കാർബോക്സിമെത്തൈൽ സെല്ലുലോസ് തയ്യാറാക്കൽ

കാർബോക്സിമെത്തൈൽ സെല്ലുലോസ് (സിഎംസി)സെല്ലുലോസിൽ നിന്ന് ഉരുത്തിരിഞ്ഞ ഒരു വൈവിധ്യമാർന്ന ജല-ലയിക്കുന്ന പോളിമർ ആണ്, അത് പ്ലാന്റ് സെൽ മതിലുകളിൽ കാണപ്പെടുന്ന ഒരു സ്വാഭാവിക പോളിസക്ചൈഡ് ആണ്. ഭക്ഷണം, ഫാർമസ്യൂട്ടിക്കൽസ്, സൗന്ദര്യവർദ്ധകവസ്തുക്കൾ, തുണിത്തരങ്ങൾ, പേപ്പർ, മറ്റ് പലർക്കും സിഎംസി കണ്ടെത്തുന്നു, അവയുടെ സവിശേഷ സ്വങ്ങൾ സിഎംസിയുടെ ഒരുക്കം പ്രകൃതി ഉറവിടങ്ങളിൽ നിന്ന് സെല്ലുലോസ് വേർതിരിച്ചെടുക്കുന്നത് മുതൽ ആരംഭിക്കുന്ന നിരവധി ഘട്ടങ്ങൾ ഉൾപ്പെടുന്നു കാർബോക്സിമെത്തൈൽ ഗ്രൂപ്പുകൾ അവതരിപ്പിക്കുന്നതിന് അതിന്റെ പരിഷ്ക്കരണം.

1. സെല്ലുലോസിന്റെ വേർതിരിച്ചെടുക്കൽ:
സിഎംസി തയ്യാറാക്കുന്നതിനുള്ള ആദ്യപടി മരം പൾപ്പ്, കോട്ടൺ ലിന്റർമാർ അല്ലെങ്കിൽ മറ്റ് പ്ലാന്റ് നാരുകൾ എന്നിവ പോലുള്ള സ്വാഭാവിക ഉറവിടങ്ങളിൽ നിന്ന് സെല്ലുലോസ് വേണ്ടതാണ്. പൾപ്പിംഗ്, ബ്ലീച്ചിംഗ്, ശുദ്ധീകരണം എന്നിവയുൾപ്പെടെയുള്ള നിരവധി പ്രോസസുകളിലൂടെ സെല്ലുലോസ് സാധാരണയായി ലഭിക്കും. ഉദാഹരണത്തിന്, മരം പൾപ്പ് മെക്കാനിക്കൽ അല്ലെങ്കിൽ കെമിക്കൽ പൾപിംഗ് പ്രക്രിയകളാൽ ലഭിക്കും, കൂടാതെ ക്ലോറിൻ അല്ലെങ്കിൽ ഹൈഡ്രജൻ പെറോക്സൈഡ് ഉപയോഗിച്ച് ബ്ലീച്ചിംഗ് മാലിന്യങ്ങൾ നീക്കംചെയ്യാനും ലിഗ്നിൻ ഉപയോഗിക്കാനും കഴിയും.

2. സെല്ലുലോസ് സജീവമാക്കൽ:
സെല്ലുലോസ് എക്സ്ട്രാക്റ്റുചെയ്തുകഴിഞ്ഞാൽ, കാർബോക്സിമെത്തൈൽ ഗ്രൂപ്പുകൾ ആമുഖം സുഗമമാക്കുന്നതിന് ഇത് സജീവമാക്കേണ്ടതുണ്ട്. താപനിലയുടെയും സമ്മർദ്ദത്തിലും ഉള്ള നിയന്ത്രിത സാഹചര്യങ്ങളിൽ ആൽക്കലി പോലുള്ള സെല്ലുലോസ് ചികിത്സിക്കുന്നതിലൂടെ സജീവമാക്കൽ സാധാരണയായി നേടുന്നു. ക്ഷാര ചികിത്സ നിലനിൽക്കുകയും ഇൻട്രാ, ഇന്റർമോളിക്യുലർ ഹൈഡ്രജൻ ബോണ്ടുകൾ തകർക്കുന്നതിലൂടെ അവരുടെ പ്രതിപ്രവർത്തനം വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

3. കാർബോക്സി മൈതേഷൻ പ്രതികരണം:
സജീവമാക്കിയ സെല്ലുലോസ് കാർബോക്സി മൈതാനേഷൻ പ്രതികരണത്തിന് വിധേയമാകുന്നു, ഇവിടെ കാർബോക്സിമെത്തലവൽ പ്രതികരണത്തിന് വിധേയമാണ്, ഇവിടെ കാർബോക്സിമെത്തൈൽ ഗ്രൂപ്പുകൾ സെല്ലുലോസ് ശൃംഖലകളുടെ ഹൈഡ്രോക്സൈൽ ഗ്രൂപ്പുകളിലേക്ക് അവതരിപ്പിക്കുന്നു. ആൽക്കലൈൻ കാറ്റലിയുടെ (NAOH) പോലുള്ള ഒരു ആൽക്കലൈൻ കാറ്റലിസ്റ്റിന്റെ സാന്നിധ്യത്തിൽ ഇൻസ്റ്റിയം മോണോക്ലോറസെറ്റേറ്റ് (എസ്എംസിഎ) സജീവമാക്കിയ സെല്ലുലോസ് പ്രതികരിച്ചാണ് ഈ പ്രതികരണം സാധാരണഗതിയിൽ നടപ്പിലാക്കുന്നത്. പ്രതികരണത്തെ ഇനിപ്പറയുന്ന രീതിയിൽ പ്രതിനിധീകരിക്കാൻ കഴിയും:

സെല്ലുലോസ് + ക്ലോറോസെറ്റിക് ആസിഡ് → കാർബോക്സിമെത്തൈൽ സെല്ലുലോസ് + nacl

സെല്ലുലോസ് ശൃംഖലയിൽ അവതരിപ്പിച്ച കാർബോക്സ് യൂണിറ്റിന് ശരാശരി കാർബോക്സിമെത്തൈൽ ഗ്രൂപ്പുകളുടെ ശരാശരി വിളവ്, ആവശ്യമുള്ള അളവിലുള്ള (ഡിഎസ്) എന്നിവയുൾപ്പെടെയുള്ള പ്രതികരണ നിബന്ധനകൾ ശ്രദ്ധാപൂർവ്വം നിയന്ത്രിക്കുന്നു.

