કાર્બોક્સિમેથિલ સેલ્યુલોઝની તૈયારી

કાર્બોક્સિમેથિલ સેલ્યુલોઝ (સીએમસી)સેલ્યુલોઝમાંથી ઉદ્દભવેલો એક બહુમુખી જળ દ્રાવ્ય પોલિમર છે, જે છોડના કોષની દિવાલોમાં જોવા મળતો કુદરતી પોલિસેકરાઇડ છે. સીએમસી વિવિધ ઉદ્યોગોમાં વ્યાપક એપ્લિકેશનો મેળવે છે, જેમાં જાડા, સ્થિરતા, બંધનકર્તા, ફિલ્મ-નિર્માણ અને પાણીની રીટેન્શન જેવા તેના અનન્ય ગુણધર્મોને કારણે ખોરાક, ફાર્માસ્યુટિકલ્સ, કોસ્મેટિક્સ, કાપડ, કાગળ અને અન્ય ઘણા લોકોનો સમાવેશ થાય છે. સીએમસીની તૈયારીમાં કાર્બોક્સિમેથિલ જૂથો રજૂ કરવા માટે તેના ફેરફાર દ્વારા કુદરતી સ્રોતોમાંથી સેલ્યુલોઝના નિષ્કર્ષણથી શરૂ થતાં ઘણા પગલાં શામેલ છે.

1. સેલ્યુલોઝનો નિષ્કર્ષણ:
સીએમસીની તૈયારીમાં પ્રથમ પગલું એ લાકડાના પલ્પ, સુતરાઉ લિંટર અથવા અન્ય છોડના તંતુઓ જેવા કુદરતી સ્રોતોમાંથી સેલ્યુલોઝનો નિષ્કર્ષણ છે. સેલ્યુલોઝ સામાન્ય રીતે પલ્પિંગ, બ્લીચિંગ અને શુદ્ધિકરણ સહિતની પ્રક્રિયાઓની શ્રેણી દ્વારા મેળવવામાં આવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, લાકડાના પલ્પને મિકેનિકલ અથવા રાસાયણિક પલ્પિંગ પ્રક્રિયાઓ દ્વારા મેળવી શકાય છે, ત્યારબાદ અશુદ્ધિઓ અને લિગ્નીનને દૂર કરવા માટે ક્લોરિન અથવા હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડથી બ્લીચ કરીને.

2. સેલ્યુલોઝનું સક્રિયકરણ:
એકવાર સેલ્યુલોઝ કા racted વામાં આવ્યા પછી, કાર્બોક્સિમેથિલ જૂથોની રજૂઆત માટે તેને સક્રિય કરવાની જરૂર છે. તાપમાન અને દબાણની નિયંત્રિત પરિસ્થિતિઓ હેઠળ સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ (એનએઓએચ) અથવા સોડિયમ કાર્બોનેટ (એનએ 2 સીઓ 3) જેવી આલ્કલી સાથે સેલ્યુલોઝની સારવાર દ્વારા સામાન્ય રીતે સક્રિયકરણ પ્રાપ્ત થાય છે. આલ્કલી સારવાર સેલ્યુલોઝ રેસાને ફૂલે છે અને ઇન્ટ્રા અને ઇન્ટરમોલેક્યુલર હાઇડ્રોજન બોન્ડ્સ તોડીને તેમની પ્રતિક્રિયા વધારે છે.

3. કાર્બોક્સિમેથિલેશન પ્રતિક્રિયા:
ત્યારબાદ સક્રિય સેલ્યુલોઝને કાર્બોક્સિમેથિલેશન પ્રતિક્રિયાને આધિન કરવામાં આવે છે જ્યાં સેલ્યુલોઝ સાંકળોના હાઇડ્રોક્સિલ જૂથો પર કાર્બોક્સિમેથિલ જૂથો (-ch2coh) રજૂ કરવામાં આવે છે. આ પ્રતિક્રિયા સામાન્ય રીતે સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ (એનએઓએચ) જેવા આલ્કલાઇન ઉત્પ્રેરકની હાજરીમાં સોડિયમ મોનોક્લોરોસેટેટ (એસએમસીએ) સાથે સક્રિય સેલ્યુલોઝની પ્રતિક્રિયા આપીને હાથ ધરવામાં આવે છે. પ્રતિક્રિયા નીચે મુજબ રજૂ કરી શકાય છે:

સેલ્યુલોઝ + ક્લોરોસેટીક એસિડ → કાર્બોક્સિમેથિલ સેલ્યુલોઝ + એનએસીએલ

તાપમાન, પ્રતિક્રિયા સમય, રીએજન્ટ્સની સાંદ્રતા અને પીએચ સહિતની પ્રતિક્રિયાની સ્થિતિ કાળજીપૂર્વક નિયંત્રિત કરવામાં આવે છે જેથી ઉચ્ચ ઉપજ અને અવેજી (ડીએસ) ની ઇચ્છિત ડિગ્રી (ડીએસ) ની ખાતરી કરવામાં આવે છે જે સેલ્યુલોઝ સાંકળના ગ્લુકોઝ યુનિટ દીઠ રજૂ કરાયેલા કાર્બોક્સિમેથિલ જૂથોની સરેરાશ સંખ્યાનો સંદર્ભ આપે છે.

