Výrobný proces a vlastnosti sodnej soli karboxymetylcelulózy

Sodná soľ karboxymetylcelulózy (Na-CMC) je vo vode rozpustný polymér odvodený od celulózy, ktorý sa široko používa v rôznych priemyselných aplikáciách, ako sú potraviny, liečivá, kozmetika, textil a ropné vrty. Je známy svojimi vynikajúcimi zahusťovacími, stabilizačnými a spojivovými vlastnosťami. V tomto článku budeme diskutovať o výrobnom procese a charakteristikách sodnej soli karboxymetylcelulózy.

Výrobný proces sodnej soli karboxymetylcelulózy

Výroba Na-CMC zahŕňa niekoľko krokov, vrátane extrakcie celulózy z drevnej buničiny, bavlneného lintra alebo iných zdrojov, po ktorej nasleduje modifikácia celulózy na vytvorenie karboxymetylových skupín. Výrobný proces Na-CMC možno zhrnúť takto:

1. Extrakcia celulózy: Celulóza sa získava z drevnej buničiny alebo iných zdrojov pomocou série mechanických a chemických úprav, vrátane buničiny, bielenia a rafinácie.
2. Alkalické spracovanie: Extrahovaná celulóza sa spracuje silným alkalickým roztokom, typicky hydroxidom sodným (NaOH), aby napučali celulózové vlákna a obnažili reaktívne hydroxylové skupiny.
3. Éterifikácia: Napučané celulózové vlákna potom reagujú s monochlóracetátom sodným (SMCA) v prítomnosti alkalického katalyzátora, ako je uhličitan sodný (Na2C03), aby sa zaviedli karboxymetylové skupiny na kostru celulózy.
4. Neutralizácia: Karboxymetylovaná celulóza sa potom neutralizuje kyselinou, ako je kyselina chlorovodíková (HCl) alebo kyselina sírová (H2SO4), čím sa vytvorí Na-CMC.
5. Čistenie a sušenie: Na-CMC sa čistí premytím a filtráciou, aby sa odstránili všetky nečistoty, a potom sa suší, čím sa získa voľne tečúci prášok.

Charakteristika sodnej soli karboxymetylcelulózy

Vlastnosti Na-CMC sa môžu meniť v závislosti od stupňa substitúcie (DS), ktorý sa vzťahuje na počet karboxymetylových skupín na anhydroglukózovú jednotku (AGU) celulózy. Niektoré z kľúčových charakteristík Na-CMC sú:

1. Rozpustnosť: Na-CMC je vysoko rozpustný vo vode a môže tvoriť číre, viskózne roztoky vo vode.
2. Viskozita: Viskozita roztokov Na-CMC závisí od koncentrácie, DS a molekulovej hmotnosti polyméru. Na-CMC je známy svojimi vynikajúcimi zahusťovacími vlastnosťami a môže sa použiť na zvýšenie viskozity roztokov a suspenzií.
3. Stabilita pH: Na-CMC je stabilný v širokom rozsahu hodnôt pH, od kyslých po zásadité, vďaka čomu je vhodný na použitie v rôznych aplikáciách.
4. Tolerancia soli: Na-CMC je vysoko tolerantný voči soliam a môže si zachovať svoju viskozitu a stabilitu v prítomnosti elektrolytov.
5. Tepelná stabilita: Na-CMC je stabilný pri vysokých teplotách a môže byť použitý v rôznych priemyselných procesoch, ktoré vyžadujú vysokoteplotné podmienky.
6. Biologická odbúrateľnosť: Na-CMC je biologicky odbúrateľný a možno ho bezpečne zlikvidovať v životnom prostredí.

Záver

Sodná soľ karboxymetylcelulózy je všestranný polymér, ktorý je široko používaný v rôznych priemyselných aplikáciách vďaka svojim vynikajúcim zahusťovacím, stabilizačným a spojivovým vlastnostiam. Výrobný proces Na-CMC zahŕňa extrakciu celulózy, po ktorej nasleduje modifikácia celulózy na vytvorenie karboxymetylových skupín. Na-CMC má niekoľko charakteristík, ako je rozpustnosť, viskozita, stabilita pH, tolerancia soli, tepelná stabilita a biologická odbúrateľnosť, vďaka ktorým je vhodný na použitie v rôznych aplikáciách. Vlastnosti Na-CMC je možné upraviť riadením stupňa substitúcie, molekulovej hmotnosti a koncentrácie, čo z neho robí cenný nástroj pre rôzne priemyselné procesy.