Productieproces en kenmerken van natriumcarboxymethylcellulose

Natriumcarboxymethylcellulose (Na-CMC) is een in water oplosbaar polymeer afgeleid van cellulose, dat veel wordt gebruikt in verschillende industriële toepassingen zoals voedsel, farmaceutische producten, cosmetica, textiel en olieboringen. Het staat bekend om zijn uitstekende verdikkende, stabiliserende en bindende eigenschappen. In dit artikel bespreken we het productieproces en de kenmerken van natriumcarboxymethylcellulose.

Productieproces van natriumcarboxymethylcellulose

De productie van Na-CMC omvat verschillende stappen, waaronder de extractie van cellulose uit houtpulp, katoenlinters of andere bronnen, gevolgd door de modificatie van cellulose om carboxymethylgroepen te creëren. Het productieproces van Na-CMC kan als volgt worden samengevat:

1. Cellulose-extractie: Cellulose wordt gewonnen uit houtpulp of andere bronnen door middel van een reeks mechanische en chemische behandelingen, waaronder verpulveren, bleken en raffineren.
2. Alkalibehandeling: De geëxtraheerde cellulose wordt behandeld met een sterke alkalische oplossing, meestal natriumhydroxide (NaOH), om de cellulosevezels te doen zwellen en reactieve hydroxylgroepen bloot te leggen.
3. Verethering: De gezwollen cellulosevezels worden vervolgens gereageerd met natriummonochlooracetaat (SMCA) in aanwezigheid van een alkalische katalysator zoals natriumcarbonaat (Na2CO3) om carboxymethylgroepen op de cellulosehoofdketen te introduceren.
4. Neutralisatie: De gecarboxymethyleerde cellulose wordt vervolgens geneutraliseerd met een zuur zoals zoutzuur (HCl) of zwavelzuur (H2SO4) om Na-CMC te vormen.
5. Zuivering en drogen: Het Na-CMC wordt gezuiverd door wassen en filteren om eventuele onzuiverheden te verwijderen en vervolgens gedroogd om een ​​vrijstromend poeder te verkrijgen.

Kenmerken van natriumcarboxymethylcellulose

De eigenschappen van Na-CMC kunnen variëren afhankelijk van de substitutiegraad (DS), die verwijst naar het aantal carboxymethylgroepen per anhydroglucose-eenheid (AGU) van cellulose. Enkele van de belangrijkste kenmerken van Na-CMC zijn:

1. Oplosbaarheid: Na-CMC is zeer goed oplosbaar in water en kan heldere, stroperige oplossingen in water vormen.
2. Viscositeit: De viscositeit van Na-CMC-oplossingen hangt af van de concentratie, DS en het molecuulgewicht van het polymeer. Na-CMC staat bekend om zijn uitstekende verdikkingseigenschappen en kan worden gebruikt om de viscositeit van oplossingen en suspensies te verhogen.
3. pH-stabiliteit: Na-CMC is stabiel over een breed scala aan pH-waarden, van zuur tot alkalisch, waardoor het geschikt is voor gebruik in verschillende toepassingen.
4. Zouttolerantie: Na-CMC is zeer tolerant ten opzichte van zouten en kan zijn viscositeit en stabiliteit behouden in de aanwezigheid van elektrolyten.
5. Thermische stabiliteit: Na-CMC is stabiel bij hoge temperaturen en kan worden gebruikt in verschillende industriële processen die hoge temperaturen vereisen.
6. Biologische afbreekbaarheid: Na-CMC is biologisch afbreekbaar en kan veilig in het milieu worden verwijderd.

Conclusie

Natriumcarboxymethylcellulose is een veelzijdig polymeer dat veel wordt gebruikt in verschillende industriële toepassingen vanwege zijn uitstekende verdikkende, stabiliserende en bindende eigenschappen. Het productieproces van Na-CMC omvat de extractie van cellulose, gevolgd door de modificatie van cellulose om carboxymethylgroepen te creëren. Na-CMC heeft verschillende kenmerken zoals oplosbaarheid, viscositeit, pH-stabiliteit, zouttolerantie, thermische stabiliteit en biologische afbreekbaarheid, waardoor het geschikt is voor gebruik in verschillende toepassingen. De eigenschappen van Na-CMC kunnen worden aangepast door de substitutiegraad, het molecuulgewicht en de concentratie te regelen, waardoor het een waardevol hulpmiddel wordt voor verschillende industriële processen.