Подготовка на карбоксиметил целулоза

Карбоксиметил целулоза (CMC)е разноврсен полимер растворлив во вода, добиен од целулоза, што е природен полисахарид кој се наоѓа во wallsидовите на растителните клетки. CMC наоѓа обемни апликации во различни индустрии, вклучувајќи храна, фармацевтски производи, козметика, текстил, хартија и многу други заради неговите уникатни својства како што се задебелување, стабилизирање, врзување, формирање на филмови и задржување на водата. Подготовката на CMC вклучува неколку чекори почнувајќи од екстракција на целулоза од природни извори проследено со неговата модификација за воведување на карбоксиметил групи.

1. Екстракција на целулоза:
Првиот чекор во подготовката на CMC е екстракција на целулоза од природни извори како што се дрво пулпа, памучни линтери или други растителни влакна. Целулозата обично се добива преку серија процеси, вклучувајќи пулпирање, белење и прочистување. На пример, пулпа од дрво 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 целулоза, треба да се активира за да се олесни воведувањето на карбоксиметил групи. Активирањето обично се постигнува со лекување на целулоза со алкали, како што е натриум хидроксид (NaOH) или натриум карбонат (Na2CO3) под контролирани услови на температура и притисок. Алкалниот третман ги отекува целулозните влакна и ја зголемува нивната реактивност со кршење на интра и меѓумолекуларни водородни врски.

3. реакција на карбоксиметилација:
Активираната целулоза потоа се подложува на реакција на карбоксиметилација, каде што карбоксиметил групите (-CH2COOH) се воведуваат на хидроксилните групи на синџирите на целулоза. Оваа реакција обично се спроведува со реагирање на активираната целулоза со натриум монохлороацетат (SMCA) во присуство на алкален катализатор како што е натриум хидроксид (NaOH). Реакцијата може да биде претставена на следниов начин:

Целулоза + хлороцетна 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 замена (ДС) што се однесува на просечниот број на карбоксиметил групи воведени по гликоза единица на целулозен ланец.

4. Неутрализација и миење:
По реакцијата на карбоксиметилација, добиената карбоксиметил целулоза е неутрализирана за да се отстрани вишокот на алкали и нереагирана хлороцетна киселина. Ова обично се постигнува со миење на производот со вода или разреден раствор на киселина проследено со филтрација за да се оддели цврстиот CMC од мешавината на реакција.

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

6. Сушење:
Конечно, прочистената карбоксиметил целулоза се суши за да се отстрани преостанатата влага и да се добие посакуваниот производ во форма на сув прав или гранули. Сушењето може да се постигне со употреба на различни методи како што се сушење на воздухот, сушење на вакуум или сушење на спреј во зависност од посакуваните карактеристики на финалниот производ.

7. Карактеризација и контрола на квалитетот:
ИсушениотCMCПроизводот е подложен на различни техники на карактеризација, како што е Фурие, трансформација на инфрацрвена спектроскопија (FTIR), нуклеарна магнетна резонанца (NMR) и мерења на вискозност за да се потврди нејзината хемиска структура, степенот на замена, молекуларна тежина и чистота. Тестовите за контрола на квалитетот исто така се вршат за да се обезбеди дека производот ги исполнува потребните спецификации за неговите наменети апликации.

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