กระบวนการผลิตและคุณลักษณะของโซเดียมคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส

โซเดียมคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส (Na-CMC) เป็นโพลีเมอร์ที่ละลายน้ำได้ซึ่งได้มาจากเซลลูโลส ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น อาหาร ยา เครื่องสำอาง สิ่งทอ และการขุดเจาะน้ำมัน ขึ้นชื่อในเรื่องคุณสมบัติการทำให้หนาขึ้น คงตัว และยึดเกาะดีเยี่ยม ในบทความนี้ เราจะพูดถึงกระบวนการผลิตและลักษณะของโซเดียมคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส

กระบวนการผลิตโซเดียมคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส

การผลิต Na-CMC เกี่ยวข้องกับหลายขั้นตอน รวมถึงการสกัดเซลลูโลสจากเยื่อไม้ สำลี หรือแหล่งอื่นๆ ตามด้วยการปรับเปลี่ยนเซลลูโลสเพื่อสร้างหมู่คาร์บอกซีเมทิล กระบวนการผลิต Na-CMC สามารถสรุปได้ดังนี้

1. การสกัดเซลลูโลส: เซลลูโลสสกัดจากเยื่อไม้หรือแหล่งอื่นๆ โดยผ่านการบำบัดทางกลและเคมีหลายขั้นตอน รวมถึงการเยื่อกระดาษ การฟอกสี และการกลั่น
2. การบำบัดด้วยด่าง: เซลลูโลสที่สกัดออกมาจะได้รับการบำบัดด้วยสารละลายอัลคาไลน์เข้มข้น ซึ่งโดยทั่วไปคือโซเดียมไฮดรอกไซด์ (NaOH) เพื่อให้เส้นใยเซลลูโลสขยายตัวและเผยให้เห็นหมู่ไฮดรอกซิลที่เกิดปฏิกิริยา
3. อีเทอร์ริฟิเคชัน: จากนั้นเส้นใยเซลลูโลสที่บวมจะถูกทำปฏิกิริยากับโซเดียมโมโนคลอโรอะซิเตต (SMCA) โดยมีตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นด่าง เช่น โซเดียมคาร์บอเนต (Na2CO3) เพื่อแนะนำหมู่คาร์บอกซีเมทิลลงบนแกนหลักของเซลลูโลส
4. การทำให้เป็นกลาง: จากนั้นเซลลูโลสคาร์บอกซีเมทิลเลตจะถูกทำให้เป็นกลางด้วยกรด เช่น กรดไฮโดรคลอริก (HCl) หรือกรดซัลฟิวริก (H2SO4) เพื่อสร้าง Na-CMC
5. การทำให้บริสุทธิ์และการทำให้แห้ง: Na-CMC ได้รับการทำให้บริสุทธิ์โดยการล้างและกรองเพื่อขจัดสิ่งสกปรกออก จากนั้นจึงทำให้แห้งเพื่อให้ได้ผงที่ไหลอย่างอิสระ

ลักษณะของโซเดียมคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส

คุณสมบัติของ Na-CMC อาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับระดับของการทดแทน (DS) ซึ่งหมายถึงจำนวนหมู่คาร์บอกซีเมทิลต่อหน่วยแอนไฮโดรกลูโคส (AGU) ของเซลลูโลส ลักษณะสำคัญบางประการของ Na-CMC ได้แก่:

1. ความสามารถในการละลาย: Na-CMC สามารถละลายน้ำได้สูงและสามารถสร้างสารละลายใสและมีความหนืดในน้ำได้
2. ความหนืด: ความหนืดของสารละลาย Na-CMC ขึ้นอยู่กับความเข้มข้น, DS และน้ำหนักโมเลกุลของพอลิเมอร์ Na-CMC ขึ้นชื่อในด้านคุณสมบัติการทำให้หนาขึ้นได้ดีเยี่ยม และสามารถใช้เพื่อเพิ่มความหนืดของสารละลายและสารแขวนลอยได้
3. ความคงตัวของค่า pH: Na-CMC มีความเสถียรในช่วงค่า pH ที่หลากหลาย ตั้งแต่ความเป็นกรดไปจนถึงด่าง ทำให้เหมาะสำหรับใช้ในการใช้งานต่างๆ
4. ความทนทานต่อเกลือ: Na-CMC มีความทนทานต่อเกลือสูง และสามารถรักษาความหนืดและความเสถียรได้เมื่อมีอิเล็กโทรไลต์
5. ความเสถียรทางความร้อน: Na-CMC มีความเสถียรที่อุณหภูมิสูง และสามารถใช้ในกระบวนการอุตสาหกรรมต่างๆ ที่ต้องใช้สภาวะอุณหภูมิสูง
6. ความสามารถในการย่อยสลายทางชีวภาพ: Na-CMC สามารถย่อยสลายทางชีวภาพได้และสามารถกำจัดออกสู่สิ่งแวดล้อมได้อย่างปลอดภัย

บทสรุป

โซเดียมคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลสเป็นโพลีเมอร์อเนกประสงค์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในงานอุตสาหกรรมต่างๆ เนื่องจากมีคุณสมบัติในการทำให้หนาขึ้น คงตัว และยึดเกาะได้ดีเยี่ยม กระบวนการผลิต Na-CMC เกี่ยวข้องกับการสกัดเซลลูโลสตามด้วยการดัดแปลงเซลลูโลสเพื่อสร้างหมู่คาร์บอกซีเมทิล Na-CMC มีลักษณะหลายประการ เช่น ความสามารถในการละลาย ความหนืด ความคงตัวของ pH ความทนทานต่อเกลือ ความคงตัวทางความร้อน และความสามารถในการย่อยสลายทางชีวภาพ ซึ่งทำให้เหมาะสำหรับใช้ในการใช้งานต่างๆ คุณสมบัติของ Na-CMC สามารถปรับเปลี่ยนได้โดยการควบคุมระดับการทดแทน น้ำหนักโมเลกุล และความเข้มข้น ทำให้เป็นเครื่องมือที่มีคุณค่าสำหรับกระบวนการทางอุตสาหกรรมต่างๆ