කාබොක්සිමීතයිල් සෙලියුලෝස් සකස් කිරීම

කාබොක්සිමීතයිල් සෙලියුලෝස් (CMC)ශාක සෛල බිත්තිවල ඇති ස්වභාවික පොලිසැකරයිඩයක් වන සෙලියුලෝස් වලින් ලබාගත් බහුකාර්ය ජල-ද්‍රාව්‍ය බහුඅවයවයකි. CMC ආහාර, ඖෂධ, රූපලාවන්‍ය, රෙදිපිළි, කඩදාසි සහ තවත් බොහෝ කර්මාන්තවල ඝණ කිරීම, ස්ථායීකරණය, බන්ධනය, චිත්‍රපට සෑදීම සහ ජලය රඳවා තබා ගැනීම වැනි සුවිශේෂී ගුණාංග නිසා පුළුල් යෙදුම් සොයා ගනී. CMC සකස් කිරීම සඳහා ස්වභාවික ප්‍රභවයන්ගෙන් සෙලියුලෝස් නිස්සාරණය කිරීමෙන් ආරම්භ වන පියවර කිහිපයක් සහ කාබොක්සිමීතයිල් කාණ්ඩ හඳුන්වා දීම සඳහා එය වෙනස් කිරීම ඇතුළත් වේ.

1. සෙලියුලෝස් නිස්සාරණය:
CMC සකස් කිරීමේ පළමු පියවර වන්නේ ලී පල්ප්, කපු ලින්ටර් හෝ වෙනත් ශාක තන්තු වැනි ස්වාභාවික ප්‍රභවයන්ගෙන් සෙලියුලෝස් නිස්සාරණය කිරීමයි. සෙලියුලෝස් සාමාන්‍යයෙන් පල්ප් කිරීම, බ්ලීච් 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 පසුව ක්ලෝරීන් හෝ හයිඩ්‍රජන් පෙරොක්සයිඩ් සමඟ විරංජනය කිරීමෙන් අපද්‍රව්‍ය සහ ලිග්නින් ඉවත් කළ හැකිය.

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

3. කාබොක්සිමෙතිලේෂන් ප්‍රතික්‍රියාව:
පසුව සක්‍රිය සෙලියුලෝස් කාබොක්සිමීතයිලීකරණ ප්‍රතික්‍රියාවට භාජනය වන අතර එහිදී කාබොක්සිමීතයිල් කාණ්ඩ (-CH2COOH) සෙලියුලෝස් දාමවල හයිඩ්‍රොක්සයිල් කාණ්ඩවලට හඳුන්වා දෙනු ලැබේ. මෙම ප්‍රතික්‍රියාව සාමාන්‍යයෙන් සිදු කරනු ලබන්නේ සෝඩියම් හයිඩ්‍රොක්සයිඩ් (NaOH) වැනි ක්ෂාරීය උත්ප්‍රේරකයක් ඉදිරියේ සෝඩියම් මොනොක්ලෝරෝඇසිටේට් (SMCA) සමඟ සක්‍රිය සෙලියුලෝස් ප්‍රතික්‍රියා කිරීමෙනි. ප්රතික්රියාව පහත පරිදි නිරූපණය කළ හැකිය:

සෙලියුලෝස් + ක්ලෝරෝඇසිටික් අම්ලය → කාබොක්සිමීතයිල් සෙලියුලෝස් + NaCl

උෂ්ණත්වය, ප්‍රතික්‍රියා කාලය, ප්‍රතික්‍රියාකාරක සාන්ද්‍රණය සහ pH ඇතුළු ප්‍රතික්‍රියා තත්ත්වයන් ඉහළ අස්වැන්නක් සහ අපේක්ෂිත ප්‍රතිස්ථාපන මට්ටම (DS) සහතික කිරීම සඳහා ප්‍රවේශමෙන් පාලනය කරනු ලැබේ.

4. උදාසීන කිරීම සහ සේදීම:
කාබොක්සිමෙතිලේෂන් ප්‍රතික්‍රියාවෙන් පසුව, එහි ප්‍රතිඵලය වන කාබොක්සිමීතයිල් සෙලියුලෝස් අතිරික්ත ක්ෂාර සහ ප්‍රතික්‍රියා නොකළ ක්ලෝරෝඇසිටික් අම්ලය ඉවත් කිරීම සඳහා උදාසීන කරනු ලැබේ. මෙය සාමාන්‍යයෙන් සාක්ෂාත් කරගනු ලබන්නේ, ප්‍රතික්‍රියා මිශ්‍රණයෙන් ඝන CMC වෙන් කිරීම සඳහා ජලය හෝ තනුක අම්ල ද්‍රාවණයකින් නිෂ්පාදිතය සේදීමෙන් පසුව පෙරීමෙනි.

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

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

7. ගුනාංගීකරනය සහ තත්ත්ව පාලනය:
වියලන ලදCMCනිෂ්පාදිතය එහි රසායනික ව්‍යුහය, ආදේශන මට්ටම, අණුක බර සහ සංශුද්ධතාවය තහවුරු කිරීම සඳහා ෆූරියර් ට්‍රාන්ස්ෆෝම් අධෝරක්ත වර්ණාවලීක්ෂය (FTIR), න්‍යෂ්ටික චුම්භක අනුනාදනය (NMR) සහ දුස්ස්රාවීතා මිනුම් වැනි විවිධ ගුනාංගීකරන ශිල්පීය ක්‍රමවලට යටත් වේ. නිෂ්පාදිතය එහි අපේක්ෂිත යෙදුම් සඳහා අවශ්‍ය පිරිවිතරයන් සපුරාලන බව සහතික කිරීම සඳහා තත්ත්ව පාලන පරීක්ෂණ ද සිදු කරනු ලැබේ.

කාබොක්සිමීතයිල් සෙලියුලෝස් සැකසීමේදී ස්වභාවික ප්‍රභවයන්ගෙන් සෙලියුලෝස් නිස්සාරණය, සක්‍රීය කිරීම, කාබොක්සිමෙතිලේෂන් ප්‍රතික්‍රියාව, උදාසීන කිරීම, පිරිසිදු කිරීම, වියළීම සහ ගුනාංගීකරනය ඇතුළු පියවර කිහිපයක් ඇතුළත් වේ. සෑම පියවරකදීම ඉහළ අස්වැන්නක්, අපේක්ෂිත ප්‍රතිස්ථාපන මට්ටම සහ අවසාන නිෂ්පාදනයේ ගුණාත්මක භාවය ලබා ගැනීම සඳහා ප්‍රතික්‍රියා තත්ත්වයන් සහ පරාමිතීන් ප්‍රවේශමෙන් පාලනය කිරීම අවශ්‍ය වේ. CMC යනු එහි අද්විතීය ගුණාංග සහ බහුකාර්යතාව හේතුවෙන් විවිධ යෙදුම් සහිත බහුලව භාවිතා වන බහු අවයවයකි.