Procesul de fabricație și caracteristicile carboximetil celulozei de sodiu

Carboximetil celuloza de sodiu (Na-CMC) este un polimer solubil în apă derivat din celuloză, care este utilizat pe scară largă în diverse aplicații industriale, cum ar fi alimente, produse farmaceutice, cosmetice, textile și foraje petroliere. Este cunoscut pentru proprietățile sale excelente de îngroșare, stabilizare și legare. În acest articol, vom discuta despre procesul de fabricație și caracteristicile carboximetil celulozei de sodiu.

Procesul de fabricație a carboximetil celulozei de sodiu

Producția de Na-CMC implică mai multe etape, inclusiv extracția celulozei din pastă de lemn, linters de bumbac sau alte surse, urmată de modificarea celulozei pentru a crea grupări carboximetil. Procesul de fabricație al Na-CMC poate fi rezumat după cum urmează:

1. Extracția celulozei: Celuloza este extrasă din pastă de lemn sau din alte surse printr-o serie de tratamente mecanice și chimice, inclusiv pulpare, albire și rafinare.
2. Tratament alcalin: Celuloza extrasă este tratată cu o soluție alcalină puternică, de obicei hidroxid de sodiu (NaOH), pentru a umfla fibrele de celuloză și a expune grupările hidroxil reactive.
3. Eterificare: Fibrele de celuloză umflate reacţionează apoi cu monocloracetat de sodiu (SMCA) în prezenţa unui catalizator alcalin cum ar fi carbonatul de sodiu (Na2CO3) pentru a introduce grupări carboximetil pe scheletul celulozei.
4. Neutralizare: Celuloza carboximetilată este apoi neutralizată cu un acid cum ar fi acidul clorhidric (HCl) sau acidul sulfuric (H2SO4) pentru a forma Na-CMC.
5. Purificare și uscare: Na-CMC este purificat prin spălare și filtrare pentru a îndepărta orice impurități și apoi uscat pentru a obține o pulbere care curge liber.

Caracteristicile carboximetil celulozei de sodiu

Proprietățile Na-CMC pot varia în funcție de gradul de substituție (DS), care se referă la numărul de grupări carboximetil per unitate de anhidroglucoză (AGU) a celulozei. Unele dintre caracteristicile cheie ale Na-CMC sunt:

1. Solubilitate: Na-CMC este foarte solubil în apă și poate forma soluții limpezi, vâscoase în apă.
2. Vâscozitate: Vâscozitatea soluțiilor Na-CMC depinde de concentrația, DS și greutatea moleculară a polimerului. Na-CMC este cunoscut pentru proprietățile sale excelente de îngroșare și poate fi utilizat pentru a crește vâscozitatea soluțiilor și suspensiilor.
3. Stabilitate pH: Na-CMC este stabil pe o gamă largă de valori ale pH-ului, de la acid la alcalin, făcându-l potrivit pentru utilizare în diverse aplicații.
4. Toleranță la sare: Na-CMC este foarte tolerant la săruri și își poate menține vâscozitatea și stabilitatea în prezența electroliților.
5. Stabilitate termică: Na-CMC este stabil la temperaturi ridicate și poate fi utilizat în diferite procese industriale care necesită condiții de temperatură ridicată.
6. Biodegradabilitate: Na-CMC este biodegradabil și poate fi eliminat în siguranță în mediu.

Concluzie

Carboximetil celuloza de sodiu este un polimer versatil care este utilizat pe scară largă în diverse aplicații industriale datorită proprietăților sale excelente de îngroșare, stabilizare și legare. Procesul de fabricație al Na-CMC implică extracția celulozei urmată de modificarea celulozei pentru a crea grupări carboximetil. Na-CMC are mai multe caracteristici, cum ar fi solubilitatea, vâscozitatea, stabilitatea pH-ului, toleranța la sare, stabilitatea termică și biodegradabilitatea, ceea ce îl face potrivit pentru utilizare în diverse aplicații. Proprietățile Na-CMC pot fi ajustate prin controlul gradului de substituție, greutății moleculare și concentrației, făcându-l un instrument valoros pentru diferite procese industriale.