Производствен процес и характеристики на натриева карбоксиметил целулоза

Натриевата карбоксиметил целулоза (Na-CMC) е водоразтворим полимер, получен от целулоза, който се използва широко в различни индустриални приложения като храна, фармацевтични продукти, козметика, текстил и нефтени сондажи. Известен е с отличните си сгъстяващи, стабилизиращи и свързващи свойства. В тази статия ще обсъдим производствения процес и характеристиките на натриева карбоксиметил целулоза.

Производствен процес на натриева карбоксиметил целулоза

Производството на Na-CMC включва няколко стъпки, включително извличане на целулоза от дървесна маса, памучен мъх или други източници, последвано от модификация на целулозата за създаване на карбоксиметилови групи. Производственият процес на Na-CMC може да се обобщи, както следва:

1. Екстракция на целулоза: Целулозата се извлича от дървесна маса или други източници чрез поредица от механични и химически обработки, включително пулпиране, избелване и рафиниране.
2. Алкална обработка: Екстрахираната целулоза се третира със силен алкален разтвор, обикновено натриев хидроксид (NaOH), за набъбване на целулозните влакна и излагане на реактивни хидроксилни групи.
3. Етерификация: Набъбналите целулозни влакна след това реагират с натриев монохлороацетат (SMCA) в присъствието на алкален катализатор като натриев карбонат (Na2CO3), за да се въведат карбоксиметилови групи върху целулозния скелет.
4. Неутрализация: След това карбоксиметилираната целулоза се неутрализира с киселина като солна киселина (HCl) или сярна киселина (H2SO4), за да се образува Na-CMC.
5. Пречистване и сушене: Na-CMC се пречиства чрез промиване и филтриране, за да се отстранят всякакви примеси и след това се изсушава, за да се получи свободно течащ прах.

Характеристики на натриева карбоксиметил целулоза

Свойствата на Na-CMC могат да варират в зависимост от степента на заместване (DS), която се отнася до броя на карбоксиметиловите групи на анхидроглюкозна единица (AGU) на целулозата. Някои от основните характеристики на Na-CMC са:

1. Разтворимост: Na-CMC е силно водоразтворим и може да образува бистри, вискозни разтвори във вода.
2. Вискозитет: Вискозитетът на Na-CMC разтворите зависи от концентрацията, DS и молекулното тегло на полимера. Na-CMC е известен със своите отлични свойства на сгъстяване и може да се използва за увеличаване на вискозитета на разтвори и суспензии.
3. pH стабилност: Na-CMC е стабилен в широк диапазон от стойности на pH, от киселинни до алкални, което го прави подходящ за използване в различни приложения.
4. Устойчивост на сол: Na-CMC е силно толерантен към соли и може да поддържа своя вискозитет и стабилност в присъствието на електролити.
5. Термична стабилност: Na-CMC е стабилен при високи температури и може да се използва в различни промишлени процеси, които изискват условия на висока температура.
6. Биоразградимост: Na-CMC е биоразградим и може безопасно да се изхвърля в околната среда.

Заключение

Натриевата карбоксиметил целулоза е универсален полимер, който се използва широко в различни индустриални приложения поради отличните си сгъстяващи, стабилизиращи и свързващи свойства. Производственият процес на Na-CMC включва извличане на целулоза, последвано от модификация на целулозата за създаване на карбоксиметилови групи. Na-CMC има няколко характеристики като разтворимост, вискозитет, стабилност на pH, толерантност към сол, термична стабилност и биоразградимост, които го правят подходящ за използване в различни приложения. Свойствата на Na-CMC могат да се регулират чрез контролиране на степента на заместване, молекулно тегло и концентрация, което го прави ценен инструмент за различни индустриални процеси.