4. ന്യൂട്രലൈസേഷനും കഴുകലും:
കാർബോക്സിമെഥിലേറ്റേഷൻ പ്രതികരണത്തിന് ശേഷം, അധിക കാർബോക്സിമെത്തൈൽ സെല്ലുലോസ്, അധിക ക്ഷാരവും റിട്രാക്റ്റുചെയ്യാത്ത ക്ലോറോസെറ്റിക് ആസിഡും നീക്കംചെയ്യാൻ നിർവീര്യമാക്കുന്നു. ഉൽപ്പന്നം വെള്ളത്തിലോ ലംഘിച്ച ആസിഡ് ലായനിയോ കഴുകുന്നത് സാധാരണയായി നേടിയതാണ്.

5. ശുദ്ധീകരണം:
ശുദ്ധീകരിച്ച സിഎംസി ലവണങ്ങൾ, റിട്രാക്റ്റുചെയ്യാത്ത റിയാജന്റുകൾ, ഉപോൽപ്പന്നങ്ങൾ തുടങ്ങിയ മാലിന്യങ്ങൾ നീക്കംചെയ്യാൻ വെള്ളത്തിൽ കഴുകുന്നു. ശുദ്ധീകരിച്ച സിഎംസിയെ കഴുകുന്ന വെള്ളത്തിൽ നിന്ന് വേർതിരിക്കുന്നതിന് ഫിൽട്രേഷൻ അല്ലെങ്കിൽ സെൻട്രിഫ്യൂഗേഷൻ ഉപയോഗിച്ചേക്കാം.

6. ഉണക്കൽ:
അവസാനമായി, കുടിശ്ശിക ഈർപ്പം നീക്കംചെയ്യാൻ ശുദ്ധീകരിച്ച കാർബോക്സിമെത്തൈൽ സെല്ലുലോസ് ഉണങ്ങിപ്പോയി വരണ്ട പൊടി അല്ലെങ്കിൽ ഗ്രാനുലുകളുടെ രൂപത്തിൽ നേടുന്നു. അന്തിമ ഉൽപ്പന്നത്തിന്റെ ആവശ്യമുള്ള സ്വഭാവസവിശേഷതകളെ ആശ്രയിച്ച് എയർ ഡ്രൈംഗ്, വാക്വം ഉണക്കൽ അല്ലെങ്കിൽ സ്പ്രേ ഉണങ്ങിയ വിവിധ രീതികൾ ഉപയോഗിച്ച് ഉണങ്ങാൻ കഴിയും.

7. സ്വഭാവവും ഗുണനിലവാര നിയന്ത്രണവും:
ഉണങ്ങിയത്സിഎംസിഈ ഉൽപ്പന്നം നാനയർ ട്രാൻസ്ഫോർം സ്പെക്ട്രോസ്കോപ്പി (എൻഎംആർ), ന്യൂക്ലിയർ മാഗ്നെറ്റിക് അനുകവേശം (എൻഎംആർ), ന്യൂക്ലിയർ കാന്തിക അനുരണനങ്ങൾ (എൻഎംആർ), വിസ്കോസിറ്റി അളവുകൾ, വിതരണം, പകരക്കാരൻ, തന്മാത്രുദം, ദളെയാരിത് എന്നിവ. ഉൽപ്പന്നം ആവശ്യമുള്ള ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്കായി ആവശ്യമായ സവിശേഷതകൾ പാലിക്കുന്നുണ്ടെന്ന് ഉറപ്പാക്കുന്നതിന് ഗുണനിലവാര നിയന്ത്രണ പരിശോധനകളും നിർവഹിക്കുന്നു.

കാർബോക്സിമെത്തൈൽ സെല്ലുലോസ് തയ്യാറാക്കൽ പ്രകൃതിദത്ത സ്രോതസ്സുകളിൽ നിന്ന് സെല്ലുലോസ് വേർതിരിച്ചെടുക്കുന്നത് ഉൾപ്പെടെ നിരവധി ഘട്ടങ്ങൾ ഉൾപ്പെടുന്നു, നിർവീര്യീകരണം, ശുദ്ധീകരണം, ശുദ്ധീകരണം, ഉണക്കൽ, സ്വഭാവവൽക്കരണം. ഓരോ ഘട്ടത്തിനും ഉയർന്ന വിളവ് ലഭിക്കുന്നതിനും പാരാമീറ്ററുകളുടെയും ശ്രദ്ധാപൂർവ്വം നിയന്ത്രണം ആവശ്യമാണ്, ഉയർന്ന വിളവ്, ആവശ്യമുള്ള അളവെടുപ്പ്, അന്തിമ ഉൽപ്പന്നത്തിന്റെ ഗുണനിലവാരം എന്നിവ ആവശ്യമാണ്. അതുല്യമായ സ്വഭാവവും വൈവിധ്യവും കാരണം വൈവിധ്യമാർന്ന പ്രയോഗങ്ങളുള്ള ഒരു പോളിമറാണ് സിഎംസി.