Припрема карбоксиметил целулозе

Карбоксиметил целулоза (ЦМЦ)је свестрани полимер који је растворљив у води добијен из целулозе, који је природни полисахарид који се налази у биљним ћелијским зидовима. ЦМЦ налази широке апликације у разним индустријама, укључујући храну, фармацеутски производи, козметику, текстил, папир и многе друге због својих јединствених својстава као што су задебљање, стабилизујуће, везивање, формирање филма и задржавање и задржавање воде. Припрема ЦМЦ-а укључује неколико корака почевши од екстракције целулозе из природних извора праћених њеним модификацијама за увођење карбоксиметилних група.

1. Вађење целулозе:
Први корак у припреми ЦМЦ-а је екстракција целулозе из природних извора као што су дрвене целулозе, памучне старе или друге биљне влакне. Целулоза се обично добија низом процеса, укључујући пулпинг, бељење и пречишћавање. На пример, дрвена целулоза може се добити механичким или хемијским пролазама праћеним избјељивањем хлором или водоник пероксидом за уклањање нечистоћа и лигнина.

2 Активација целулозе:
Једном када се целулоза извуче, то је потребно активирати да олакша увођење карбоксиметилних група. Активација се обично постиже третирањем целулозе алкалијама као што је натријум хидроксид (НаОХ) или натријум карбонат (На2ЦО3) под контролисаним условима температуре и притиском. Лијечење Алкалије набрекне целулозну влакна и повећава њихову реактивност разбијањем унутар и интермолекуларних водоничних веза.

3. Реакција карбоксиметилације:
Активирана целулоза је подвргнута реакцији карбоксиметилације у којој се карбоксиметил групе (-ЦХ2ЦООХ) уносе на хидроксилне групе ланаца целулозе. Ова реакција се обично врши реакцијом активиране целулозе са натријум монохлороацетатом (СМЦА) у присуству алкалног катализатора, попут натријум хидроксида (НаОХ). Реакција се може заступа на следећи начин:

Целулоза + хлорооцетна киселина → карбоксиметил целулоза + наЦл

Услови реакције, укључујући температуру, време реакције, концентрација реагенса и пХ пажљиво се контролишу како би се осигурао висок принос и жељени степен замене (ДС) који се односи на просечан број карбоксиметил група уведених по јединици звона у целулозном јединици.

4. Неутрализација и прање:
Након реакције карбоксиметилације, резултирајућа карбоксиметил целулоза је неутрализована за уклањање вишка алкалије и нереаговане хлорочасне киселине. То се обично постиже прањем производа са водом или раствором разблажених киселина, а затим филтрацијом за одвајање чврсте ЦМЦ-а из реакционе смеше.

5. Пречишћавање:
Прочишћени ЦМЦ се затим испере са водом више пута да уклоне нечистоће као што су соли, нереактивни реагенси и нуспроизводи. Филтрација или центрифугација могу се користити за раздвајање пречишћеног ЦМЦ-а из воде за прање.

6 Сушење:
Коначно, пречишћена карбоксиметил целулоза је осушена да уклони заосталу влагу и добије жељени производ у облику сувог праха или гранула. Сушење се може постићи разним методама као што су сушење ваздуха, сушење вакуума или сушењем за распршивање у зависности од жељених карактеристика коначног производа.

7. Карактеристика и контрола квалитета:
СушеноЦмцПроизвод је подвргнут различитим техникама карактеризације као што су Фоуриерова трансформисана инфрацрвена спектроскопија (ФТИР), нуклеарна магнетна резонанца (НМР) и мерења вискозности како би потврдила њену хемијску структуру, степен супституције, молекуларне тежине и чистоће. Такође се изводе тестови контроле квалитета како би се осигурало да производ испуњава тражене спецификације за предвиђене апликације.

Припрема карбоксиметил целулозе укључује неколико корака, укључујући екстракцију целулозе из природних извора, активирања, карбоксиметилационе реакције, неутрализације, пречишћавање, сушење и карактеризацију. Сваки корак захтева пажљиву контролу услова реакције и параметара за постизање високих приноса, жељеног степена супституције и квалитет финалног производа. ЦМЦ је широко кориштен полимер са разноликом апликацијама због својих јединствених својстава и свестраности.