የካርቦሃይድሬት ሴሉሎስን ማዘጋጀት

ካርቦክሲሜቲል ሴሉሎስ (ሲኤምሲ)ከሴሉሎስ የተገኘ ሁለገብ ውሃ-የሚሟሟ ፖሊመር ነው፣ እሱም በእጽዋት ሴል ግድግዳዎች ውስጥ የሚገኝ ተፈጥሯዊ ፖሊሶካካርዴ ነው። ሲኤምሲ በተለያዩ ኢንዱስትሪዎች ውስጥ ምግብ፣ ፋርማሲዩቲካል፣ ኮስሜቲክስ፣ ጨርቃጨርቅ፣ ወረቀት እና ሌሎችም በመሳሰሉት ልዩ ባህሪያቱ እንደ ውፍረት፣ ማረጋጊያ፣ ማሰር፣ ፊልም መቅረጽ እና የውሃ ማቆየት የመሳሰሉ ሰፊ መተግበሪያዎችን ያገኛል። የሲኤምሲ ዝግጅት ሴሉሎስን ከተፈጥሯዊ ምንጮች ከማውጣት ጀምሮ በርካታ ደረጃዎችን ያካትታል ከዚያም የካርቦሃይድሬትስ ቡድኖችን ለማስተዋወቅ ማሻሻያውን ያካትታል.

1. የሴሉሎስን ማውጣት;
በሲኤምሲ ዝግጅት ውስጥ የመጀመሪያው እርምጃ ሴሉሎስን ከተፈጥሮ ምንጮች ለምሳሌ ከእንጨት, ከጥጥ የተሰሩ ጥጥሮች ወይም ሌሎች የእፅዋት ፋይበርዎች ማውጣት ነው. ሴሉሎስ በተለምዶ የሚመነጨው መፍጨት፣ ማጽዳት እና ማጽዳትን ጨምሮ በተከታታይ ሂደቶች ነው። ለምሳሌ የእንጨት ብስባሽ በሜካኒካል ወይም በኬሚካላዊ ማራገፊያ ሂደቶች በክሎሪን ወይም በሃይድሮጂን ፓርሞክሳይድ ማጽዳት እና ሊንጂንን ማስወገድ ይቻላል.

2. የሴሉሎስን ማግበር;
ሴሉሎስ ከወጣ በኋላ የካርቦሃይድሬትስ ቡድኖችን ማስተዋወቅን ለማመቻቸት መንቃት ያስፈልገዋል. ማግበር ብዙውን ጊዜ ሴሉሎስን ከአልካላይን እንደ ሶዲየም ሃይድሮክሳይድ (ናኦኤች) ወይም ሶዲየም ካርቦኔት (Na2CO3) በሙቀት እና ግፊት ቁጥጥር ስር በማከም ይከናወናል። የአልካሊ ህክምና የሴሉሎስን ፋይበር ያብጣል እና የውስጣዊ እና የኢንተርሞለኪውላር ሃይድሮጂን ቦንዶችን በመስበር ተግባራቸውን ይጨምራል።

3. የካርቦክሲሜትል ምላሽ
ገቢር የሆነው ሴሉሎስ ለካርቦክሲሜቲልሽን ምላሽ የተጋለጠ ሲሆን የካርቦክሲሚል ቡድኖች (-CH2COOH) ወደ ሴሉሎስ ሰንሰለቶች ሃይድሮክሳይል ቡድኖች እንዲገቡ ይደረጋል። ይህ ምላሽ በተለምዶ እንደ ሶዲየም ሃይድሮክሳይድ (ናኦኤች) ያሉ የአልካላይን ማነቃቂያዎች ባሉበት የነቃውን ሴሉሎስን በሶዲየም ሞኖክሎሮአቴት (SMCA) ምላሽ በመስጠት ይከናወናል። ምላሹ እንደሚከተለው ሊወከል ይችላል.

