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CMC種類

聚陰離子纖維素
2019-05-28 15:22:45

聚陰離子纖維素

聚陰離子纖維素(Polyanionic Cellulose,簡(jiǎn)稱PAC)是一種以纖維素為基質(zhì),通過(guò)化學(xué)改性引入大量陰離子基團(tuán)而制成的水溶性高分子材料。它具有良好的水溶性、增稠性、懸浮性、乳化性、黏結(jié)性和成膜性等性能,廣泛應(yīng)用于石油開(kāi)采、紡織、涂料、化妝品、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域。

聚陰離子纖維素CAS號(hào): 9004-32-4
分子式: CgH1gNaOg
分子量: 263.1976

聚陰離子纖維素的作用:
1.鉆井液中的降濾失作用:在石油鉆井中,聚陰離子纖維素能夠形成低滲透、高黏度的濾餅,有效地防止鉆井液的濾失,提高鉆井效率。
2.鉆井液的增稠作用:PAC的加入可以顯著提高鉆井液的黏度,有助于形成穩(wěn)定的鉆井液體系,防止井壁坍塌。
3.抑制頁(yè)巖水化分散:聚陰離子纖維素能夠與頁(yè)巖表面的水分子結(jié)合,形成一層保護(hù)膜,阻止水分子進(jìn)一步滲透,從而抑制頁(yè)巖的水化分散。
4.增強(qiáng)鉆井液的懸浮能力:PAC的高黏度特性有助于鉆井液中固相顆粒的懸浮,防止顆粒沉降,保持鉆井液的穩(wěn)定性。
5.改善鉆井液流變性:通過(guò)調(diào)節(jié)PAC的用量,可以優(yōu)化鉆井液的流變性,使其更適應(yīng)不同的地層條件和鉆井需求。

物理性質(zhì):
1.外觀:白色或淡黃色粉末或顆粒。
2.溶解性:易溶于水,形成透明溶液,對(duì)酸、堿和鹽類穩(wěn)定。
3.黏度:聚陰離子纖維素溶液具有較高的黏度,黏度隨濃度增加而增加。
4.分子量:聚陰離子纖維素的分子量通常在數(shù)千至數(shù)百萬(wàn)之間,不同產(chǎn)品型號(hào)的分子量有所差異。
5.聚合度:聚陰離子纖維素的聚合度較高,通常在1000以上。
6.吸濕性:聚陰離子纖維素具有一定的吸濕性,能吸收空氣中的水分。
8.熱穩(wěn)定性:聚陰離子纖維素在一定溫度范圍內(nèi)具有良好的熱穩(wěn)定性,但長(zhǎng)時(shí)間高溫會(huì)使其性能下降。
8.電荷:聚陰離子纖維素分子鏈上帶有大量陰離子基團(tuán),因此在水溶液中呈負(fù)電荷。
9.pH值:聚陰離子纖維素溶液的pH值通常在5-10之間,具有一定的緩沖能力。
10.懸浮性:聚陰離子纖維素能有效防止顆粒沉降,保持懸浮體系的穩(wěn)定性。

化學(xué)性質(zhì):
1.陰離子特性:聚陰離子纖維素分子鏈上引入了大量的陰離子基團(tuán),如羧基、磺酸基等,使得分子鏈帶負(fù)電荷。這使得PAC在水溶液中具有良好的分散性和穩(wěn)定性,能夠與陽(yáng)離子物質(zhì)發(fā)生靜電作用。
2.水溶性:由于引入了親水性的陰離子基團(tuán),聚陰離子纖維素具有良好的水溶性,能夠迅速溶解于水中形成透明溶液。
3.化學(xué)穩(wěn)定性:聚陰離子纖維素對(duì)酸、堿和鹽類具有較好的穩(wěn)定性,可以在一定范圍內(nèi)的pH值下使用。然而,在極端酸堿條件下,可能會(huì)導(dǎo)致PAC的降解或結(jié)構(gòu)改變。
4.反應(yīng)活性:聚陰離子纖維素分子鏈上的陰離子基團(tuán)具有一定的反應(yīng)活性,可以根據(jù)需要進(jìn)行進(jìn)一步的化學(xué)修飾或功能化。
5.生物降解性:聚陰離子纖維素是由天然纖維素經(jīng)過(guò)化學(xué)改性得到的,因此具有良好的生物降解性,對(duì)環(huán)境友好。
6.交聯(lián)性:在特定條件下,聚陰離子纖維素可以與其他多糖或高分子化合物發(fā)生交聯(lián)反應(yīng),形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),從而提高其黏結(jié)性、成膜性和穩(wěn)定性等性能。

聚陰離子纖維素生產(chǎn)工藝:
1.原料準(zhǔn)備:首先,需要準(zhǔn)備好植物纖維(如纖維素A),其聚合度和吸水度需達(dá)到特定標(biāo)準(zhǔn)。此外,還需要準(zhǔn)備酸(如酸B)、堿(如堿C)以及醇類(如醇D和醇E)等原料。
2.堿化:將植物纖維進(jìn)行堿化處理,通常是將纖維與堿溶液混合,并在一定條件下反應(yīng),使纖維轉(zhuǎn)化為堿纖維素。
3.醚化:堿化完成后,進(jìn)入醚化階段。在醚化過(guò)程中,將堿化后的纖維素與氯乙酸或其他醚化劑反應(yīng),生成醚化纖維素。
4.洗滌:醚化反應(yīng)結(jié)束后,將反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行洗滌,以去除未反應(yīng)的原料和產(chǎn)生的副產(chǎn)物。
5.干燥和粉碎:經(jīng)過(guò)洗滌的醚化纖維素進(jìn)行干燥處理,以去除多余的水分。干燥后的產(chǎn)品進(jìn)一步粉碎,以便后續(xù)應(yīng)用或包裝。
6.后處理:根據(jù)需要,可能還需要進(jìn)行其他后處理步驟,如篩分、包裝等,以得到聚陰離子纖維素產(chǎn)品。

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