कार्बोक्सिमेथाइल सेल्यूलोज की तैयारी

कार्बोक्सिमिथाइल सेल्यूलोज (सीएमसी)सेल्यूलोज से प्राप्त एक बहुमुखी पानी में घुलनशील बहुलक है, जो एक प्राकृतिक पॉलीसेकेराइड है जो संयंत्र कोशिका की दीवारों में पाया जाता है। सीएमसी विभिन्न उद्योगों में व्यापक अनुप्रयोगों को खाद्य, फार्मास्यूटिकल्स, सौंदर्य प्रसाधन, वस्त्र, कागज, और कई अन्य लोगों में अपने अद्वितीय गुणों जैसे कि मोटा होना, स्थिर करना, बाइंडिंग, फिल्म-गठन और जल प्रतिधारण के कारण पाता है। CMC की तैयारी में कार्बोक्सिमिथाइल समूहों को पेश करने के लिए इसके संशोधन के बाद प्राकृतिक स्रोतों से सेल्यूलोज के निष्कर्षण से शुरू होने वाले कई चरण शामिल हैं।

1। सेल्यूलोज का निष्कर्षण:
सीएमसी की तैयारी में पहला कदम प्राकृतिक स्रोतों जैसे कि लकड़ी के गूदे, सूती लाइनर्स या अन्य पौधे फाइबर से सेल्यूलोज का निष्कर्षण है। सेल्यूलोज आमतौर पर पल्पिंग, ब्लीचिंग और शुद्धि सहित प्रक्रियाओं की एक श्रृंखला के माध्यम से प्राप्त किया जाता है। उदाहरण के लिए, लकड़ी के लुगदी को यांत्रिक या रासायनिक पल्पिंग प्रक्रियाओं द्वारा प्राप्त किया जा सकता है, इसके बाद क्लोरीन या हाइड्रोजन पेरोक्साइड के साथ ब्लीचिंग द्वारा अशुद्धियों और लिग्निन को हटाने के लिए।

2। सेल्यूलोज की सक्रियता:
एक बार सेल्यूलोज निकालने के बाद, इसे कार्बोक्सिमेथाइल समूहों की शुरूआत की सुविधा के लिए सक्रिय करने की आवश्यकता होती है। सक्रियण आमतौर पर क्षार के साथ सेलुलोज का इलाज करके प्राप्त किया जाता है जैसे कि सोडियम हाइड्रॉक्साइड (NAOH) या सोडियम कार्बोनेट (NA2CO3) तापमान और दबाव की नियंत्रित स्थितियों के तहत। क्षार उपचार सेल्यूलोज फाइबर को सूजता है और इंट्रा और इंटरमॉलेक्युलर हाइड्रोजन बॉन्ड को तोड़कर उनकी प्रतिक्रिया को बढ़ाता है।

3। कार्बोक्सिमेथिलेशन प्रतिक्रिया:
सक्रिय सेल्यूलोज को तब कार्बोक्सिमेथिलेशन प्रतिक्रिया के अधीन किया जाता है जहां कार्बोक्सिमेथाइल समूह (-CH2COOH) सेल्यूलोज चेन के हाइड्रॉक्सिल समूहों पर पेश किए जाते हैं। यह प्रतिक्रिया आमतौर पर सोडियम हाइड्रॉक्साइड (NAOH) जैसे क्षारीय उत्प्रेरक की उपस्थिति में सोडियम मोनोक्लोरोसेटेट (SMCA) के साथ सक्रिय सेल्यूलोज को प्रतिक्रिया करके की जाती है। प्रतिक्रिया को निम्नानुसार दर्शाया जा सकता है:

सेल्यूलोज + क्लोरोएसेटिक एसिड → कार्बोक्सिमिथाइल सेल्यूलोज + NaCl

तापमान, प्रतिक्रिया समय, अभिकर्मकों की एकाग्रता और पीएच सहित प्रतिक्रिया की स्थिति को उच्च उपज और वांछित डिग्री की वांछित डिग्री (डीएस) सुनिश्चित करने के लिए सावधानीपूर्वक नियंत्रित किया जाता है जो सेल्यूलोज श्रृंखला की ग्लूकोज इकाई के अनुसार कार्बोक्सिमेथाइल समूहों की औसत संख्या को संदर्भित करता है।

4। तटस्थता और धुलाई:
Carboxymethylation प्रतिक्रिया के बाद, परिणामस्वरूप Carboxymethyl सेल्युलोज को अतिरिक्त क्षार और अप्राप्य क्लोरोएसेटिक एसिड को हटाने के लिए बेअसर किया जाता है। यह आमतौर पर उत्पाद को पानी या एक पतला एसिड समाधान के साथ धोने के बाद प्राप्त किया जाता है, जिसके बाद प्रतिक्रिया मिश्रण से ठोस सीएमसी को अलग करने के लिए निस्पंदन होता है।

5। शुद्धिकरण:
शुद्ध CMC को तब कई बार पानी से धोया जाता है, जैसे कि लवण, अप्राप्य अभिकर्मकों और उत्पादों जैसे अशुद्धियों को हटाने के लिए। वश के पानी से शुद्ध CMC को अलग करने के लिए निस्पंदन या सेंट्रीफ्यूजेशन को नियोजित किया जा सकता है।

6। सुखाना:
अंत में, शुद्ध कार्बोक्सिमेथाइल सेल्यूलोज को अवशिष्ट नमी को हटाने के लिए सुखाया जाता है और एक सूखे पाउडर या कणिकाओं के रूप में वांछित उत्पाद प्राप्त किया जाता है। ड्रायिंग को विभिन्न तरीकों जैसे कि हवा सुखाने, वैक्यूम सुखाने, या अंतिम उत्पाद की वांछित विशेषताओं के आधार पर सूखने का उपयोग करके पूरा किया जा सकता है।

7। विशेषता और गुणवत्ता नियंत्रण:
सूखेसीएमसीउत्पाद को विभिन्न लक्षण वर्णन तकनीकों जैसे कि फूरियर ट्रांसफॉर्म इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी (एफटीआईआर), परमाणु चुंबकीय अनुनाद (एनएमआर), और चिपचिपापन माप की पुष्टि करने के लिए इसकी रासायनिक संरचना, प्रतिस्थापन की डिग्री, आणविक भार और शुद्धता की पुष्टि करने के लिए। यह सुनिश्चित करने के लिए गुणवत्ता नियंत्रण परीक्षण भी किए जाते हैं कि उत्पाद अपने इच्छित अनुप्रयोगों के लिए आवश्यक विनिर्देशों को पूरा करता है।

Carboxymethyl सेल्यूलोज की तैयारी में प्राकृतिक स्रोतों, सक्रियण, कार्बोक्सिमेथिलेशन प्रतिक्रिया, तटस्थता, शुद्धिकरण, सुखाने और लक्षण वर्णन से सेल्यूलोज के निष्कर्षण सहित कई चरण शामिल हैं। प्रत्येक चरण को उच्च उपज, वांछित डिग्री की वांछित डिग्री और अंतिम उत्पाद की गुणवत्ता प्राप्त करने के लिए प्रतिक्रिया की स्थिति और मापदंडों के सावधानीपूर्वक नियंत्रण की आवश्यकता होती है। CMC अपने अद्वितीय गुणों और बहुमुखी प्रतिभा के कारण विविध अनुप्रयोगों के साथ एक व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला बहुलक है।