ሴሉሎስ + ክሎሮአክቲክ አሲድ → ካርቦክሲሜቲል ሴሉሎስ + ናሲል

ከፍተኛ ምርትን እና የሚፈለገውን የመተካት ደረጃ (DS)ን ለማረጋገጥ የሙቀት መጠንን፣ ምላሽ ጊዜን፣ የሪኤጀንቶችን ትኩረት እና ፒኤችን ጨምሮ የአጸፋው ሁኔታዎች በጥንቃቄ ቁጥጥር ይደረግባቸዋል ይህም በሴሉሎስ ሰንሰለት የግሉኮስ ክፍል ውስጥ የገቡትን አማካይ የካርቦቢሚቲል ቡድኖችን ያመለክታል።

4. ገለልተኛ መሆን እና መታጠብ;
ከካርቦክሲሜይሌሽን ምላሽ በኋላ የተገኘው ካርቦክሲሜቲል ሴሉሎስ ከመጠን በላይ አልካላይን እና ያልተነካ ክሎሮአክቲክ አሲድ ለማስወገድ ገለልተኛ ይሆናል። ይህ በተለምዶ ምርቱን በውሃ በማጠብ ወይም በዲሉቲክ አሲድ መፍትሄ በማጣራት እና ጠንካራ CMCን ከአፀፋው ድብልቅ ለመለየት.

5. መንጻት፡
ከዚያም የተጣራው ሲኤምሲ በውሃ ብዙ ጊዜ ይታጠባል እንደ ጨዎች፣ ያልተነኩ ሪጀንቶች እና ተረፈ ምርቶች ያሉ ቆሻሻዎችን ያስወግዳል። የተጣራውን ሲኤምሲ ከመታጠቢያው ውሃ ለመለየት ማጣሪያ ወይም ሴንትሪፍግሽን ሊሰራ ይችላል.

6. ማድረቅ;
በመጨረሻም, የተጣራው ካርቦክሲሜቲል ሴሉሎስ የተረፈውን እርጥበት ለማስወገድ እና የተፈለገውን ምርት በደረቅ ዱቄት ወይም ጥራጥሬ መልክ ለማግኘት ይደርቃል. እንደ የመጨረሻው ምርት በሚፈለገው ባህሪ ላይ በመመስረት እንደ አየር ማድረቅ፣ የቫኩም ማድረቂያ ወይም የመርጨት ማድረቅን የመሳሰሉ የተለያዩ ዘዴዎችን በመጠቀም ማድረቅ ሊከናወን ይችላል።

7. ባህሪ እና የጥራት ቁጥጥር፡-
የደረቀውሲኤምሲምርቱ ኬሚካዊ አወቃቀሩን ፣ የመተካት ደረጃውን ፣ የሞለኪውላዊ ክብደትን እና ንፅህናን ለማረጋገጥ እንደ ፎሪየር ትራንስፎርሜሽን ኢንፍራሬድ ስፔክትሮስኮፒ (FTIR) ፣ ኑክሌር ማግኔቲክ ሬዞናንስ (NMR) እና viscosity መለኪያዎች ባሉ የተለያዩ የባህሪ ቴክኒኮች ተሰጥቷል። ምርቱ ለታለመላቸው አፕሊኬሽኖች የሚያስፈልጉትን መስፈርቶች ማሟላቱን ለማረጋገጥ የጥራት ቁጥጥር ሙከራዎችም ይከናወናሉ።

የካርቦሃይድሬት ሴሉሎስ ዝግጅት ሴሉሎስን ከተፈጥሮ ምንጮች ማውጣትን ፣ ማግበር ፣ የካርቦክሲሜይሊሽን ምላሽ ፣ ገለልተኛነት ፣ ማጽዳት ፣ ማድረቅ እና ባህሪን ጨምሮ በርካታ እርምጃዎችን ያካትታል። እያንዳንዱ እርምጃ ከፍተኛ ምርትን፣ የተፈለገውን የመተካት ደረጃ እና የመጨረሻውን ምርት ጥራት ለማግኘት የምላሽ ሁኔታዎችን እና መለኪያዎችን በጥንቃቄ መቆጣጠርን ይጠይቃል። ሲኤምሲ በልዩ ባህሪያቱ እና ሁለገብነቱ የተነሳ ከተለያዩ አፕሊኬሽኖች ጋር በስፋት ጥቅም ላይ የዋለ ፖሊመር ነው።