Persiapan karboksimétil selulosa

Karboksimétil selulosa (CMC)mangrupakeun polimér larut cai serbaguna diturunkeun tina selulosa, nu mangrupakeun polisakarida alam kapanggih dina témbok sél tutuwuhan. CMC manggih aplikasi éksténsif dina sagala rupa industri kaasup dahareun, farmasi, kosmétik, tékstil, kertas, jeung loba batur alatan sipat unik na kayaning thickening, stabilizing, mengikat, pilem-ngabentuk, sarta ingetan cai. Persiapan CMC ngalibatkeun sababaraha léngkah mimitian ti ékstraksi selulosa tina sumber alam dituturkeun ku modifikasi pikeun ngawanohkeun gugus karboksimétil.

1. Ekstraksi Selulosa:
Léngkah munggaran dina persiapan CMC nyaéta ékstraksi selulosa tina sumber alam sapertos bubur kai, linters kapas, atanapi serat pepelakan sanés. Selulosa ilaharna diala ngaliwatan runtuyan prosés kaasup pulping, pemutihan, sarta purifikasi. Contona, bubur kai bisa diala ku prosés pulping mékanis atawa kimiawi dituturkeun ku pemutihan ku klorin atawa hidrogén péroxida pikeun miceun najis jeung lignin.

2. Aktivasina Selulosa:
Sakali selulosa diekstrak, éta perlu diaktipkeun pikeun ngagampangkeun bubuka gugus karboksimétil. Aktivasina biasana dihontal ku ngarawat selulosa nganggo alkali sapertos natrium hidroksida (NaOH) atanapi natrium karbonat (Na2CO3) dina kaayaan suhu sareng tekanan anu dikontrol. Perlakuan alkali ngabareuhan serat selulosa sareng ningkatkeun réaktivitasna ku cara megatkeun beungkeut hidrogén intra sareng antarmolekul.

3. Réaksi Carboxymethylation:
Selulosa anu diaktipkeun lajeng ngalaman réaksi karboksimétilasi dimana gugus karboksimétil (-CH2COOH) diwanohkeun kana gugus hidroksil tina ranté selulosa. Réaksi ieu biasana dilaksanakeun ku ngaréaksikeun selulosa anu diaktipkeun sareng natrium monokloroasetat (SMCA) ku ayana katalis basa sapertos natrium hidroksida (NaOH). Réaksi bisa digambarkeun saperti kieu:

Selulosa + Asam Kloroasetat → Karboksimétil Selulosa + NaCl

Kaayaan réaksi kalebet suhu, waktos réaksi, konsentrasi réagen, sareng pH dikontrol sacara saksama pikeun mastikeun ngahasilkeun anu luhur sareng gelar substitusi anu dipikahoyong (DS) anu ngarujuk kana jumlah rata-rata gugus karboksimétil anu diwanohkeun per unit glukosa tina ranté selulosa.

4. Netralisasi sareng Cuci:
Saatos réaksi karboksimétilasi, karboksimétil selulosa anu dihasilkeun dinétralisasi pikeun ngaleungitkeun kaleuwihan alkali sareng asam kloroasetat anu teu diréaksikeun. Ieu ilaharna dihontal ku ngumbah produk ku cai atawa leyuran asam éncér dituturkeun ku filtration pikeun misahkeun CMC padet tina campuran réaksi.

5. Purifikasi:
CMC anu dimurnikeun teras dikumbah ku cai sababaraha kali pikeun ngaleungitkeun najis sapertos uyah, réagen anu teu diréaksikeun, sareng produk sampingan. Filtrasi atanapi centrifugation tiasa dianggo pikeun misahkeun CMC anu dimurnikeun tina cai cuci.

6. Pangeringan:
Tungtungna, selulosa karboksimétil anu dimurnikeun dikeringkeun pikeun ngaleungitkeun kalembaban sésa-sésa sareng kéngingkeun produk anu dipikahoyong dina bentuk bubuk garing atanapi granul. Drying bisa dilakonan ngagunakeun rupa métode kayaning drying hawa, vakum drying, atawa spray drying gumantung kana ciri nu dipikahoyong tina produk ahir.

7. Karakterisasi sareng Kontrol Kualitas:
Anu garingCMCProduk tunduk kana sababaraha téknik karakterisasi sapertos Fourier transform infra red spectroscopy (FTIR), résonansi magnetik nuklir (NMR), sareng pangukuran viskositas pikeun ngonfirmasi struktur kimiana, darajat substitusi, beurat molekul, sareng kamurnian. Tés kontrol kualitas ogé dilaksanakeun pikeun mastikeun yén produkna nyumponan spésifikasi anu dipikabutuh pikeun aplikasi anu dimaksud.

Nyiapkeun karboksimétil selulosa ngalibatkeun sababaraha léngkah diantarana ékstraksi selulosa tina sumber alam, aktivasina, réaksi karboksimétilasi, nétralisasi, purifikasi, pengeringan, jeung karakterisasi. Tiap léngkah merlukeun kontrol ati kaayaan réaksi jeung parameter pikeun ngahontal ngahasilkeun luhur, gelar dipikahoyong tina substitusi, sarta kualitas produk ahir. CMC mangrupakeun polimér loba dipaké kalawan rupa-rupa aplikasi alatan sipat unik sarta versatility.