Carboxymethyl सेल्युलोज को तयारी

Carboxymethyl सेल्युलोज (CMC)सेल्युलोजबाट व्युत्पन्न बहुमुखी पानी-घुलनशील पोलिमर हो, जुन बिरुवाको कोषिका पर्खालहरूमा पाइने प्राकृतिक पोलिसेकराइड हो। सीएमसीले खाना, औषधि, सौन्दर्य प्रसाधन, कपडा, कागज, र अन्य धेरै उद्योगहरूमा व्यापक अनुप्रयोगहरू फेला पार्छ किनभने यसको अनौठो गुणहरू जस्तै मोटोकरण, स्थिरीकरण, बाइन्डिङ, फिल्म निर्माण, र पानी अवधारण। सीएमसीको तयारीमा प्राकृतिक स्रोतहरूबाट सेल्युलोजको निकासीबाट सुरु हुने धेरै चरणहरू समावेश छन् र त्यसपछि कार्बोक्सिमथिल समूहहरू परिचय गर्न यसको परिमार्जन।

1. सेल्युलोज को निकासी:
सीएमसीको तयारीको पहिलो चरण भनेको प्राकृतिक स्रोतहरू जस्तै काठको पल्प, कपासको लिन्टर वा अन्य बिरुवाका फाइबरहरूबाट सेल्युलोज निकाल्नु हो। सेल्युलोज सामान्यतया पल्पिंग, ब्लीचिंग, र शुद्धिकरण सहित प्रक्रियाहरूको श्रृंखला मार्फत प्राप्त गरिन्छ। उदाहरणका लागि, काठको पल्प मेकानिकल वा रासायनिक पल्पिङ प्रक्रियाहरूद्वारा प्राप्त गर्न सकिन्छ र त्यसपछि अशुद्धता र लिग्निन हटाउन क्लोरीन वा हाइड्रोजन पेरोक्साइडले ब्लीचिङ गरेर प्राप्त गर्न सकिन्छ।

2. सेल्युलोज को सक्रियता:
एकपटक सेल्युलोज निकालेपछि, कार्बोक्साइमेथिल समूहहरूको परिचयलाई सहज बनाउन यसलाई सक्रिय गर्न आवश्यक छ। सक्रियता सामान्यतया सेल्युलोजलाई क्षारसँग उपचार गरेर प्राप्त गरिन्छ जस्तै सोडियम हाइड्रोक्साइड (NaOH) वा सोडियम कार्बोनेट (Na2CO3) तापक्रम र दबाबको नियन्त्रित अवस्थामा। अल्काली उपचारले सेल्युलोज फाइबरहरू फुलाउँछ र इन्ट्रा र इन्टरमोलिक्युलर हाइड्रोजन बन्डहरू तोडेर तिनीहरूको प्रतिक्रियाशीलता बढाउँछ।

3. कार्बोक्सीमेथिलेसन प्रतिक्रिया:
सक्रिय सेल्युलोज त्यसपछि carboxymethylation प्रतिक्रिया को अधीनमा छ जहाँ carboxymethyl समूहहरू (-CH2COOH) सेल्युलोज चेन को हाइड्रोक्सिल समूह मा पेश गरिन्छ। यो प्रतिक्रिया सामान्यतया सोडियम हाइड्रोक्साइड (NaOH) जस्ता क्षारीय उत्प्रेरकको उपस्थितिमा सोडियम मोनोक्लोरोएसीटेट (SMCA) सँग सक्रिय सेल्युलोज प्रतिक्रिया गरेर गरिन्छ। प्रतिक्रिया निम्न रूपमा प्रतिनिधित्व गर्न सकिन्छ:

सेल्युलोज + क्लोरोएसेटिक एसिड → कार्बोक्सिमथिल सेल्युलोज + NaCl

तापक्रम, प्रतिक्रिया समय, अभिकर्मकहरूको एकाग्रता, र pH सहित प्रतिक्रिया अवस्थाहरू उच्च उपज र प्रतिस्थापन (DS) को वांछित डिग्री सुनिश्चित गर्न सावधानीपूर्वक नियन्त्रण गरिन्छ जुन सेल्युलोज चेनको प्रति ग्लुकोज एकाइ पेश गरिएको कार्बोक्सीमेथाइल समूहहरूको औसत संख्यालाई जनाउँछ।

4. तटस्थीकरण र धुलाई:
कार्बोक्साइमेथिलेसन प्रतिक्रिया पछि, परिणामस्वरूप कार्बोक्सिमेथिल सेल्युलोजलाई अधिक क्षार र प्रतिक्रिया नगरिएको क्लोरोएसेटिक एसिड हटाउनको लागि तटस्थ गरिन्छ। यो सामान्यतया उत्पादनलाई पानी वा पातलो एसिड घोलले पखालेर ठोस सीएमसीलाई प्रतिक्रिया मिश्रणबाट अलग गर्न फिल्टरेशनद्वारा प्राप्त गरिन्छ।

5. शुद्धीकरण:
शुद्ध CMC त्यसपछि नुन, प्रतिक्रिया नगरिएको अभिकर्मक, र उप-उत्पादनहरू जस्ता अशुद्धताहरू हटाउन धेरै पटक पानीले धोइन्छ। शुद्ध CMC लाई धुने पानीबाट अलग गर्न फिल्टरेशन वा सेन्ट्रीफ्युगेशन प्रयोग गर्न सकिन्छ।

६. सुकाउने:
अन्तमा, शुद्ध carboxymethyl सेल्युलोज अवशिष्ट ओसिलो हटाउन र सुख्खा पाउडर वा दाना को रूप मा इच्छित उत्पादन प्राप्त गर्न सुकाइन्छ। अन्तिम उत्पादनको वांछित विशेषताहरूको आधारमा हावा सुकाउने, भ्याकुम सुकाउने वा स्प्रे सुकाउने जस्ता विभिन्न विधिहरू प्रयोग गरेर सुकाउने काम पूरा गर्न सकिन्छ।

7. विशेषता र गुणस्तर नियन्त्रण:
सुकेकोCMCउत्पादन विभिन्न विशेषता प्रविधिहरू जस्तै फूरियर रूपान्तरण इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी (FTIR), आणविक चुम्बकीय अनुनाद (NMR), र यसको रासायनिक संरचना, प्रतिस्थापनको डिग्री, आणविक वजन, र शुद्धता पुष्टि गर्न चिपचिपापन मापनहरूको अधीनमा छ। गुणस्तर नियन्त्रण परीक्षणहरू पनि सुनिश्चित गर्नका लागि गरिन्छ कि उत्पादनले यसको अभिप्रेत अनुप्रयोगहरूको लागि आवश्यक विशिष्टताहरू पूरा गर्दछ।

कार्बोक्साइमिथाइल सेलुलोजको तयारीमा प्राकृतिक स्रोतहरूबाट सेल्युलोजको निकासी, सक्रियता, कार्बोक्साइमेथिलेसन प्रतिक्रिया, तटस्थीकरण, शुद्धीकरण, सुकाउने, र विशेषताहरू सहित धेरै चरणहरू समावेश छन्। उच्च उपज, प्रतिस्थापनको वांछित डिग्री, र अन्तिम उत्पादनको गुणस्तर प्राप्त गर्न प्रत्येक चरणलाई प्रतिक्रिया अवस्था र मापदण्डहरूको सावधानीपूर्वक नियन्त्रण चाहिन्छ। CMC यसको अद्वितीय गुण र बहुमुखी प्रतिभाको कारण विविध अनुप्रयोगहरूको साथ व्यापक रूपमा प्रयोग गरिएको बहुलक हो।