Karboksimetilselülozun hazırlanması

Karboksimetilselüloz (CMC)bitki hüceyrə divarlarında tapılan təbii polisaxarid olan sellülozadan əldə edilən çox yönlü suda həll olunan polimerdir. CMC, qalınlaşdırıcı, sabitləşdirici, yapışdırıcı, film əmələ gətirən və su tutma kimi unikal xüsusiyyətlərinə görə qida, əczaçılıq, kosmetika, tekstil, kağız və bir çox başqa sənayelər daxil olmaqla müxtəlif sənayelərdə geniş tətbiqlər tapır. CMC-nin hazırlanması təbii mənbələrdən selülozun çıxarılmasından başlayaraq, onun karboksimetil qruplarını təqdim etmək üçün modifikasiyası ilə başlayan bir neçə addımı əhatə edir.

1. Sellülozanın çıxarılması:
CMC-nin hazırlanmasında ilk addım ağac sellülozu, pambıq linters və ya digər bitki lifləri kimi təbii mənbələrdən sellülozun çıxarılmasıdır. Sellüloza adətən pulpa, ağartma və təmizlənmə daxil olmaqla bir sıra proseslər vasitəsilə əldə edilir. Məsələn, odun kütləsi mexaniki və ya kimyəvi pulplaşdırma prosesləri ilə, sonra çirkləri və liqnini çıxarmaq üçün xlor və ya hidrogen peroksid ilə ağartmaqla əldə edilə bilər.

2. Sellülozanın aktivləşdirilməsi:
Sellüloza çıxarıldıqdan sonra, karboksimetil qruplarının daxil olmasını asanlaşdırmaq üçün onu aktivləşdirmək lazımdır. Aktivləşdirmə adətən selülozun natrium hidroksid (NaOH) və ya natrium karbonat (Na2CO3) kimi qələvi ilə idarə olunan temperatur və təzyiq şəraitində müalicəsi ilə əldə edilir. Qələvi müalicəsi selüloz liflərini şişirir və intra və molekullararası hidrogen bağlarını qıraraq onların reaktivliyini artırır.

3. Karboksimetilləşmə reaksiyası:
Aktivləşdirilmiş sellüloza daha sonra karboksimetil qruplarının (-CH2COOH) selüloz zəncirlərinin hidroksil qruplarına daxil olduğu karboksimetilləşmə reaksiyasına məruz qalır. Bu reaksiya adətən aktivləşdirilmiş sellülozun natrium hidroksid (NaOH) kimi qələvi katalizatorun iştirakı ilə natrium monoxloroasetat (SMCA) ilə reaksiya verməsi ilə həyata keçirilir. Reaksiya aşağıdakı kimi təqdim edilə bilər:

Sellüloza + Xloroasetik turşu → Karboksimetil Sellüloza + NaCl

Reaksiya şərtləri, o cümlədən temperatur, reaksiya müddəti, reagentlərin konsentrasiyası və pH yüksək məhsuldarlığı və selüloz zəncirinin qlükoza vahidinə daxil olan karboksimetil qruplarının orta sayına istinad edən istədiyiniz əvəzetmə dərəcəsini (DS) təmin etmək üçün diqqətlə idarə olunur.

4. Neytrallaşdırma və yuyulma:
Karboksimetilləşmə reaksiyasından sonra yaranan karboksimetilselüloz artıq qələvi və reaksiyaya girməmiş xloroasetik turşunu çıxarmaq üçün zərərsizləşdirilir. Buna adətən məhsulun su və ya seyreltilmiş turşu məhlulu ilə yuyulması, ardınca bərk CMC-ni reaksiya qarışığından ayırmaq üçün filtrasiya yolu ilə əldə edilir.

5. Təmizləmə:
Təmizlənmiş CMC daha sonra duzlar, reaksiyaya girməmiş reagentlər və əlavə məhsullar kimi çirkləri təmizləmək üçün dəfələrlə su ilə yuyulur. Təmizlənmiş CMC-ni yuma suyundan ayırmaq üçün filtrasiya və ya sentrifuqadan istifadə edilə bilər.

6. Qurutma:
Nəhayət, təmizlənmiş karboksimetil selüloz qalıq rütubəti çıxarmaq və quru toz və ya qranullar şəklində istədiyiniz məhsulu almaq üçün qurudulur. Qurutma son məhsulun istənilən xüsusiyyətlərindən asılı olaraq hava ilə qurutma, vakuumla qurutma və ya sprey qurutma kimi müxtəlif üsullardan istifadə etməklə həyata keçirilə bilər.

7. Xüsusiyyətlər və Keyfiyyətə Nəzarət:
QurudulmuşCMCməhsul kimyəvi quruluşunu, əvəzetmə dərəcəsini, molekulyar çəkisini və saflığını təsdiqləmək üçün Furye transformasiyalı infraqırmızı spektroskopiya (FTIR), nüvə maqnit rezonansı (NMR) və özlülük ölçmələri kimi müxtəlif xarakteristika üsullarına məruz qalır. Məhsulun nəzərdə tutulan tətbiqləri üçün tələb olunan spesifikasiyalara cavab verməsini təmin etmək üçün keyfiyyətə nəzarət testləri də həyata keçirilir.

karboksimetilselülozun hazırlanması təbii mənbələrdən selülozun çıxarılması, aktivləşdirmə, karboksimetilləşmə reaksiyası, zərərsizləşdirmə, təmizlənmə, qurutma və xarakteristika daxil olmaqla bir neçə mərhələni əhatə edir. Hər bir addım yüksək məhsuldarlığa, istənilən əvəzetmə dərəcəsinə və son məhsulun keyfiyyətinə nail olmaq üçün reaksiya şəraitinə və parametrlərinə diqqətlə nəzarət etməyi tələb edir. CMC unikal xüsusiyyətləri və çox yönlü olması səbəbindən müxtəlif tətbiqlərə malik geniş istifadə olunan polimerdir.