කාබොක්සිමීතයිල් සෙලියුලෝස් සකස් කිරීම

කාබොක්සිමීතයිල් සෙලියුලෝස් (CMC)සෙලියුලෝස් වලින් ලබාගත් බහුකාර්ය ජල-ද්‍රාව්‍ය බහු අවයවකයක් වන අතර එය ශාක සෛල බිත්තිවල දක්නට ලැබෙන ස්වාභාවික පොලිසැකරයිඩයකි. ඝන වීම, ස්ථායීකරණය, බන්ධනය, පටල සෑදීම සහ ජලය රඳවා තබා ගැනීම වැනි අද්විතීය ගුණාංග නිසා ආහාර, ඖෂධ, රූපලාවන්‍ය ද්‍රව්‍ය, රෙදිපිළි, කඩදාසි සහ තවත් බොහෝ කර්මාන්තවල CMC පුළුල් යෙදුම් සොයා ගනී. CMC සකස් කිරීම සඳහා ස්වාභාවික ප්‍රභවයන්ගෙන් සෙලියුලෝස් නිස්සාරණය කිරීමෙන් ආරම්භ වන පියවර කිහිපයක් ඇතුළත් වන අතර පසුව කාබොක්සිමීතයිල් කාණ්ඩ හඳුන්වා දීම සඳහා එහි වෙනස් කිරීම සිදු කෙරේ.

1. සෙලියුලෝස් නිස්සාරණය:
CMC සකස් කිරීමේ පළමු පියවර වන්නේ දැව පල්ප්, කපු ලින්ටර හෝ වෙනත් ශාක තන්තු වැනි ස්වාභාවික ප්‍රභවයන්ගෙන් සෙලියුලෝස් නිස්සාරණය කිරීමයි. සෙලියුලෝස් සාමාන්‍යයෙන් පල්ප් කිරීම, විරංජනය කිරීම සහ පිරිසිදු කිරීම ඇතුළු ක්‍රියාවලීන් මාලාවක් හරහා ලබා ගනී. නිදසුනක් ලෙස, දැව පල්ප් යාන්ත්‍රික හෝ රසායනික පල්ප් කිරීමේ ක්‍රියාවලීන් මගින් ලබා ගත හැකි අතර ඉන් පසුව ක්ලෝරීන් හෝ හයිඩ්‍රජන් පෙරොක්සයිඩ් සමඟ විරංජනය කිරීමෙන් අපද්‍රව්‍ය සහ ලිග්නින් ඉවත් කරයි.

2. සෙලියුලෝස් සක්‍රීය කිරීම:
සෙලියුලෝස් නිස්සාරණය කළ පසු, කාබොක්සිමීතයිල් කාණ්ඩ හඳුන්වාදීම පහසු කිරීම සඳහා එය සක්‍රිය කළ යුතුය. සාමාන්‍යයෙන් සක්‍රිය කිරීම සිදු කරනු ලබන්නේ උෂ්ණත්වය සහ පීඩනය පාලනය කරන ලද තත්වයන් යටතේ සෝඩියම් හයිඩ්‍රොක්සයිඩ් (NaOH) හෝ සෝඩියම් කාබනේට් (Na2CO3) වැනි ක්ෂාර සමඟ සෙලියුලෝස් ප්‍රතිකාර කිරීමෙනි. ක්ෂාර ප්‍රතිකාරය සෙලියුලෝස් තන්තු ඉදිමී අභ්‍යන්තර සහ අන්තර් අණුක හයිඩ්‍රජන් බන්ධන බිඳ දැමීමෙන් ඒවායේ ප්‍රතික්‍රියාශීලීත්වය වැඩි කරයි.

3. කාබොක්සිමීතයිලේෂන් ප්‍රතික්‍රියාව:
ඉන්පසු සක්‍රිය සෙලියුලෝස් කාබොක්සිමීතයිලේෂන් ප්‍රතික්‍රියාවට භාජනය කරනු ලබන අතර එහිදී කාබොක්සිමීතයිල් කාණ්ඩ (-CH2COOH) සෙලියුලෝස් දාමවල හයිඩ්‍රොක්සයිල් කාණ්ඩ මතට හඳුන්වා දෙනු ලැබේ. මෙම ප්‍රතික්‍රියාව සාමාන්‍යයෙන් සිදු කරනු ලබන්නේ සක්‍රිය සෙලියුලෝස් සෝඩියම් මොනොක්ලෝරෝඇසිටේට් (SMCA) සමඟ ප්‍රතික්‍රියා කිරීමෙන් සෝඩියම් හයිඩ්‍රොක්සයිඩ් (NaOH) වැනි ක්ෂාරීය උත්ප්‍රේරකයක් ඉදිරියේ සිදු කෙරේ. ප්‍රතික්‍රියාව පහත පරිදි නිරූපණය කළ හැකිය:

සෙලියුලෝස් + ක්ලෝරෝඇසිටික් අම්ලය → කාබොක්සිමීතයිල් සෙලියුලෝස් + NaCl

උෂ්ණත්වය, ප්‍රතික්‍රියා කාලය, ප්‍රතික්‍රියාකාරකවල සාන්ද්‍රණය සහ pH අගය ඇතුළු ප්‍රතික්‍රියා තත්ත්වයන් ප්‍රවේශමෙන් පාලනය කරනු ලබන්නේ ඉහළ අස්වැන්නක් සහ අපේක්ෂිත ආදේශන මට්ටම (DS) සහතික කිරීම සඳහා වන අතර එය සෙලියුලෝස් දාමයේ ග්ලූකෝස් ඒකකයකට හඳුන්වා දුන් කාබොක්සිමීතයිල් කාණ්ඩවල සාමාන්‍ය සංඛ්‍යාවට යොමු වේ.

