Priprema karboksimetil celuloze

Carboxymetil celuloza (CMC)Je li svestran polimer koji se raduje u vodi izvedeni iz celuloze, koji je prirodni polisaharid koji se nalazi u zidovima biljnih ćelija. CMC pronalazi opsežne aplikacije u raznim industrijama, uključujući hranu, farmaceutske, kozmetiku, tekstil, papir i mnoge druge zbog njegovih jedinstvenih svojstava kao što su zadebljanje, stabilizacija, obvezujuće, formiranje filma i zadržavanje vode i zadržavanje vode. Priprema CMC-a uključuje nekoliko koraka počevši od vađenja celuloze iz prirodnih izvora, nakon čega slijedi njegova izmjena za uvođenje karboksimetila.

1. Ekstrakcija celuloze:
Prvi korak u pripremi CMC-a je vađenje celuloze iz prirodnih izvora kao što su drvna celulozi, konzerve pamuka ili drugih biljnih vlakana. Celuloza se obično dobiva kroz niz procesa, uključujući pulpiranje, izbjeljivanje i pročišćavanje. Na primjer, drvna pulpa može se dobiti mehaničkim ili kemijskim propaljima, nakon čega slijedi izbjeljivanje sa hlorom ili vodikovim peroksidom za uklanjanje nečistoća i lignina.

2. Aktivacija celuloze:
Nakon izvlačenja celuloze, treba ga aktivirati kako bi se olakšalo uvođenje karboksimetila. Aktivacija se obično postiže tretiranjem celuloze alkali poput natrijum hidroksida (NAOH) ili natrijum-karbonata (NA2CO3) pod kontroliranim uvjetima temperature i pritiska. Liječenje Alkali nabubrila je celuloznu vlakna i povećava njihovu reaktivnost razbijanjem unutar i intermolekularne vodikove obveznice.

3. Karboksimetilacije reakcije:
Aktivirana celuloza potom je podvrgnuta reakciji karboksimetilacije u kojoj se u hidroksilne grupe lanca celulozore uvodi karboksimetilacije u kojoj se uvode karboksimetil. Ova se reakcija obično vrši reagiranom aktiviranom celulozom natrijum monohloracetatom (SMCA) u prisustvu alkalne katalizatora kao što su natrijum hidroksid (NAOH). Reakcija se može predstavljati na sljedeći način:

Celulozna + kloroocetna kiselina → karboksimetil celuloza + nacl

Reakcijski uvjeti, uključujući temperaturu, vrijeme reakcije, koncentraciju reagenata, a pH pažljivo se kontroliraju kako bi se osiguralo visok prinos i željeni stupanj zamjene (DS) koji se odnose na prosječni broj karboksimetila u uvedenoj po glukoznoj jedinici lanca celuloze.

4. Neutralizacija i pranje:
Nakon reakcije karboksimetilacije, rezultirajuća karboksimetil celuloza neutralizirana je za uklanjanje viška alkalne i nereagovane kloroocetne kiseline. To se obično postiže pranjem proizvoda vodom ili razblaženom kiselinom, nakon čega slijedi filtracija za odvajanje čvrstog CMC-a iz reakcijske smjese.

5. Pročišćenje:
Pročišćeni CMC se zatim višestruko prati vodom za uklanjanje nečistoća poput soli, nereagovanih reagensa i nusproizvoda. Filtracija ili centrifugiranje mogu se koristiti za odvajanje pročišćenog CMC-a iz vode za pranje.

6. Sušenje:
Konačno, pročišćena karboksimetil celuloza se osuše kako bi se uklonila preostala vlaga i dobije željeni proizvod u obliku suvog praha ili granula. Sušenje se može postići različitim metodama kao što su sušenje zraka, sušenje vakuuma ili sušenje prskanja ovisno o željenim karakteristikama konačnog proizvoda.

7. Karakterizacija i kontrola kvaliteta:
SušenaCMCProizvod je podvrgnut raznim tehnikama karakterizacije, poput infracrvene spektroskopije transformacije (FTIR), nuklearna magnetska rezonanca (NMR) i mjerenja viskoznosti za potvrdu njegove hemijske strukture, stepena za zamjenu, molekularne težine i čistoće. Ispitivanja kontrole kvalitete se takođe izvode kako bi se osiguralo da proizvod ispunjava potrebne specifikacije za svoje predviđene aplikacije.

Priprema karboksimetil celuloze uključuje nekoliko koraka, uključujući vađenje celuloze iz prirodnih izvora, aktivacije, karboksimetilacije reakcije, neutralizacije, pročišćavanja, sušenja i karakterizacije. Svaki korak zahtijeva pažljivu kontrolu reakcijskih uvjeta i parametara za postizanje visokog prinosa, željenog stupnja zamjene i kvalitete konačnog proizvoda. CMC je široko korišten polimer sa različitim aplikacijama zbog njegovih jedinstvenih svojstava i svestranosti.