Natrio karboksimetilceliuliozės gamybos procesas ir charakteristikos

Natrio karboksimetilceliuliozė (Na-CMC) yra vandenyje tirpus polimeras, gautas iš celiuliozės, plačiai naudojamas įvairiose pramonės srityse, pavyzdžiui, maisto, vaistų, kosmetikos, tekstilės ir naftos gręžimo srityse. Jis žinomas dėl savo puikių tirštinimo, stabilizavimo ir surišimo savybių. Šiame straipsnyje aptarsime natrio karboksimetilceliuliozės gamybos procesą ir charakteristikas.

Natrio karboksimetilceliuliozės gamybos procesas

Na-CMC gamyba apima kelis etapus, įskaitant celiuliozės išgavimą iš medienos plaušienos, medvilnės įdubų ar kitų šaltinių, po to celiuliozės modifikavimą, kad būtų sukurtos karboksimetilo grupės. Na-CMC gamybos procesą galima apibendrinti taip:

1. Celiuliozės ekstrahavimas: celiuliozė išgaunama iš medienos plaušienos ar kitų šaltinių taikant mechaninį ir cheminį apdorojimą, įskaitant celiuliozės formavimą, balinimą ir rafinavimą.
2. Apdorojimas šarmais: Ekstrahuota celiuliozė apdorojama stipriu šarminiu tirpalu, paprastai natrio hidroksidu (NaOH), kad išbrinktų celiuliozės pluoštai ir atskleistų reaktyviąsias hidroksilo grupes.
3. Eterifikavimas: išbrinkę celiuliozės pluoštai tada reaguoja su natrio monochloracetatu (SMCA), dalyvaujant šarminiam katalizatoriui, pvz., natrio karbonatui (Na2CO3), kad į celiuliozės pagrindą būtų įtrauktos karboksimetilo grupės.
4. Neutralizavimas: karboksimetilinta celiuliozė neutralizuojama rūgštimi, tokia kaip druskos rūgštis (HCl) arba sieros rūgštis (H2SO4), kad susidarytų Na-CMC.
5. Valymas ir džiovinimas: Na-CMC išvalomas plaunant ir filtruojant, kad būtų pašalintos priemaišos, o po to džiovinamas, kad būtų gauti laisvai tekantys milteliai.

Natrio karboksimetilceliuliozės charakteristikos

Na-CMC savybės gali skirtis priklausomai nuo pakeitimo laipsnio (DS), kuris reiškia karboksimetilo grupių skaičių viename celiuliozės anhidrogliukozės vienete (AGU). Kai kurios pagrindinės Na-CMC savybės:

1. Tirpumas: Na-CMC yra labai tirpus vandenyje ir gali sudaryti skaidrų, klampų tirpalą vandenyje.
2. Klampumas: Na-CMC tirpalų klampumas priklauso nuo polimero koncentracijos, DS ir molekulinės masės. Na-CMC yra žinomas dėl savo puikių tirštinimo savybių ir gali būti naudojamas tirpalų ir suspensijų klampumui padidinti.
3. pH stabilumas: Na-CMC yra stabilus įvairiuose pH dydžių diapazonuose, nuo rūgštinio iki šarminio, todėl tinkamas naudoti įvairiais tikslais.
4. Druskos tolerancija: Na-CMC yra labai tolerantiškas druskoms ir gali išlaikyti savo klampumą bei stabilumą esant elektrolitams.
5. Terminis stabilumas: Na-CMC yra stabilus aukštoje temperatūroje ir gali būti naudojamas įvairiuose pramoniniuose procesuose, kuriems reikalingos aukštos temperatūros sąlygos.
6. Biologinis skaidumas: Na-CMC yra biologiškai skaidomas ir gali būti saugiai šalinamas į aplinką.

Išvada

Natrio karboksimetilceliuliozė yra universalus polimeras, plačiai naudojamas įvairiose pramonės srityse dėl savo puikių tirštinimo, stabilizavimo ir surišimo savybių. Na-CMC gamybos procesas apima celiuliozės ekstrahavimą, po kurio celiuliozė modifikuojama, kad būtų sukurtos karboksimetilo grupės. Na-CMC pasižymi keliomis savybėmis, tokiomis kaip tirpumas, klampumas, pH stabilumas, druskos tolerancija, terminis stabilumas ir biologinis skaidumas, todėl jis tinkamas naudoti įvairiais tikslais. Na-CMC savybes galima reguliuoti kontroliuojant pakeitimo laipsnį, molekulinę masę ir koncentraciją, todėl tai yra vertinga priemonė įvairiems pramoniniams procesams.