Падрыхтоўка карбоксиметил цэлюлозы

Карбоксиметил цэлюлоза (CMC)гэта ўніверсальны вадзяны растваральны палімер, атрыманы з цэлюлозы, які ўяўляе сабой натуральны поліцукрыд, які змяшчаецца ў раслінных клеткавых сценках. CMC знаходзіць шырокае прымяненне ў розных галінах галіны, уключаючы прадукты харчавання, фармацэўтыкі, касметыку, тэкстыль, паперу і многія іншыя з-за яго унікальных уласцівасцей, такіх як патаўшчэнне, стабілізацыя, звязванне, фарміраванне фільмаў і ўтрыманне вады. Падрыхтоўка CMC прадугледжвае некалькі этапаў, пачынаючы з здабычы цэлюлозы з прыродных крыніц з наступным яго мадыфікацыяй для ўвядзення карбоксиметильных груп.

1. Выдаленне цэлюлозы:
Першы крок у падрыхтоўцы CMC - гэта здабыча цэлюлозы з прыродных крыніц, такіх як драўляная мякаці, баваўняная лінтры або іншыя раслінныя валокны. Цэлюлоза звычайна атрымліваецца праз шэраг працэсаў, уключаючы мякаці, адбельванне і ачышчэнне. Напрыклад, драўляная мякаць можна атрымаць праз механічныя або хімічныя працэсы мякаці, з наступным адбельваннем хлорам або перакісам вадароду для выдалення прымешак і лігніну.

2. Актывацыя цэлюлозы:
Пасля здабычы цэлюлозы яе трэба актываваць, каб палегчыць увядзенне карбоксиметильных груп. Актывацыя звычайна дасягаецца пры лячэнні цэлюлозы шчолачы, такімі як гідраксід натрыю (NAOH) або карбанат натрыю (NA2CO3) пры кантраляваных умовах тэмпературы і ціску. Шчолачная апрацоўка набрала цэлюлозныя валокны і павышае іх рэактыўнасць, парушаючы ўнутры і міжмалекулярныя вадародныя сувязі.

3. Рэакцыя карбоксіметыляцыі:
Затым актываваная цэлюлоза падвяргаецца рэакцыі карбоксиметилирования, калі карбоксіметыльныя групы (-CH2COOH) уводзяцца ў гідраксільныя групы ланцугоў цэлюлозы. Звычайна гэтая рэакцыя праводзіцца шляхам рэагавання актываванай цэлюлозы з монохлораацетатам натрыю (SMCA) пры наяўнасці шчолачнага каталізатара, напрыклад, гідраксіду натрыю (NAOH). Рэакцыя можа быць прадстаўлена наступным чынам:

Цэлюлоза + хлораоксусная кіслата → карбоксиметил цэлюлоза + NaCl

Умовы рэакцыі, уключаючы тэмпературу, час рэакцыі, канцэнтрацыю рэагентаў і рН, старанна кантралююцца, каб забяспечыць высокі ўраджай і жаданую ступень замены (DS), што ставіцца да сярэдняй колькасці карбоксиметильных груп, уведзеных на адзінку глюкозы цэлюлознай ланцуга.

4. Нейтралізацыя і мыццё:
Пасля рэакцыі карбоксиметилирования атрыманая карбоксиметил цэлюлоза нейтралізуецца, каб выдаліць лішні шчолач і нерэакторную хлораоцетовую кіслату. Звычайна гэта дасягаецца прамываннем прадукту вадой або разведзеным кіслотнасцю з наступнай фільтрацыяй, каб аддзяліць цвёрдую CMC ад рэакцыйнай сумесі.

5. Ачыстка:
Затым вычышчаны CMC прамываюць вадой некалькі разоў, каб выдаліць прымешкі, такія як солі, непрастуджаныя рэагенты і пабочныя прадукты. Фільтрацыя або цэнтрафугаванне могуць быць выкарыстаны для аддзялення вычышчанага CMC ад мыйнай вады.

6. Сушка:
Нарэшце, вычышчаная карбоксиметил цэлюлоза сушаць, каб выдаліць рэшткавую вільгаць і атрымаць патрэбны прадукт у выглядзе сухога парашка або гранул. Высыпанне можа быць дасягнута з выкарыстаннем розных метадаў, такіх як сушка паветра, сушка вакууму або высыханне распылення ў залежнасці ад патрэбных характарыстык канчатковага прадукту.

7. Характарыстыка і кантроль якасці:
СушыліCMCПрадукт падвяргаецца рознай характарыстыцы метадаў, такіх як інфрачырвоная спектраскапія Фур'е (FTIR), ядзерны магнітны рэзананс (ЯМР) і вымярэнне глейкасці для пацверджання яго хімічнай структуры, ступені замены, малекулярнай масы і чысціні. Таксама праводзяцца тэсты на кантроль якасці, каб гарантаваць, што прадукт адпавядае неабходным спецыфікацыям для прызначаных прыкладанняў.

Падрыхтоўка карбоксиметил цэлюлозы ўключае ў сябе некалькі этапаў, уключаючы экстракцыю цэлюлозы з прыродных крыніц, актывацыю, рэакцыю карбоксиметилирования, нейтралізацыю, ачышчэнне, высыханне і характарыстыку. Кожны крок патрабуе ўважлівага кантролю ўмоў рэакцыі і параметраў для дасягнення высокай ураджайнасці, патрэбнай ступені замены і якасці канчатковага прадукту. CMC - гэта шырока выкарыстоўваецца палімер з рознымі прыкладаннямі з -за яго унікальных уласцівасцей і універсальнасці.