Postopek izdelave natrijeve karboksimetilceluloze

Postopek izdelave natrijeve karboksimetilceluloze (CMC) vključuje več korakov, vključno s pripravo celuloze, eterifikacijo, čiščenjem in sušenjem. Tukaj je pregled tipičnega proizvodnega procesa:

1. Priprava celuloze: Postopek se začne s pripravo celuloze, ki je običajno pridobljena iz lesne celuloze ali bombažnega linterja. Celuloza je najprej prečiščena in rafinirana, da se odstranijo nečistoče, kot so lignin, hemiceluloza in drugi onesnaževalci. Ta prečiščena celuloza služi kot začetni material za proizvodnjo CMC.
2. Alkalizacija: Očiščeno celulozo nato obdelamo z alkalno raztopino, običajno natrijevim hidroksidom (NaOH), da povečamo njeno reaktivnost in olajšamo kasnejšo reakcijo eterifikacije. Alkalizacija pomaga tudi pri nabrekanju in odpiranju celuloznih vlaken, zaradi česar so bolj dostopna za kemično modifikacijo.
3. Reakcija eterifikacije: Alkalizirana celuloza reagira z monokloroocetno kislino (MCA) ali njeno natrijevo soljo, natrijevim monokloroacetatom (SMCA), v prisotnosti katalizatorja pod nadzorovanimi pogoji. Ta reakcija eterifikacije vključuje substitucijo hidroksilnih skupin na celuloznih verigah s karboksimetilnimi (-CH2COONa) skupinami. Stopnjo substitucije (DS), ki predstavlja povprečno število karboksimetilnih skupin na glukozno enoto celulozne verige, je mogoče nadzorovati s prilagajanjem reakcijskih parametrov, kot so temperatura, reakcijski čas in koncentracije reaktantov.
4. Nevtralizacija: Po reakciji eterifikacije se nastali produkt nevtralizira, da se vse preostale kisle skupine pretvorijo v njihovo obliko natrijeve soli (natrijeva karboksimetilceluloza). To običajno dosežemo z dodajanjem alkalne raztopine, kot je natrijev hidroksid (NaOH), v reakcijsko mešanico. Nevtralizacija prav tako pomaga prilagoditi pH raztopine in stabilizira produkt CMC.
5. Čiščenje: surovo natrijevo karboksimetilcelulozo nato očistimo, da iz reakcijske zmesi odstranimo nečistoče, nezreagirane reagente in stranske produkte. Metode čiščenja lahko vključujejo pranje, filtracijo, centrifugiranje in sušenje. Očiščen CMC se običajno spere z vodo, da se odstranijo preostale alkalije in soli, čemur sledi filtracija ali centrifugiranje, da se trdni produkt CMC loči od tekoče faze.
6. Sušenje: Prečiščeno natrijevo karboksimetilcelulozo končno posušimo, da odstranimo odvečno vlago in pridobimo želeno vsebnost vlage za shranjevanje in nadaljnjo predelavo. Metode sušenja lahko vključujejo sušenje na zraku, sušenje z razprševanjem ali sušenje v bobnu, odvisno od želenih lastnosti izdelka in obsega proizvodnje.

Nastali produkt natrijeve karboksimetilceluloze je bel do umazano bel prah ali zrnat material z odlično topnostjo v vodi in reološkimi lastnostmi. Široko se uporablja kot sredstvo za zgoščevanje, stabilizator, vezivo in modifikator reologije v različnih industrijah, vključno s hrano, farmacevtskimi izdelki, kozmetiko, tekstilom in industrijskimi aplikacijami.