4. උදාසීන කිරීම සහ සේදීම:
කාබොක්සිමීතයිලේෂන් ප්‍රතික්‍රියාවෙන් පසු, ලැබෙන කාබොක්සිමීතයිල් සෙලියුලෝස් උදාසීන කර අතිරික්ත ක්ෂාර සහ ප්‍රතික්‍රියා නොකළ ක්ලෝරෝඇසිටික් අම්ලය ඉවත් කරයි. මෙය සාමාන්‍යයෙන් සාක්ෂාත් කරගනු ලබන්නේ නිෂ්පාදනය ජලයෙන් හෝ තනුක අම්ල ද්‍රාවණයකින් සේදීමෙන් පසුව ඝන CMC ප්‍රතික්‍රියා මිශ්‍රණයෙන් වෙන් කිරීම සඳහා පෙරීමෙනි.

5. පිරිසිදු කිරීම:
ඉන්පසු පිරිසිදු කරන ලද CMC, ලවණ, ප්‍රතික්‍රියා නොකළ ප්‍රතික්‍රියාකාරක සහ අතුරු නිෂ්පාදන වැනි අපද්‍රව්‍ය ඉවත් කිරීම සඳහා කිහිප වතාවක් ජලයෙන් සෝදා හරිනු ලැබේ. පිරිසිදු කරන ලද CMC, සේදීමේ ජලයෙන් වෙන් කිරීම සඳහා පෙරීම හෝ කේන්ද්‍රාපසාරීකරණය භාවිතා කළ හැකිය.

6. වියළීම:
අවසාන වශයෙන්, පිරිසිදු කරන ලද කාබොක්සිමීතයිල් සෙලියුලෝස් වියළනු ලබන්නේ අවශේෂ තෙතමනය ඉවත් කර වියළි කුඩු හෝ කැටිති ආකාරයෙන් අපේක්ෂිත නිෂ්පාදනය ලබා ගැනීම සඳහා ය. අවසාන නිෂ්පාදනයේ අපේක්ෂිත ලක්ෂණ අනුව වාතය වියළීම, රික්ත වියළීම හෝ ඉසින වියළීම වැනි විවිධ ක්‍රම භාවිතයෙන් වියළීම සිදු කළ හැකිය.

7. ලක්ෂණකරණය සහ තත්ත්ව පාලනය:
වියළන ලදසීඑම්සීනිෂ්පාදනයේ රසායනික ව්‍යුහය, ආදේශන මට්ටම, අණුක බර සහ සංශුද්ධතාවය තහවුරු කිරීම සඳහා ෆූරියර් පරිවර්තන අධෝරක්ත වර්ණාවලීක්ෂය (FTIR), න්‍යෂ්ටික චුම්භක අනුනාදනය (NMR) සහ දුස්ස්‍රාවීතා මිනුම් වැනි විවිධ චරිත නිරූපණ ශිල්පීය ක්‍රමවලට භාජනය වේ. නිෂ්පාදිතය එහි අපේක්ෂිත යෙදුම් සඳහා අවශ්‍ය පිරිවිතරයන් සපුරාලන බව සහතික කිරීම සඳහා තත්ත්ව පාලන පරීක්ෂණ ද සිදු කරනු ලැබේ.

කාබොක්සිමීතයිල් සෙලියුලෝස් සකස් කිරීම සඳහා ස්වාභාවික ප්‍රභවයන්ගෙන් සෙලියුලෝස් නිස්සාරණය, සක්‍රිය කිරීම, කාබොක්සිමීතයිලේෂන් ප්‍රතික්‍රියාව, උදාසීන කිරීම, පිරිසිදු කිරීම, වියළීම සහ චරිත නිරූපණය ඇතුළු පියවර කිහිපයක් ඇතුළත් වේ. අවසාන නිෂ්පාදනයේ ඉහළ අස්වැන්නක්, අපේක්ෂිත ආදේශන මට්ටම සහ ගුණාත්මකභාවය ලබා ගැනීම සඳහා සෑම පියවරකටම ප්‍රතික්‍රියා තත්වයන් සහ පරාමිතීන් ප්‍රවේශමෙන් පාලනය කිරීම අවශ්‍ය වේ. CMC යනු එහි අද්විතීය ගුණාංග සහ බහුකාර්යතාව නිසා විවිධ යෙදුම් සහිත බහුලව භාවිතා වන බහු අවයවයකි.