吕玉山：羟乙基纤维素的技术发展与应用

    泸州北方化学工业有限公司（泸州北方纤维素公司）总经理吕玉山做了关于羟乙基纤维素的技术发展与应用的主题演讲。

吕玉山：羟乙基纤维素的技术发展与应用

    沪州北方前卫素隶属于北方化工公司，羟乙基纤维素全自动化生产线，这是我们公司大门，是一个军工企业，在河南珙县，1938年到四川庐州。纤维素硝酸脂，北化股份，产量5万吨左右，世界总量五分之一。纤维素甲基羟基纤维素，亚洲纤维素国产自动化六千吨左右。氯碱甲烷氯化物有机硅、油箱等系列。围绕这些系列，还有军品有机硅纤维素三大科研品牌。

    这是我们生产厂房，工厂比较老旧，所用设备关键设备采用国内德国进口，这是羟乙基生产线主要辅助系统，DCS自动控制、原材料采用精制棉。看原材料，除尘采用低温高压三重保护措施，如果气象含量包括3%，就处于爆炸范围，所以低温高压三重保护措施。整个生产五大过程，反映系统世界第一醚化反应釜，由于在生产过程中采用精制棉，烧碱仅仅在里面起催化剂作用，所以反应完以后并不是原材料需要，必须采用酸碱中和，要进行洗涤。相当于国内五台设备完全五次离心分离，氮气吹干。利用氮气做原料回收溶剂水分，德国烘干机。德国一个产品粉碎机。镜子面粉碎理化反映洗涤分离免息烘干产品粉碎（音）。所有过程只有反应是阶段，其他洗涤烘干粉碎都是机械化，应用稳定性气相色谱等等都是非常先进的。

    产品介绍：羟乙基纤维素相对其他纤维素，水溶性。纤维素结构，精制棉纤维素一千黏度是有2400多个葡萄糖单元组成纤维素，它的黏度是由葡萄糖单元的数量来决定。每个葡萄糖单元上面，分别有三个羟基。纤维素谜取代基不一样，这个地方取代羟乙基，变成羟乙基纤维素。为什么羟乙基纤维素必须取代，分子之间有羟基存在，会存在清洁问题，不溶于水不溶于大量有机溶剂。纤维素离合借助一个基团，消除，变成可溶于水的有机物质。第一个化学反对，烧碱以纤维素反应，混合物。第二还原乙烷反应，与水形成聚合反应，转化率60%。生产成本是相当高，必须通过废水处理公司降碱排放。必须以酸碱，不是羟乙基纤维素不是涂料需要的，必须进行洗涤分离。羟乙基纤维素耐高温，像甲基在70多度。判断是不是纯粹纤维素，最简单办法用开水在里面搅拌，由于耐高温，分离性。羟乙基纤维素在乳胶漆的先进性。相对来说，是取代度非常高，2.5以上。取代度高溶解性好，稳定性好，水分都是5%以下。纤维素溶剂烧碱形成混合物，再与海洋亿万形成羟乙基纤维素。必须进行洗涤分离，溶剂进行回收，必须送公司回收站处理。干燥，把水分溶剂进行连续回收，这样一个流程。这是每一步起什么作用。精制棉烧碱环氧乙烷。羟乙基纤维素技术指标，是完全能够达到水分都是小于5%，水分在3%左右，这是产品应用型号说明。

    根据多年情况，现在用产品型号来表示。乳胶漆日用化工领域，建筑涂料石油化工等通用领域。产品粘度规划，2%大于一万以后不采用2%的粘度。对应的转子号转速。粘度必须规定严格转素。温度是25度。有关羟乙基涂料应用领域，主要用于乳胶漆涂料日用化工相应一些行业。

    羟乙基纤维素开展应用试验：对溶解时间进行验证，通过计算机在线检测。不管小批还是大批通过计算机模拟在线检测，测定不同温度不同PH下溶解时间。达到最高并开始下降，表示羟乙基已经完全溶解完了，不是用一般的，用手去感觉，这不准确。PH高温度高溶解时间相应缩短。在使用的时候一定要冬天时候，一般25度以下必须对水进行加热，否则它的溶解时间非常长。溶解时间不一样，在碱性条件下溶解，要求溶解时间要长一点。而对于一些小的作坊，一般溶解时间短一点，必须把防腐剂提前加入。

