Naatriumkarboksümetüültselluloosi tootmisprotsess ja omadused

Naatriumkarboksümetüültselluloos (Na-CMC) on tselluloosist saadud vees lahustuv polümeer, mida kasutatakse laialdaselt erinevates tööstuslikes rakendustes, nagu toit, ravimid, kosmeetika, tekstiil ja naftapuurimine. See on tuntud oma suurepäraste paksendavate, stabiliseerivate ja siduvate omaduste poolest. Selles artiklis käsitleme naatriumkarboksümetüültselluloosi tootmisprotsessi ja omadusi.

Naatriumkarboksümetüültselluloosi tootmisprotsess

Na-CMC tootmine hõlmab mitmeid etappe, sealhulgas tselluloosi ekstraheerimist puidumassist, puuvillast linteritest või muudest allikatest, millele järgneb tselluloosi modifitseerimine karboksümetüülrühmade moodustamiseks. Na-CMC tootmisprotsessi võib kokku võtta järgmiselt:

1. Tselluloosi ekstraheerimine: tselluloos ekstraheeritakse puidumassist või muudest allikatest mehaaniliste ja keemiliste töötluste seeria abil, sealhulgas paberimassi valmistamine, pleegitamine ja rafineerimine.
2. Leelistöötlus: Ekstraheeritud tselluloosi töödeldakse tugeva leeliselise lahusega, tavaliselt naatriumhüdroksiidiga (NaOH), et paisutada tsellulooskiud ja paljastada reaktiivsed hüdroksüülrühmad.
3. Eeterdamine: paisunud tsellulooskiud pannakse seejärel reageerima naatriummonokloroatsetaadiga (SMCA) leeliselise katalüsaatori, näiteks naatriumkarbonaadi (Na2CO3) juuresolekul, et viia tselluloosi karkassi karboksümetüülrühmad.
4. Neutraliseerimine: karboksümetüülitud tselluloos neutraliseeritakse seejärel happega, nagu vesinikkloriidhape (HCl) või väävelhape (H2SO4), et moodustada Na-CMC.
5. Puhastamine ja kuivatamine: Na-CMC puhastatakse pesemise ja filtreerimisega, et eemaldada kõik lisandid, ning seejärel kuivatatakse, et saada vabalt voolav pulber.

Naatriumkarboksümetüültselluloosi omadused

Na-CMC omadused võivad varieeruda sõltuvalt asendusastmest (DS), mis viitab karboksümetüülrühmade arvule tselluloosi anhüdroglükoosiühiku (AGU) kohta. Mõned Na-CMC põhiomadused on järgmised:

1. Lahustuvus: Na-CMC on vees hästi lahustuv ja võib moodustada vees selgeid viskoosseid lahuseid.
2. Viskoossus: Na-CMC lahuste viskoossus sõltub polümeeri kontsentratsioonist, DS-st ja molekulmassist. Na-CMC on tuntud oma suurepäraste paksendavate omaduste poolest ning seda saab kasutada lahuste ja suspensioonide viskoossuse suurendamiseks.
3. pH stabiilsus: Na-CMC on stabiilne paljude pH väärtuste vahemikus, alates happelisest kuni leeliseliseni, muutes selle sobivaks kasutamiseks erinevates rakendustes.
4. Soolataluvus: Na-CMC talub väga soolasid ja suudab säilitada oma viskoossust ja stabiilsust elektrolüütide juuresolekul.
5. Termiline stabiilsus: Na-CMC on kõrgetel temperatuuridel stabiilne ja seda saab kasutada erinevates tööstuslikes protsessides, mis nõuavad kõrge temperatuuri tingimusi.
6. Biolagunevus: Na-CMC on biolagunev ja seda saab ohutult keskkonda visata.

Järeldus

Naatriumkarboksümetüültselluloos on mitmekülgne polümeer, mida kasutatakse laialdaselt erinevates tööstuslikes rakendustes tänu oma suurepärastele paksendavatele, stabiliseerivatele ja sidumisomadustele. Na-CMC tootmisprotsess hõlmab tselluloosi ekstraheerimist, millele järgneb tselluloosi modifitseerimine karboksümetüülrühmade moodustamiseks. Na-CMC-l on mitmeid omadusi, nagu lahustuvus, viskoossus, pH stabiilsus, soolataluvus, termiline stabiilsus ja biolagunevus, mis muudavad selle sobivaks kasutamiseks erinevates rakendustes. Na-CMC omadusi saab reguleerida, kontrollides asendusastet, molekulmassi ja kontsentratsiooni, muutes selle väärtuslikuks tööriistaks erinevate tööstuslike protsesside jaoks.