4. તટસ્થ અને ધોવા:
કાર્બોક્સિમેથિલેશન પ્રતિક્રિયા પછી, પરિણામી કાર્બોક્સિમેથિલ સેલ્યુલોઝને વધુ આલ્કલી અને અનિયંત્રિત ક્લોરોસેટીક એસિડને દૂર કરવા માટે તટસ્થ કરવામાં આવે છે. આ સામાન્ય રીતે પાણી અથવા પાતળા એસિડ સોલ્યુશનથી ઉત્પાદનને ધોવા દ્વારા પ્રાપ્ત થાય છે, ત્યારબાદ પ્રતિક્રિયા મિશ્રણથી નક્કર સીએમસીને અલગ કરવા માટે શુદ્ધિકરણ થાય છે.

5. શુદ્ધિકરણ:
શુદ્ધિકરણ સીએમસી પછી ક્ષાર, અનિયંત્રિત રીએજન્ટ્સ અને બાય-પ્રોડક્ટ્સ જેવી અશુદ્ધિઓ દૂર કરવા માટે ઘણી વખત પાણીથી ધોઈ નાખવામાં આવે છે. શુદ્ધિકરણ સીએમસીને ધોવા પાણીથી અલગ કરવા માટે શુદ્ધિકરણ અથવા સેન્ટ્રિફ્યુગેશન કાર્યરત હોઈ શકે છે.

6. સૂકવણી:
છેવટે, શુદ્ધ કાર્બોક્સિમેથિલ સેલ્યુલોઝ અવશેષ ભેજને દૂર કરવા અને શુષ્ક પાવડર અથવા ગ્રાન્યુલ્સના રૂપમાં ઇચ્છિત ઉત્પાદન મેળવવા માટે સૂકવવામાં આવે છે. અંતિમ ઉત્પાદનની ઇચ્છિત લાક્ષણિકતાઓના આધારે હવા સૂકવણી, વેક્યુમ સૂકવણી અથવા સ્પ્રે સૂકવણી જેવી વિવિધ પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરીને સૂકવણી પૂર્ણ કરી શકાય છે.

7. લાક્ષણિકતા અને ગુણવત્તા નિયંત્રણ:
સૂકવવુંસે.મી.ઉત્પાદન વિવિધ લાક્ષણિકતા તકનીકોને આધિન છે જેમ કે ફ્યુરિયર ટ્રાન્સફોર્મ ઇન્ફ્રારેડ સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી (એફટીઆઇઆર), પરમાણુ ચુંબકીય રેઝોનન્સ (એનએમઆર), અને તેના રાસાયણિક બંધારણ, અવેજીની ડિગ્રી, પરમાણુ વજન અને શુદ્ધતાની પુષ્ટિ કરવા માટે સ્નિગ્ધતા માપન. ગુણવત્તા નિયંત્રણ પરીક્ષણો પણ સુનિશ્ચિત કરવા માટે કરવામાં આવે છે કે ઉત્પાદન તેની ઇચ્છિત એપ્લિકેશનો માટે જરૂરી વિશિષ્ટતાઓને પૂર્ણ કરે છે.

કાર્બોક્સિમેથિલ સેલ્યુલોઝની તૈયારીમાં કુદરતી સ્રોતોમાંથી સેલ્યુલોઝ, સક્રિયકરણ, કાર્બોક્સિમેથિલેશન પ્રતિક્રિયા, તટસ્થકરણ, શુદ્ધિકરણ, સૂકવણી અને લાક્ષણિકતા સહિતના ઘણા પગલાઓ શામેલ છે. ઉચ્ચ ઉપજ, અવેજીની ઇચ્છિત ડિગ્રી અને અંતિમ ઉત્પાદનની ગુણવત્તા પ્રાપ્ત કરવા માટે દરેક પગલાને પ્રતિક્રિયાની પરિસ્થિતિઓ અને પરિમાણોનું કાળજીપૂર્વક નિયંત્રણની જરૂર હોય છે. સીએમસી એ તેની અનન્ય ગુણધર્મો અને વર્સેટિલિટીને કારણે વિવિધ એપ્લિકેશનો સાથે વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવામાં આવતી પોલિમર છે.