    溶解性一些测试：配成1%水溶液，用涂抹器150微粒涂一层膜，蒸孔气孔展现出来。玻璃板上有一个个平方里面。在自然光线下可以数出多少颗粒。可溶性凝胶颗粒，不可溶性凝胶颗粒。由于原材料由于反应取代方面不均匀产生的。判断凝胶，一个马上做及时性凝胶颗粒，一般涂料及时性做，一般准确来说24小时做不可溶性凝胶颗粒。凝胶颗粒并不是说多了不能用，做外墙涂料等等，质感涂料不要求凝胶颗粒，只要求粘度。

    产品稳定性：跟涂料一样的，有常温25度、50度、40度，不同温度下每周没半个月每一个月，测定粘度下降值。

    纤维素目前的技术发展状况。目前全世界主要关于羟乙基纤维素五大企业，占世界总能量90%。作为民族工业作为中国兵器，打造有抱负受尊重对社会负责任，一直围绕纤维素发展中国纤维素核心技术，打造中国纤维素民族品牌。国内几乎生产量很小，或者生产质量不行。近年来，我们公司在这一块相应做的进步很大。十万十五万二十万以上羟乙基生产。能够连续生产，产品灰分都在3%4%左右，粘度是十万以上，它的产品能够达到均衡稳定的控制，不是今天能够生产出高粘度，明天就不能生产。

    高取代度，高溶解性。由于羟乙基维素水溶性，取代度高，水溶涨性越强，国内一般企业做羟乙基纤维素只能做到1.5，最高做到2.0，太高离心机分离不出来。涂料要求对凝胶颗粒溶液性好，做成乳胶漆漆孔越少越好。由于技术发展，各方面研发，在高取代度羟乙基纤维素已经实质性突破。这是我们连续生产小批量的的东西，取代度在2.5以上，甚至更高2.7、2.8，水分3%左右。透过率在95%或者95%以上。PH7左右，决定溶解时间是非常稳定，凝胶颗粒24小时不可溶性凝胶颗粒，达到世界溶解性顶端水平的一种产品，高取代度高溶解性在国内已经取得突破。

    更难的世界性难题，羟乙基纤维素抗生物降解问题，葡萄糖单元取出来的一个东西，典型的理想羟乙基纤维素结构。由于上面还有一个羟基，这个羟基可以被海洋亿万（音）进一步取代，可以形成多个羟乙基纤维素。加进去海员亿万有可能取代少数几个葡萄糖单元上面。假如这两个葡萄糖单元在羟基上面都没有被羟乙基纤维素取代，按照国内外研究的结果，细菌很容易攻击葡萄单元的氧。细菌首先攻击到单键，不是保护，分子链断掉。按照目前最好的，这样一百个葡萄糖单元里面，如果是抗生物降解只有三个没有被取代，而采用常规方法，一般的方法取代，一般是十个以上。一百个葡萄单元，有十个以上没有被取代，就很有可能一百个里面有两个相邻的葡萄糖单元一个都没有取代，细菌攻击它发生生物降解。甲氧基甲基纤维素没有羟基，不可能再进一个甲氧基，不可能发生降解。这是近期新的产品情况，跟国外高端产品对比情况，已经达到相当水平。我们做水溶液，经过一个月水溶液常温降30%左右属于正常。作为乳胶漆常温下降5%以内，属于正常范围。一般在50度降50%以内水溶液，标准测试范围。这是一些涂料制造商制造情况，跟国外产品相应的对比。发展情况下，如何提高表面活性，使涂料有较低低喷见性，对羟乙基纤维素进行改造。目前国外做的好一点，阿克苏诺贝尔甲基以及改性，克莱恩以及改性，亚跨龙PLUS产品。羟乙基取代素只有0.1、0.2，有可能绝大部分是甲基或者是羧甲基纤维素，检验结果国内一些羟乙基盐含量高达30%几，而我们的产品一百公斤里面只有8公斤左右水及灰分，这就是差距。

    日化行业，主要是国外比较好一点。国内由于原材料原因，相对比较差。这是我们公司国内大型日化企业做的。凝胶颗粒溶解性比一般的行列更好的一个情况。

    国外HEC供求情况：2012年目前整个羟乙基产能在16.4万吨。增长速度2.7%，中国年增长率9%左右。这是国内羟乙基产能情况。国内产能都比较小，这些厂究竟是多少能力能够生产多少销售多少。去年销量以后超过两千吨。

    下一步规划：2014年3月以前，土建是主体工程，计划完全四千万，对生产线原材料反应洗涤烘干产品粉碎全自动化进行改造，包括工艺安全特别是环保设施，全面进行升级改造。改造以后，表面处理外观透光率生纤维进一步高溶解性，用于高端涂料日化行业，能够跟国外相提并论。

    展望：HEC外光造粒透光率生纤维等等可以进一步显著提升，真正实现HEC中国名牌核心竞争力