Preparazzjoni ta 'carboxymethyl cellulose

Ċelluloża karbossimetilika (CMC)huwa polimeru versatili li jinħall fl-ilma derivat miċ-ċelluloża, li huwa polysaccharide naturali li jinsab fil-ħitan taċ-ċelluli tal-pjanti. CMC isib applikazzjonijiet estensivi f'diversi industriji inklużi l-ikel, il-farmaċewtiċi, il-kożmetiċi, it-tessuti, il-karta, u ħafna oħrajn minħabba l-proprjetajiet uniċi tiegħu bħal tħaxxin, stabbilizzazzjoni, irbit, iffurmar ta 'film u żamma tal-ilma. Il-preparazzjoni ta 'CMC tinvolvi diversi passi li jibdew mill-estrazzjoni taċ-ċelluloża minn sorsi naturali segwiti mill-modifika tagħha biex tintroduċi gruppi karbossimetiliċi.

1. Estrazzjoni taċ-Ċelluloża:
L-ewwel pass fil-preparazzjoni ta 'CMC huwa l-estrazzjoni taċ-ċelluloża minn sorsi naturali bħal polpa tal-injam, linters tal-qoton, jew fibri oħra tal-pjanti. Iċ-ċelluloża hija tipikament miksuba permezz ta 'serje ta' proċessi inklużi l-pulping, ibbliċjar, u purifikazzjoni. Pereżempju, il-polpa tal-injam tista 'tinkiseb permezz ta' proċessi ta 'pulping mekkaniċi jew kimiċi segwiti minn ibbliċjar bil-klorin jew perossidu tal-idroġenu biex jitneħħew l-impuritajiet u l-lignin.

2. Attivazzjoni taċ-Ċelluloża:
Ladarba ċ-ċelluloża tiġi estratta, jeħtieġ li tiġi attivata biex tiffaċilita l-introduzzjoni ta 'gruppi karbossimetiliċi. L-attivazzjoni ġeneralment tinkiseb billi tiġi ttrattata ċ-ċelluloża b'alkali bħal idrossidu tas-sodju (NaOH) jew karbonat tas-sodju (Na2CO3) taħt kundizzjonijiet kontrollati ta 'temperatura u pressjoni. It-trattament ta 'l-alkali jintefaħ il-fibri taċ-ċelluloża u jżid ir-reattività tagħhom billi jikser bonds ta' idroġenu intra u intermolekulari.

3. Reazzjoni tal-karbossimetilazzjoni:
Iċ-ċelluloża attivata mbagħad tiġi soġġetta għar-reazzjoni ta' karbossimetilazzjoni fejn il-gruppi karbossimetiliċi (-CH2COOH) jiġu introdotti fuq il-gruppi idrossiliċi tal-ktajjen taċ-ċelluloża. Din ir-reazzjoni hija tipikament imwettqa billi tirreaġixxi ċ-ċelluloża attivata ma 'sodium monochloroacetate (SMCA) fil-preżenza ta' katalizzatur alkalin bħal idrossidu tas-sodju (NaOH). Ir-reazzjoni tista 'tiġi rappreżentata kif ġej:

Ċelluloża + Aċidu Chloroacetic → Carboxymethyl Cellulose + NaCl

Il-kundizzjonijiet ta 'reazzjoni inklużi temperatura, ħin ta' reazzjoni, konċentrazzjoni ta 'reaġenti, u pH huma kkontrollati bir-reqqa biex jiżguraw rendiment għoli u grad mixtieq ta' sostituzzjoni (DS) li jirreferi għan-numru medju ta 'gruppi karbossimetiliċi introdotti għal kull unità ta' glukożju tal-katina taċ-ċelluloża.

4. Newtralizzazzjoni u Ħasil:
Wara r-reazzjoni tal-karbossimetilazzjoni, iċ-ċelluloża karbossimetilika li tirriżulta hija newtralizzata biex tneħħi l-alkali żejjed u l-aċidu chloroacetic mhux irreaġit. Dan tipikament jinkiseb bil-ħasil tal-prodott bl-ilma jew soluzzjoni ta 'aċidu dilwit segwit minn filtrazzjoni biex tissepara s-CMC solidu mit-taħlita ta' reazzjoni.

5. Purifikazzjoni:
Is-CMC purifikat imbagħad jinħasel bl-ilma diversi drabi biex jitneħħew l-impuritajiet bħal melħ, reaġenti mhux reazzjoni, u prodotti sekondarji. Filtrazzjoni jew ċentrifugazzjoni jistgħu jintużaw biex jisseparaw is-CMC purifikat mill-ilma tal-ħasil.

6. Tnixxif:
Fl-aħħarnett, iċ-ċelluloża carboxymethyl purifikata hija mnixxfa biex tneħħi l-umdità residwa u tikseb il-prodott mixtieq fil-forma ta 'trab niexef jew granuli. It-tnixxif jista 'jitwettaq bl-użu ta' metodi varji bħal tnixxif bl-arja, tnixxif bil-vakwu, jew tnixxif bl-isprej skont il-karatteristiċi mixtieqa tal-prodott finali.

7. Karatterizzazzjoni u Kontroll tal-Kwalità:
L-imnixxefCMCprodott huwa soġġett għal diversi tekniki ta 'karatterizzazzjoni bħal spettroskopija infra-aħmar tat-trasformata ta' Fourier (FTIR), reżonanza manjetika nukleari (NMR), u kejl tal-viskożità biex jikkonferma l-istruttura kimika tiegħu, il-grad ta 'sostituzzjoni, il-piż molekulari u l-purità. It-testijiet tal-kontroll tal-kwalità jitwettqu wkoll biex jiġi żgurat li l-prodott jissodisfa l-ispeċifikazzjonijiet meħtieġa għall-applikazzjonijiet maħsuba tiegħu.

il-preparazzjoni ta 'carboxymethyl cellulose tinvolvi diversi passi inkluż l-estrazzjoni taċ-ċelluloża minn sorsi naturali, attivazzjoni, reazzjoni ta' carboxymethylation, newtralizzazzjoni, purifikazzjoni, tnixxif u karatterizzazzjoni. Kull pass jeħtieġ kontroll bir-reqqa tal-kundizzjonijiet u l-parametri tar-reazzjoni biex jinkiseb rendiment għoli, grad mixtieq ta 'sostituzzjoni, u kwalità tal-prodott finali. CMC huwa polimeru użat ħafna b'applikazzjonijiet diversi minħabba l-proprjetajiet uniċi u l-versatilità tiegħu.