ความบริสุทธิ์ของไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลส (HPMC) ในปูนฉนวนกันความร้อนสำหรับอาคารส่งผลโดยตรงต่อคุณภาพของงานก่อสร้าง ในกระบวนการผลิต HPMC ออกซิเจนที่เหลืออยู่ในเตาปฏิกรณ์จะทำให้ HPMC เสื่อมสภาพและน้ำหนักโมเลกุลลดลง อย่างไรก็ตาม ปริมาณออกซิเจนที่เหลืออยู่นั้นมีจำกัด และการเชื่อมต่อโมเลกุลที่แตกหักเข้าด้วยกันใหม่นั้นไม่ใช่เรื่องยาก.
การผลิตไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลส (HPMC) ส่วนใหญ่ดำเนินการผ่านปฏิกิริยา 3 ขั้นตอน ได้แก่ การบำบัดเส้นใยฝ้ายด้วยด่าง การเติมหมู่ไฮดรอกซีโพรพิล และการเติมหมู่เมทิล เทคโนโลยีต่างๆ ที่เกิดขึ้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมามุ่งเน้นเฉพาะการปรับปรุงและพัฒนาขั้นตอนการดำเนินงานแต่ละขั้นให้ดียิ่งขึ้นเท่านั้น.
การผลิตไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสใช้คลอโรมีเทนและโพรพิลีนออกไซด์เป็นสารทำปฏิกิริยาอีเทอร์ริฟิเคชัน สมการปฏิกิริยาเคมีคือ: Rcell – OH (ฝ้ายบริสุทธิ์) + NaOH (โซดาไฟ) + CH3Cl (คลอโรมีเทน) + CH2OCHCH2 (โพรพิลีนออกไซด์) → Rcell – O -CH2OHCH2 (ไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลส) + NaCl (โซเดียมคลอไรด์) + H2O (น้ำ) หลักการสังเคราะห์ไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลส (HPMC) โดยวิธีอีเทอร์ริฟิเคชันนั้นไม่ซับซ้อน แต่กระบวนการต่างๆ เช่น การทำให้เป็นด่าง การบดวัตถุดิบ การทำปฏิกิริยาอีเทอร์ริฟิเคชัน การกู้คืนตัวทำละลาย และการแยกด้วยแรงเหวี่ยง รวมถึงปฏิกิริยาอีเทอร์ริฟิเคชันภายใต้สภาวะอุณหภูมิและความดันที่กำหนด จำเป็นต้องมีการควบคุมอย่างแม่นยำ จุดสิ้นสุดของปฏิกิริยาจะถูกกำหนดโดยระดับของอีเทอร์ริฟิเคชันที่ต้องการ ตามด้วยการทำให้เป็นกลาง การล้าง การอบแห้ง และการบดเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป แต่ละขั้นตอนเกี่ยวข้องกับประเด็นทางเทคนิคที่สำคัญจำนวนมากและความรู้มากมาย สำหรับผลิตภัณฑ์ที่แตกต่างกัน เงื่อนไขการควบคุมในแต่ละขั้นตอน เช่น อุณหภูมิ เวลา ความดัน และการควบคุมการไหลของวัสดุ ล้วนมีความสำคัญอย่างยิ่ง อุปกรณ์เสริมและเครื่องมือควบคุมมีความจำเป็นอย่างยิ่งในการรับประกันคุณภาพผลิตภัณฑ์ที่คงที่และระบบการผลิตที่เชื่อถือได้.
กระบวนการผลิตไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลส (HPMC) โดยทั่วไปใช้วิธีการผลิตแบบขั้นตอนเดียว (slurry) ขั้นตอนทั่วไปมีดังนี้:
① ขั้นตอนการเตรียมการ: ฝ้ายละเอียดจะถูกบดเป็นก้อนฝ้ายละเอียดขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 1-3 ซม. โดยใช้เครื่องเปิดรู จากนั้นจึงเข้าสู่เครื่องบด ซึ่งจะทำการตัดและบดอย่างรวดเร็วให้เป็นผงฝ้ายละเอียดที่มีขนาดรูพรุน 60-100.
② การทำให้เป็นด่าง: ผงฝ้ายละเอียดที่บดแล้วจะถูกกระจายในตัวทำละลายผสมในปริมาณ 8-10 เท่า และด่างจะทำปฏิกิริยาเพื่อผลิตเซลลูโลสด่างที่มีกิจกรรมทางเคมี ③ การทำให้เกิดอีเทอร์: เซลลูโลสด่างทำปฏิกิริยากับโพรพิลีนออกไซด์และเมทิลคลอไรด์ในปฏิกิริยาการทำให้เกิดอีเทอร์ โดยการควบคุมอุณหภูมิ เวลา และสูตรของปฏิกิริยา จะสามารถปรับระดับการแทนที่ของเมทอกซีและไฮดรอกซีโพรพิลได้ ความหนืดของผลิตภัณฑ์จะถูกควบคุมโดยการควบคุมความบริสุทธิ์ของสารออกซิไดซ์ในระบบและการเลือกวัตถุดิบฝ้ายละเอียด ระบบควบคุม DCS ด้วยคอมพิวเตอร์ถูกใช้เพื่อให้มั่นใจในคุณภาพของผลิตภัณฑ์ที่เสถียรและลักษณะกระบวนการที่เชื่อถือได้.
④ การทำให้เป็นกลาง: หลังจากปฏิกิริยาเสร็จสมบูรณ์แล้ว จะใช้กรดในการทำให้ด่างที่เหลืออยู่เป็นกลาง เพื่อปรับค่า pH ของผลิตภัณฑ์ให้เป็นไปตามมาตรฐานที่กำหนด.
⑤ การกู้คืนตัวทำละลาย: สารละลายที่ทำให้เป็นกลางแล้วจะถูกให้ความร้อน และตัวทำละลายจะถูกกู้คืนผ่านระบบการควบแน่นและการทำความเย็น ตัวทำละลายที่กู้คืนได้จะถูกนำกลับมาใช้ใหม่.
⑥ ขั้นตอนหลังการบำบัด: สารประกอบที่กำจัดตัวทำละลายแล้วจะถูกแยกออกโดยใช้เครื่องเหวี่ยงแยกตะกอนแนวนอน จากนั้นจึงนำไปบดเป็นเม็ด อบแห้ง ทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน และบรรจุลงในผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย.
ความบริสุทธิ์ของไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสในปูนฉนวนกันความร้อนมีผลโดยตรงต่อคุณภาพของงานก่อสร้าง ในกระบวนการผลิตไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลส ออกซิเจนที่เหลืออยู่ในเครื่องปฏิกรณ์จะทำให้ไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสเสื่อมสภาพและน้ำหนักโมเลกุลลดลง อย่างไรก็ตาม ปริมาณออกซิเจนที่เหลืออยู่มีจำกัด และการเชื่อมต่อโมเลกุลที่แตกหักเข้าด้วยกันนั้นไม่ใช่เรื่องยาก อัตราการกักเก็บน้ำของไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลสมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับปริมาณไฮดรอกซีโพรพิล แต่กระบวนการปฏิกิริยาทั้งหมดก็มีผลต่ออัตราการกักเก็บน้ำด้วยเช่นกัน ผลของความเป็นด่าง อัตราส่วนของเมทิลคลอไรด์และโพรพิลีนออกไซด์ ความเข้มข้นของด่าง และอัตราส่วนของน้ำต่อฝ้ายบริสุทธิ์ ล้วนเป็นตัวกำหนดประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์.
