Výrobní proces a vlastnosti sodné soli karboxymethylcelulózy

Sodná sůl karboxymethylcelulózy (Na-CMC) je ve vodě rozpustný polymer odvozený od celulózy, který je široce používán v různých průmyslových aplikacích, jako je potravinářství, farmacie, kosmetika, textil a ropné vrty. Je známý pro své vynikající zahušťovací, stabilizační a pojivové vlastnosti. V tomto článku se budeme zabývat výrobním procesem a charakteristikami sodné soli karboxymethylcelulózy.

Výrobní proces sodné soli karboxymethylcelulózy

Výroba Na-CMC zahrnuje několik kroků, včetně extrakce celulózy z dřevité buničiny, bavlněných linterů nebo jiných zdrojů, následovanou modifikací celulózy za vzniku karboxymethylových skupin. Výrobní proces Na-CMC lze shrnout následovně:

1. Extrakce celulózy: Celulóza se získává z buničiny nebo jiných zdrojů řadou mechanických a chemických úprav, včetně buničiny, bělení a rafinace.
2. Alkalická úprava: Extrahovaná celulóza je ošetřena silně alkalickým roztokem, typicky hydroxidem sodným (NaOH), aby nabobtnal celulózová vlákna a obnažily reaktivní hydroxylové skupiny.
3. Etherifikace: Nabobtnalá celulózová vlákna pak reagují s monochloracetátem sodným (SMCA) v přítomnosti alkalického katalyzátoru, jako je uhličitan sodný (Na2C03), aby se zavedly karboxymethylové skupiny na kostru celulózy.
4. Neutralizace: Karboxymethylovaná celulóza se poté neutralizuje kyselinou, jako je kyselina chlorovodíková (HCl) nebo kyselina sírová (H2SO4) za vzniku Na-CMC.
5. Čištění a sušení: Na-CMC se čistí promytím a filtrací, aby se odstranily veškeré nečistoty, a poté se suší, aby se získal volně tekoucí prášek.

Charakteristika sodné soli karboxymethylcelulózy

Vlastnosti Na-CMC se mohou lišit v závislosti na stupni substituce (DS), který se týká počtu karboxymethylových skupin na jednotku anhydroglukózy (AGU) celulózy. Některé z klíčových vlastností Na-CMC jsou:

1. Rozpustnost: Na-CMC je vysoce rozpustný ve vodě a ve vodě může tvořit čiré viskózní roztoky.
2. Viskozita: Viskozita roztoků Na-CMC závisí na koncentraci, DS a molekulové hmotnosti polymeru. Na-CMC je známý pro své vynikající zahušťovací vlastnosti a lze jej použít ke zvýšení viskozity roztoků a suspenzí.
3. Stabilita pH: Na-CMC je stabilní v širokém rozsahu hodnot pH, od kyselých po zásadité, takže je vhodný pro použití v různých aplikacích.
4. Tolerance solí: Na-CMC je vysoce tolerantní vůči solím a může si zachovat svou viskozitu a stabilitu v přítomnosti elektrolytů.
5. Tepelná stabilita: Na-CMC je stabilní při vysokých teplotách a lze jej použít v různých průmyslových procesech, které vyžadují vysokoteplotní podmínky.
6. Biologická odbouratelnost: Na-CMC je biologicky odbouratelný a lze jej bezpečně likvidovat v životním prostředí.

Závěr

Sodná sůl karboxymethylcelulózy je všestranný polymer, který je široce používán v různých průmyslových aplikacích díky svým vynikajícím zahušťovacím, stabilizačním a pojivovým vlastnostem. Výrobní proces Na-CMC zahrnuje extrakci celulózy s následnou modifikací celulózy za vzniku karboxymethylových skupin. Na-CMC má několik vlastností, jako je rozpustnost, viskozita, stabilita pH, tolerance solí, tepelná stabilita a biologická odbouratelnost, díky kterým je vhodný pro použití v různých aplikacích. Vlastnosti Na-CMC lze upravit řízením stupně substituce, molekulové hmotnosti a koncentrace, což z něj činí cenný nástroj pro různé průmyslové procesy.