Подготовка на карбоксиметил целулоза

Карбоксиметил целулоза (CMC)е разновиден полимер растворлив во вода добиен од целулоза, која е природен полисахарид кој се наоѓа во ѕидовите на растителните клетки. CMC наоѓа широка примена во различни индустрии, вклучувајќи храна, фармацевтски производи, козметика, текстил, хартија и многу други поради неговите уникатни својства како што се згуснување, стабилизирање, врзување, формирање филм и задржување на вода. Подготовката на CMC вклучува неколку чекори почнувајќи од екстракција на целулоза од природни извори проследено со нејзина модификација за воведување карбоксиметил групи.

1. Екстракција на целулоза:
Првиот чекор во подготовката на CMC е екстракција на целулоза од природни извори како што се дрвната маса, памучните лимови или други растителни влакна. Целулозата обично се добива преку низа процеси вклучувајќи пулпирање, белење и прочистување. На пример, дрвната пулпа може да се добие со механички или хемиски процеси на пулпирање проследени со белење со хлор или водород пероксид за да се отстранат нечистотиите и лигнинот.

2. Активирање на целулоза:
Откако ќе се извлече целулозата, таа треба да се активира за да се олесни воведувањето на карбоксиметил групи. Активирањето обично се постигнува со третирање на целулоза со алкали како натриум хидроксид (NaOH) или натриум карбонат (Na2CO3) под контролирани услови на температура и притисок. Третманот со алкали ги отекува целулозните влакна и ја зголемува нивната реактивност со кршење на интра и меѓумолекуларните водородни врски.

3. Реакција на карбоксиметилација:
Активираната целулоза потоа е подложена на реакција на карбоксиметилација каде карбоксиметил групи (-CH2COOH) се внесуваат на хидроксилните групи на целулозните синџири. Оваа реакција обично се изведува со реакција на активираната целулоза со натриум монохлороацетат (SMCA) во присуство на алкален катализатор како што е натриум хидроксид (NaOH). Реакцијата може да се претстави на следниов начин:

Целулоза + Хлорооцетна киселина → Карбоксиметил целулоза + NaCl

Условите на реакција, вклучувајќи температура, време на реакција, концентрација на реагенси и pH се внимателно контролирани за да се обезбеди висок принос и посакуван степен на супституција (DS) што се однесува на просечниот број на карбоксиметил групи внесени по единица гликоза на целулозниот ланец.

4. Неутрализација и миење:
По реакцијата на карбоксиметилација, добиената карбоксиметил целулоза се неутрализира за да се отстрани вишокот на алкали и нереагираната хлорооцетна киселина. Ова обично се постигнува со миење на производот со вода или разреден киселински раствор проследено со филтрација за да се одвои цврстиот CMC од реакционата смеса.

5. Прочистување:
Прочистениот CMC потоа се мие со вода повеќе пати за да се отстранат нечистотиите како што се соли, нереагирани реагенси и нуспроизводи. Може да се користи филтрирање или центрифугирање за да се одвои прочистениот CMC од водата за миење.

6. Сушење:
Конечно, прочистената карбоксиметил целулоза се суши за да се отстрани преостанатата влага и да се добие саканиот производ во форма на сув прашок или гранули. Сушењето може да се изврши со користење на различни методи како што се сушење на воздух, сушење во вакуум или сушење со прскање во зависност од саканите карактеристики на финалниот производ.

7. Карактеризација и контрола на квалитет:
ИсушенитеЦУКпроизводот е подложен на различни техники на карактеризација како што се Фуриеова трансформативна инфрацрвена спектроскопија (FTIR), нуклеарна магнетна резонанца (NMR) и мерења на вискозност за да се потврди неговата хемиска структура, степенот на замена, молекуларната тежина и чистотата. Тестовите за контрола на квалитетот се вршат и за да се осигура дека производот ги исполнува бараните спецификации за неговата наменета примена.

подготовката на карбоксиметил целулоза вклучува неколку чекори вклучувајќи екстракција на целулоза од природни извори, активирање, реакција на карбоксиметилација, неутрализација, прочистување, сушење и карактеризација. Секој чекор бара внимателна контрола на условите и параметрите на реакцијата за да се постигне висок принос, посакуван степен на замена и квалитет на финалниот производ. CMC е широко користен полимер со различни апликации поради неговите уникатни својства и разновидност.