羟丙基甲基纤维素生产技术和发展前景刘啸武(武汉科技大学,湖北武汉430081)[摘要]羟丙基甲基纤维素(简称HPMC)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,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[中图分类号]TE65[文献标识码]A[文章编号]1009—301X(2004)06—0058—(03)羟丙基甲基纤维素(简称HPMC)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,应用于涂料、聚合反应、建筑材料、石油钻井和开采、纺织、食品、医药、日用陶瓷、电子器件以及农业种子等部门。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(α-纤维素,包括棉短绒或木桨粕)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)、羟乙基纤维素(HEC)、羟丙基纤维素(HPC)等。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:图1HPMC化学结构HPMC为白色粉末,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。水溶液为无色透明粘稠物。HPMC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,广泛用于建筑、涂料、医药、食品、纺织、油田、化妆品、洗涤剂、陶瓷、油墨及化学聚合反应过程中。2国内外生产状况2.1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。下表列出了世界主要国家生产水溶性纤维素醚的能力和品种。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赫克里斯1.654.66.25美国道化学4.734.73美国、德国、英国克莱力特2.30.362.66德国联碳化学2.62.6美国、比利时、巴西沃尔夫2.352.35德国阿克苏诺贝尔22瑞典信越化学1.21.2日本三星1.851.85韩国其它0.420.220.64合计13.59.7823.28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。2.2国内生产状况我国纤维素醚类产品工业化生产始于上世纪60年代中期,当时主要由无锡化工研究设计院、泸州化工厂和惠安化工厂开始研究与开发HPMC。近几年来HPMC技术进步较大,其需求量一直以每年15%的速度增长。目前,我国HPMC的主要生产厂家是肥城瑞泰精细化工有限公司和泸州化工厂。其中,泸州化工厂天普精细化工厂经过改、扩建,在1999年初已形成1400t/a的HPMC及甲基纤维素(MC)的总生产能力。据统计,2002年我国HPMC生产能力为3500t/a,而实际产量只有2000多吨,主要生产厂家分布在河北、山东、湖南、福建、四川、浙江和陕西等省。3生产技术3.1国内外技术现状目...
