５１－０２ 中图分类号：ＴＱ ０２８ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｏｆ Ｈｙｄｒｏｘｙｐｒｏｐｙｌ Ｍｅｔｈｙｌ Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ Ｐｒｏｃｅｓｓ ＦＥＩ Ｙｕ－ｙｕａｎ （Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｚｈｏｎｇｗｅｉ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｈｕｚｈｏｕ ３１３０００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｈｙｄｒｏｘｙｐｒｏｐｙｌ ｍｅｔｈｙｌ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ，ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ａｌｋａｌｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｔｅｐ—ｂｙ－ｓｔｅｐ ｅｔｈｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ，ｈｉ ｇｈ ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ ｏｆ ｈｙｄｒｏｘｙｐｒｏｐｙｌ ｍｅｔｈｙｌ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ ｗａｓ ｐｒｅｐａｒｅｄ． Ｔｈｅ ｈｙｄｒｏｘｙｐｒｏｐｙｌ ｍｅｔｈｙｌ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ（ＨＰＭＣ）ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｉｓ ｍｅｔｈｏｄ ｈａｓ ｇｏｏｄ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｉｎ ｃｏｌｄ ｗａｔｅｒ，ｈｉｇｈ ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ，ｔｈｉｃｋｅｎｉｎｇ ｗａｔｅｒ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ａｎｄ ｉｓ ｓｕｉｔａｂｌｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｇｌｕｅ，ｃａｎ ｂｅ ａｌｓｏ ｕｓｅｄ ｉｎ ｌａｙｉｎｇ ｂｒｉｃｋｓ ｏｒ ｓｔｏｎｅｓ ｗａｌｌ，ｐｌａｓｔｅｒ，ｐａｉｎｔ，ｓｅａｌｉｎｇ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ａｎｄ ｉｓ ａｌｓｏ ｓｕｉｔａｂｌｅ ｆｏｒ ｄｒｙ ｍｏｒｔａｒ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｈｙｄｒｏｘｙｐｒｏｐｙｌ ｍｅｔｈｙｌ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ；Ｈｉｇｈ ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ；Ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ；Ｓｔｅｐ—ｂｙ－ｓｔｅｐ ｅｔｈｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ 羟丙基甲基纤维素，又名羟丙甲纤维素、纤维 素羟丙基甲基醚，外观为白色粉末，无色无味，是 近年来产量、用量与质量都在迅速提升的纤维素混 合醚品种，是由高度纯净的棉纤维素经碱化、醚化 等过程制成的非离子型纤维素混合醚。ＨＰＭＣ具有 良好的乳化、分散、增稠、粘结、保水和保胶性 能，溶于水，以及大部分的极性溶剂中，其水溶液 透明度高，稳定性极佳。 ＨＰＭＣ可广泛用作医药 制剂的薄膜包衣、缓释剂和粘结剂，也可利用其增 连续式（泸州北方）工艺路线，其缺点是：工艺设 备大，更换品种不灵活，反应温度较高，反应时间 较长，且反应控制的自动化程度低因而控制的精确 度也相对较低。 本文对已有的羟丙基甲基纤维素的合成方法进行研 究改进，采用氮气保护碱化和分步醚化方法，制得 具有较高黏度的羟丙基甲基纤维素 １实验部分 将１００ ｇ精制棉，用粉碎机将其粉碎成为 ０．２—０．４ ｍｍ细料。将反应器抽真空再使用氮气产生 装置压入氮气来置换空气后，将氢氧化钠溶液（其 中含８０ ｇ氢氧化钠）同１ １８０ ｇ的二元有机溶剂（由 质量比为５：ｌ的甲苯和异丙醇组成冼加入反应器 中，再向反应器中投入粉碎了的精制棉细料进行碱 将５００ ｇ的甲苯预先投放在醚化器中，将碱纤 维素由泵送入醚化器，并加入１００ ｇ的异丙醇。再 稠、分散、乳化成膜性能广泛用于建筑业，陶瓷制 造业，涂料业，油墨印刷，医药化妆品，食品等多 个领域中。 ＨＰＭＣ分子结构为『Ｃ Ｈ ０ｚ（０Ｈ）ｓ—ｍ—ｎ（ＯＣＨ。） （ＯＣＨ ＣＨＯＨＣＨ，）】，如今市场上出现的ＨＰＭＣ多种多 样，性能上也是参差不齐，这正是由于合成工艺的 不同，导致ＨＰＭＣ中甲氧基和羟丙基的含量不同所 化处理得到碱纤维素。 