Карбоксиметилцеллюлозаны алу

Карбоксиметилцеллюлоза (CMC)өсімдік жасушасының қабырғаларында кездесетін табиғи полисахарид болып табылатын целлюлозадан алынған әмбебап суда еритін полимер. CMC қалыңдатқыш, тұрақтандыру, байланыстыру, пленка түзу және суды ұстап тұру сияқты бірегей қасиеттеріне байланысты тамақ, фармацевтика, косметика, тоқыма, қағаз және басқа да көптеген салаларда кең қолданбаларды табады. ЦМС дайындау табиғи көздерден целлюлозаны алудан бастап, оны карбоксиметил топтарын енгізу үшін модификациялаудан бастап бірнеше қадамдарды қамтиды.

1. Целлюлоза экстракциясы:
CMC дайындаудағы бірінші қадам ағаш целлюлозасы, мақта линтерлері немесе басқа өсімдік талшықтары сияқты табиғи көздерден целлюлозаны алу болып табылады. Целлюлоза әдетте целлюлоза, ағарту және тазартуды қоса алғанда, бірқатар процестер арқылы алынады. Мысалы, ағаш целлюлозасын механикалық немесе химиялық целлюлоза процестерінен кейін қоспалар мен лигнинді кетіру үшін хлор немесе сутегі асқын тотығымен ағарту арқылы алуға болады.

2. Целлюлозаның активтенуі:
Целлюлозаны бөліп алғаннан кейін оны карбоксиметил топтарының енуін жеңілдету үшін белсендіру қажет. Белсендендіруге әдетте целлюлозаны температура мен қысымның бақыланатын жағдайында натрий гидроксиді (NaOH) немесе натрий карбонаты (Na2CO3) сияқты сілтілермен өңдеу арқылы қол жеткізіледі. Сілтілермен өңдеу целлюлоза талшықтарын ісінеді және олардың реактивтілігін ішкі және молекулааралық сутектік байланыстарды үзу арқылы арттырады.

3. Карбоксиметилдену реакциясы:
Содан кейін белсендірілген целлюлоза карбоксиметилдену реакциясына ұшырайды, онда карбоксиметил топтары (-CH2COOH) целлюлоза тізбектерінің гидроксил топтарына енгізіледі. Бұл реакция әдетте белсендірілген целлюлозаны натрий гидроксиді (NaOH) сияқты сілтілі катализатордың қатысуымен натрий монохлорацетатымен (SMCA) әрекеттесу арқылы жүзеге асырылады. Реакцияны келесідей көрсетуге болады:

Целлюлоза + Хлорсірке қышқылы → Карбоксиметил целлюлоза + NaCl

Целлюлоза тізбегінің глюкоза бірлігіне енгізілген карбоксиметил топтарының орташа санын көрсететін жоғары өнімділікті және қажетті алмастыру дәрежесін (DS) қамтамасыз ету үшін температураны, реакция уақытын, реагенттер концентрациясын және рН-ды қамтитын реакция жағдайлары мұқият бақыланады.

4. Бейтараптандыру және жуу:
Карбоксиметилдену реакциясынан кейін алынған карбоксиметилцеллюлоза артық сілтіні және реакцияға түспеген хлорсірке қышқылын жою үшін бейтараптандырылады. Бұл әдетте өнімді сумен немесе сұйылтылған қышқыл ерітіндісімен жуу арқылы, содан кейін қатты CMC реакция қоспасынан бөлу үшін сүзу арқылы қол жеткізіледі.

5. Тазалау:
Содан кейін тазартылған CMC тұздар, реакцияға түспеген реагенттер және жанама өнімдер сияқты қоспаларды кетіру үшін сумен бірнеше рет жуылады. Тазартылған CMC-ті жууға арналған судан бөлу үшін сүзу немесе центрифугалау қолданылуы мүмкін.

6. Кептіру:
Соңында тазартылған карбоксиметил целлюлоза қалдық ылғалды кетіру және құрғақ ұнтақ немесе түйіршіктер түрінде қажетті өнімді алу үшін кептіріледі. Кептіру соңғы өнімнің қажетті сипаттамаларына байланысты ауамен кептіру, вакуумда кептіру немесе шашыратқышпен кептіру сияқты әртүрлі әдістерді қолдану арқылы жүзеге асырылуы мүмкін.

7. Сипаттама және сапаны бақылау:
КептірілгенCMCөнім оның химиялық құрылымын, алмастыру дәрежесін, молекулалық салмағын және тазалығын растау үшін Фурье түрлендіру инфрақызыл спектроскопиясы (FTIR), ядролық магниттік резонанс (ЯМР) және тұтқырлық өлшемдері сияқты әртүрлі сипаттама әдістеріне ұшырайды. Сапаны бақылау сынақтары сонымен қатар өнімнің өзінің тағайындалған қолданбалары үшін қажетті техникалық сипаттамаларға сәйкес келетініне көз жеткізу үшін орындалады.

карбоксиметилцеллюлозаны дайындау табиғи көздерден целлюлозаны алу, белсендіру, карбоксиметилдену реакциясы, бейтараптандыру, тазарту, кептіру және сипаттауды қоса алғанда бірнеше қадамдарды қамтиды. Әрбір қадам жоғары өнімділікке, қажетті алмастыру дәрежесіне және соңғы өнімнің сапасына қол жеткізу үшін реакция жағдайлары мен параметрлерін мұқият бақылауды талап етеді. CMC бірегей қасиеттері мен әмбебаптығы арқасында әртүрлі қолданбалы кеңінен қолданылатын полимер болып табылады.