Natriumkarboksimetyyliselluloosan valmistusprosessi ja ominaisuudet

Natriumkarboksimetyyliselluloosa (Na-CMC) on selluloosasta johdettu vesiliukoinen polymeeri, jota käytetään laajasti erilaisissa teollisissa sovelluksissa, kuten elintarvikkeissa, lääkkeissä, kosmetiikassa, tekstiileissä ja öljynporauksessa. Se tunnetaan erinomaisista sakeuttamis-, stabilointi- ja sitomisominaisuuksistaan. Tässä artikkelissa käsittelemme natriumkarboksimetyyliselluloosan valmistusprosessia ja ominaisuuksia.

Natriumkarboksimetyyliselluloosan valmistusprosessi

Na-CMC:n tuotanto sisältää useita vaiheita, mukaan lukien selluloosan uuttaminen puumassasta, puuvillalinttereistä tai muista lähteistä, mitä seuraa selluloosan modifiointi karboksimetyyliryhmien muodostamiseksi. Na-CMC:n valmistusprosessi voidaan tiivistää seuraavasti:

1. Selluloosan uuttaminen: Selluloosa uutetaan puumassasta tai muista lähteistä useiden mekaanisten ja kemiallisten käsittelyjen avulla, mukaan lukien massanvalmistus, valkaisu ja jalostus.
2. Alkalikäsittely: Uutettua selluloosaa käsitellään vahvalla alkalisella liuoksella, tyypillisesti natriumhydroksidilla (NaOH), selluloosakuitujen turvottamiseksi ja reaktiivisten hydroksyyliryhmien paljastamiseksi.
3. Eetteröinti: Turvonneet selluloosakuidut saatetaan sitten reagoimaan natriummonoklooriasetaatin (SMCA) kanssa alkalisen katalyytin, kuten natriumkarbonaatin (Na2CO3) läsnä ollessa karboksimetyyliryhmien lisäämiseksi selluloosarunkoon.
4. Neutralointi: Karboksimetyloitu selluloosa neutraloidaan sitten hapolla, kuten kloorivetyhapolla (HCl) tai rikkihapolla (H2SO4), jolloin muodostuu Na-CMC.
5. Puhdistus ja kuivaus: Na-CMC puhdistetaan pesemällä ja suodattamalla epäpuhtauksien poistamiseksi ja kuivataan sitten vapaasti virtaavan jauheen saamiseksi.

Natriumkarboksimetyyliselluloosan ominaisuudet

Na-CMC:n ominaisuudet voivat vaihdella riippuen substituutioasteesta (DS), joka viittaa karboksimetyyliryhmien lukumäärään selluloosan anhydroglukoosiyksikköä (AGU) kohti. Jotkut Na-CMC:n tärkeimmistä ominaisuuksista ovat:

1. Liukoisuus: Na-CMC on erittäin vesiliukoinen ja voi muodostaa kirkkaita, viskooseja liuoksia veteen.
2. Viskositeetti: Na-CMC-liuosten viskositeetti riippuu polymeerin pitoisuudesta, DS:stä ja molekyylipainosta. Na-CMC tunnetaan erinomaisista sakeuttamisominaisuuksistaan ​​ja sitä voidaan käyttää liuosten ja suspensioiden viskositeetin lisäämiseen.
3. pH-stabiilisuus: Na-CMC on stabiili laajalla pH-alueella happamasta emäksiseen, joten se sopii käytettäväksi erilaisissa sovelluksissa.
4. Suolasietokyky: Na-CMC sietää erittäin suoloja ja voi säilyttää viskositeetin ja stabiiliuden elektrolyyttien läsnä ollessa.
5. Lämpöstabiilisuus: Na-CMC on stabiili korkeissa lämpötiloissa ja sitä voidaan käyttää erilaisissa teollisissa prosesseissa, jotka vaativat korkeita lämpötiloja.
6. Biologinen hajoavuus: Na-CMC on biohajoava ja se voidaan hävittää turvallisesti ympäristöön.

Johtopäätös

Natriumkarboksimetyyliselluloosa on monipuolinen polymeeri, jota käytetään laajasti erilaisissa teollisissa sovelluksissa erinomaisten sakeuttamis-, stabilointi- ja sitomisominaisuuksiensa ansiosta. Na-CMC:n valmistusprosessi käsittää selluloosan uuttamisen, jota seuraa selluloosan modifiointi karboksimetyyliryhmien muodostamiseksi. Na-CMC:llä on useita ominaisuuksia, kuten liukoisuus, viskositeetti, pH-stabiilisuus, suolan sietokyky, lämpöstabiilisuus ja biohajoavuus, mikä tekee siitä sopivan käytettäväksi erilaisissa sovelluksissa. Na-CMC:n ominaisuuksia voidaan säätää säätämällä substituutioastetta, molekyylipainoa ja pitoisuutta, mikä tekee siitä arvokkaan työkalun erilaisiin teollisiin prosesseihin.