Карбоксиметил целлюлоз бэлтгэх

Карбоксиметил целлюлоз (CMC)нь ургамлын эсийн хананд байдаг байгалийн полисахарид болох целлюлозоос гаргаж авсан олон талын усанд уусдаг полимер юм. CMC нь өтгөрүүлэх, тогтворжуулах, холбох, хальс үүсгэх, ус хадгалах зэрэг өвөрмөц шинж чанараараа хүнс, эм, гоо сайхны бүтээгдэхүүн, нэхмэл эдлэл, цаас болон бусад олон салбарт өргөн хэрэглээг олж авдаг. CMC бэлтгэх нь байгалийн эх үүсвэрээс целлюлозыг гаргаж авах, дараа нь карбоксиметилийн бүлгийг нэвтрүүлэхийн тулд түүнийг өөрчлөх зэрэг хэд хэдэн үе шатыг агуулдаг.

1. Целлюлозын олборлолт:
CMC бэлтгэх эхний алхам бол модны нухаш, хөвөн даавуу, бусад ургамлын утас зэрэг байгалийн эх үүсвэрээс целлюлозыг гаргаж авах явдал юм. Целлюлозыг ихэвчлэн нунтаглах, цайруулах, цэвэршүүлэх зэрэг хэд хэдэн процессоор олж авдаг. Жишээлбэл, модны целлюлозыг механик эсвэл химийн аргаар нунтаглаж, дараа нь хлор эсвэл устөрөгчийн хэт ислээр цайруулж, хольц, лигнинийг зайлуулж болно.

2. Целлюлозыг идэвхжүүлэх:
Целлюлозыг гарган авсны дараа карбоксиметилийн бүлгийг нэвтрүүлэхийг хөнгөвчлөхийн тулд үүнийг идэвхжүүлэх шаардлагатай. Целлюлозыг натрийн гидроксид (NaOH) эсвэл натрийн карбонат (Na2CO3) зэрэг шүлтээр температур, даралтын хяналттай нөхцөлд боловсруулах замаар идэвхжүүлдэг. Шүлтлэг эмчилгээ нь целлюлозын утаснуудыг хавдаж, доторх болон молекул хоорондын устөрөгчийн холбоог таслах замаар тэдгээрийн урвалыг нэмэгдүүлдэг.

3. Карбоксиметиляцийн урвал:
Дараа нь идэвхжүүлсэн целлюлоз нь карбоксиметиляцийн урвалд орж, целлюлозын гинжин хэлхээний гидроксил бүлэгт карбоксиметилийн бүлгүүд (-CH2COOH) нэвтэрдэг. Энэ урвалыг ихэвчлэн натрийн гидроксид (NaOH) зэрэг шүлтлэг катализаторын оролцоотойгоор идэвхжүүлсэн целлюлозыг натрийн монохлорацетаттай (SMCA) урвалд оруулах замаар гүйцэтгэдэг. Урвалыг дараах байдлаар илэрхийлж болно.

Целлюлоз + Хлорацетик хүчил → Карбоксиметил целлюлоз + NaCl

Температур, урвалын хугацаа, урвалжуудын концентраци, рН зэрэг урвалын нөхцлийг сайтар хянадаг бөгөөд энэ нь целлюлозын гинжин хэлхээний глюкозын нэгжид орсон карбоксиметилийн бүлгийн дундаж тоог илэрхийлдэг өндөр гарц, хүссэн орлуулах зэрэг (DS) юм.

4. Саармагжуулах, угаах:
Карбоксиметиляцийн урвалын дараа үүссэн карбоксиметил целлюлозыг саармагжуулж илүүдэл шүлт болон урвалд ороогүй хлор цууны хүчлийг зайлуулна. Энэ нь ихэвчлэн бүтээгдэхүүнийг усаар эсвэл шингэрүүлсэн хүчлийн уусмалаар угааж, дараа нь хатуу CMC-ийг урвалын хольцоос салгахын тулд шүүж авах замаар хийгддэг.

5. Цэвэршүүлэх:
Дараа нь цэвэршүүлсэн CMC-ийг усаар олон удаа угааж, давс, урвалд ороогүй урвалж, дайвар бүтээгдэхүүн зэрэг хольцыг зайлуулна. Цэвэршүүлсэн CMC-ийг угаалгын уснаас салгахын тулд шүүлтүүр эсвэл центрифуг ашиглаж болно.

6. Хатаах:
Эцэст нь цэвэршүүлсэн карбоксиметил целлюлозыг хатааж, үлдэгдэл чийгийг зайлуулж, хуурай нунтаг эсвэл мөхлөг хэлбэрээр хүссэн бүтээгдэхүүнийг олж авна. Эцсийн бүтээгдэхүүний хүссэн шинж чанараас хамааран агаараар хатаах, вакуумаар хатаах, шүршиж хатаах гэх мэт янз бүрийн аргыг ашиглан хатаах боломжтой.

7. Шинж чанар ба чанарын хяналт:
хатаасанCMCБүтээгдэхүүний химийн бүтэц, орлуулах зэрэг, молекулын жин, цэвэр байдлыг баталгаажуулахын тулд Фурье хувиргах хэт улаан туяаны спектроскопи (FTIR), цөмийн соронзон резонанс (NMR), зуурамтгай чанарыг хэмжих зэрэг янз бүрийн шинж чанарыг тодорхойлох арга техникт хамрагддаг. Бүтээгдэхүүн нь зориулалтын дагуу шаардлагатай техникийн үзүүлэлтүүдийг хангаж байгаа эсэхийг шалгахын тулд чанарын хяналтын туршилтыг мөн хийдэг.

карбоксиметил целлюлозыг бэлтгэх нь целлюлозыг байгалийн эх үүсвэрээс гаргаж авах, идэвхжүүлэх, карбоксиметиляцийн урвал, саармагжуулах, цэвэршүүлэх, хатаах, шинж чанарыг тодорхойлох зэрэг хэд хэдэн үе шатыг агуулдаг. Алхам бүр нь өндөр ургац, хүссэн орлуулах түвшин, эцсийн бүтээгдэхүүний чанарт хүрэхийн тулд урвалын нөхцөл, параметрүүдийг сайтар хянах шаардлагатай. CMC нь өвөрмөц шинж чанар, олон талт байдлаас шалтгаалан олон төрлийн хэрэглээтэй өргөн хэрэглэгддэг полимер юм.