Preparazzjoni ta 'carboxymethyl cellulose

Carboxymethyl cellulose (CMC)huwa polimeru versatili li jinħall fl-ilma derivat miċ-ċelluloża, li huwa polysaccharide naturali misjub fil-ħitan taċ-ċelloli tal-pjanti. CMC isib applikazzjonijiet estensivi f'industriji varji inkluż ikel, farmaċewtiċi, kożmetiċi, tessuti, karta, u ħafna oħrajn minħabba l-proprjetajiet uniċi tiegħu bħal tħaxxin, stabbilizzazzjoni, vinkolanti, film li jiffurmaw, u ż-żamma tal-ilma. Il-preparazzjoni ta 'CMC tinvolvi bosta passi li jibdew mill-estrazzjoni taċ-ċelluloża minn sorsi naturali segwita mill-modifika tagħha biex jintroduċu gruppi carboxymethyl.

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 li jinkludu polpa, ibbliċjar, u purifikazzjoni. Pereżempju, polpa tal-injam tista 'tinkiseb permezz ta' proċessi mekkaniċi jew kimiċi tal-polpa 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 tkun attivata biex tiffaċilita l-introduzzjoni ta 'gruppi ta' carboxymethyl. L-attivazzjoni ġeneralment tinkiseb billi tittratta ċ-ċelluloża b'alkali bħal idrossidu tas-sodju (NaOH) jew karbonat tas-sodju (Na2CO3) taħt kondizzjonijiet ikkontrollati tat-temperatura u l-pressjoni. It-trattament tal-alkali jintefaħ il-fibri taċ-ċelluloża u jżid ir-reattività tagħhom billi jikser il-bonds intra u intermolekulari tal-idroġenu.

3. Reazzjoni tal-karbossimetilazzjoni:
Iċ-ċelluloża attivata hija mbagħad soġġetta għar-reazzjoni ta 'carboxymetilazzjoni fejn il-gruppi carboxymethyl (-CH2COOH) huma introdotti fuq il-gruppi idrossiliċi tal-ktajjen taċ-ċelluloża. Din ir-reazzjoni hija tipikament imwettqa billi tirreaġixxi ċ-ċelluloża attivata bil-monochloroacetate tas-sodju (SMCA) fil-preżenza ta 'katalist alkalin bħal idrossidu tas-sodju (NaOH). Ir-reazzjoni tista 'tkun irrappreżentata kif ġej:

Ċelluloża + aċidu kloroaċetiku → carboxymethyl cellulose + NaCl

Il-kundizzjonijiet ta 'reazzjoni inklużi t-temperatura, il-ħin ta' reazzjoni, il-konċentrazzjoni ta 'reaġenti, u l-pH huma kkontrollati bir-reqqa biex jiżguraw rendiment għoli u grad mixtieq ta' sostituzzjoni (DS) li jirreferi għan-numru medju ta 'gruppi ta' carboxymethyl introdotti għal kull unità tal-glukosju tal-katina taċ-ċelluloża.

4. In-newtralizzazzjoni u l-ħasil:
Wara r-reazzjoni tal-carboxymetilazzjoni, il-carboxymethyl cellulose li tirriżulta hija newtralizzata biex tneħħi l-alkali żejjed u l-aċidu kloroaċetiku mhux reazzjoni. Dan tipikament jinkiseb billi taħsel il-prodott bl-ilma jew soluzzjoni ta 'aċidu dilwit segwita minn filtrazzjoni biex tissepara s-CMC solidu mit-taħlita ta' reazzjoni.

5. Purifikazzjoni:
Is-CMC purifikat imbagħad jinħasel bl-ilma diversi drabi biex jitneħħew impuritajiet bħal mluħa, 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 tal-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 ta 'l-arja, tnixxif bil-vakwu, jew tnixxif bl-isprej skont il-karatteristiċi mixtieqa tal-prodott finali.

7. Karatterizzazzjoni u Kontroll tal-Kwalità:
It-niexefCMCIl-prodott huwa soġġett għal diversi tekniki ta 'karatterizzazzjoni bħal Fourier jittrasforma spettroskopija infra-aħmar (FTIR), reżonanza manjetika nukleari (NMR), u kejl tal-viskożità biex tikkonferma l-istruttura kimika tagħha, 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 bosta passi inkluż l-estrazzjoni taċ-ċelluloża minn sorsi naturali, attivazzjoni, reazzjoni ta' carboxymetilazzjoni, newtralizzazzjoni, purifikazzjoni, tnixxif, u karatterizzazzjoni. Kull pass jirrikjedi kontroll bir-reqqa tal-kundizzjonijiet ta 'reazzjoni u parametri biex jinkiseb rendiment għoli, grad mixtieq ta' sostituzzjoni, u l-kwalità tal-prodott finali. CMC huwa polimeru użat ħafna b'applikazzjonijiet differenti minħabba l-proprjetajiet u l-versatilità uniċi tiegħu.