引起 。高黏度羟丙基甲基纤维素在冷水中分散性 能好、黏度高、增稠保水性能好，适合建筑用的胶 水的生产，可以用于砌墙、抹灰、粉刷、嵌缝等施 工中，同时也适合用于干混凝砂浆。现有技术中， 高黏度羟丙基甲基纤维素的生产大都采取大批量半 收稿日期：２０１４－０７—２８ 向醚化器中依次加入１５０ ｇ氯甲烷和２５ ｇ环氧丙烷， 并在４０℃醚化反应５０ ｍｉｎ，再在７０～９０℃醚化反 应６０ ｍｉｎ，得到ＨＰＭＣ粗产品ｐ 。 作者简介：费玉元（１９６７一），浙江湖州人，高级工程师，研究方向：从事纤维素的研发工作。Ｅ－ｍａｉｌ：ｆｅｉ８５５１ ７２＠１６３．ｃｏｍ。 化 工 ２０１ ５年１月 向ＨＰＭＣ粗产品中加入乙二醛作为交联剂使粗 口，缓缓倒置过来，取出吸水纸称其质量，同时做 产品暂时变成非水溶性的，然后送人密封真空带式过 不含ＨＰＭＣ的空白实验。然后按下式计算： 滤机用冷水洗涤过滤，以脱除反应过程中的残余溶 （％）＝（１ ｙ）Ｘ １００ 剂；再用稀盐酸调节ｐＨ为７并干燥，以解除交联并 式中：ＯＺ一保水率，％； 脱除交联剂，得到湿产品。湿产品进入成品粉碎机， 加ＨＰＭＣ样品的水分损失量，ｇ 边粉碎边脱除残余水分，得到的高黏度ＨＰＭＣ成品 Ｙ一空白试样的水分损失量，ｇ。 ～进入自动包装系统，完成粒度分级、混合和包装。 分３次对ＨＰＭＣ样品进行保水率测试，取平均 值，得ＨＰＭＣ样品的保水率为７９．４％。 表１ 不同醚化温度对透光率，黏度和保水率的影响 Ｔａｂｌｅ １ Ｔｈｅ ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ，ｗａｔｅｒ ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ ａｎｄ ｌｉｇｈｔ ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅ ａｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ２结果与分析 将制得的ＨＰＭＣ成品作为ＨＰＭＣ样品，并按 照以下过程对其进行透光度分析、黏度分析和保水 率测试，其测试过程和结果分析如下： 透光度分析：将ＨＰＭＣ样品的ｌ％（质量分数） 水溶液倒入１ ｃｍ比色皿中，用ｕＶ一７５７ＣＲＴ型紫外 可见分光光度计在５８０ ｎｍ下测试其透光率 。分三 次测试并取平均值，得ＨＰＭＣ样品的透光率为 ９３．７％。（７０ ｃｃ下），见表１。 黏度分析：称取高温干燥后的ＨＰＭＣ样品２．５ ｇ，放于２５０ ｍＬ烧杯中，再在烧杯内加入１００ ｍＬ ３结论 本改进工艺采用氮气保护碱化和低、高温分步 醚化方法改进了合成羟丙甲纤维素的丁艺，从而制 备具有较高黏度的羟丙基甲基纤维素。另一方面引 入了密封真空带式过滤机、成品粉碎机和自动包装 系统对反应得到的ＨＭＰＣ粗产品进行精制处理，采 的８０℃的热水，溶胀１０ ｒａｉｎ，然后将烧杯放入或 冰水中，充分搅拌，使ＨＰＭＣ样品溶解后加水稀释 成质量分数为１％的溶液。将烧杯放人２０ 恒温下 水浴１ ｈ，取出，手动搅拌１０ Ｓ，用ＮＤＪ一１型旋转 黏度计测其黏度 。 在２５℃条件下，分３次用ＮＤＪ一１型黏度计测 试ＨＰＭＣ １％（质量百分比）水溶液黏度，取平均值， 得ＨＰＭＣ样品的１％（质量分数）水溶液的黏度为 １．７５ Ｘ １０ ｍＰａ・Ｓ。 用密封真空带式过滤机利于环境保护，交联后可用 冷水洗涤，大大地节约了热能，交联后如用热水洗 涤则可减少热损失。本改进的合成方法简单、反应 条件容易实现、且反应参数便于控制，自动化程度 高，还有效降低生产成本、并实现节能减排。 参考文献 ［１］赵明，王霞，徐原，邵自强．高黏羟丙基甲基纤维素的黏度测试方法研 究［ＪＪ．纤维素科学与技术，２０１０，ｌ８（１）：３８—４２． 保水率测试：参照国家标准ＧＢ／Ｔ３１８３—２００３ｔ３１ 中保水率的测试方法：分别称取０．１５ ｇ ＨＰＭＣ样品， ０．１５ ｇ柠檬酸和１００ ｇ石膏粉，然后干混均匀。称取 一［２］贾晓辉，沈青。羟丙基甲基纤维素的流变性质及热凝胶化行为Ｕ】． 纤维素科学与技术，２００８，１６（３）：４８—５３． ［３］龚增培．甲基纤维素及羟丙基甲基纤维素的工艺研究［Ｊ１．塑料Ｉ： 业，２０１０，３８（８）：１０—１４． 定质量的吸水纸，置于玻璃板上，并把环模扣在 中，加入８０ｍＬ水，静置１．５ ｍｉｎ，在烧杯中快速搅 吸水纸上（大口向下）。将干混均匀的样品置于烧杯 拌ｌ ｍｉｎ，倒人环模静置３．５ ｍｉｎ。用玻璃板扣住环模 ［４］赵明，张有德，邵自强，姚培源．羟丙基甲基纤维素与淀粉醚复配 体系性能的研究ｆＪ１．纤维素科学与技术，２０１ ｌ，１９（２）：３０—３４． 中国２０１ ４铜铅锌锡镍等重要矿产资源量新增 国土资源部周三发布，全国地质调查工作会议上介绍，２０１４年整装勘查区财政投入近１０亿元，带动地方和企业 投入近５０亿元，１７个整装勘查区取得较好进展，金、铜、铅锌、锰、铝土矿等重要矿产新增一批资源量，为实现“３５８” 第二阶段目标奠定了基础。 会议透露，多龙新增铜资源量３００万吨，全区远景资源量有望超过２０００万吨；云南芦子园新增铅锌资源量４５万吨， 总资源量有望达到５００万吨，为形成新的资源基地提供保障。锡锰勘查力度不断加大，内蒙古维拉斯托新发现大型锡矿，初 步控制资源量６万吨，贵州西溪堡新增锰资源量７０００万吨，夯实了实现锡锰找矿目标的基础。夏日哈木镍矿、火烧云 铅锌矿、西秦岭金矿重大成果促进了新的资源基地逐步形成。
