Maandalizi ya carboxymethyl selulosi

Carboxymethyl selulosi (CMC)ni polymer yenye mumunyifu wa maji inayotokana na selulosi, ambayo ni polysaccharide ya asili inayopatikana katika kuta za seli za mmea. CMC hupata matumizi ya kina katika tasnia mbali mbali ikiwa ni pamoja na chakula, dawa, vipodozi, nguo, karatasi, na wengine wengi kutokana na mali yake ya kipekee kama vile unene, utulivu, kumfunga, kutengeneza filamu, na utunzaji wa maji. Utayarishaji wa CMC unajumuisha hatua kadhaa kuanzia kutoka kwa uchimbaji wa selulosi kutoka kwa vyanzo vya asili ikifuatiwa na muundo wake wa kuanzisha vikundi vya carboxymethyl.

1. Mchanganyiko wa selulosi:
Hatua ya kwanza katika utayarishaji wa CMC ni uchimbaji wa selulosi kutoka kwa vyanzo vya asili kama vile mimbari ya kuni, vifuniko vya pamba, au nyuzi zingine za mmea. Selulosi kawaida hupatikana kupitia safu ya michakato ikiwa ni pamoja na kusukuma, blekning, na utakaso. Kwa mfano, massa ya kuni yanaweza kupatikana kwa michakato ya mitambo au kemikali ya kuvinjari ikifuatiwa na blekning na klorini au peroksidi ya hidrojeni ili kuondoa uchafu na lignin.

2. Uanzishaji wa selulosi:
Mara tu selulosi itakapotolewa, inahitaji kuamilishwa ili kuwezesha kuanzishwa kwa vikundi vya carboxymethyl. Uanzishaji kawaida hupatikana kwa kutibu selulosi na alkali kama vile sodium hydroxide (NaOH) au sodium kaboni (Na2CO3) chini ya hali ya joto na shinikizo. Matibabu ya Alkali hua nyuzi za selulosi na huongeza kazi yao kwa kuvunja vifungo vya ndani na vya ndani vya hidrojeni.

3. Majibu ya carboxymethylation:
Cellulose iliyoamilishwa basi inakabiliwa na athari ya carboxymethylation ambapo vikundi vya carboxymethyl (-CH2COOH) huletwa kwenye vikundi vya hydroxyl ya minyororo ya selulosi. Mwitikio huu kawaida hufanywa kwa kuguswa selulosi iliyoamilishwa na sodium monochloroacetate (SMCA) mbele ya kichocheo cha alkali kama vile sodium hydroxide (NaOH). Mwitikio unaweza kuwakilishwa kama ifuatavyo:

Cellulose + chloroacetic acid → carboxymethyl selulosi + NaCl

Hali ya mmenyuko ikiwa ni pamoja na joto, wakati wa athari, mkusanyiko wa reagents, na pH zinadhibitiwa kwa uangalifu ili kuhakikisha mavuno ya juu na kiwango cha taka cha badala (DS) ambacho kinamaanisha idadi ya wastani ya vikundi vya carboxymethyl vilivyoletwa kwa kila sehemu ya sukari ya mnyororo wa selulosi.

4. Kujitenga na kuosha:
Baada ya mmenyuko wa carboxymethylation, selulosi ya carboxymethyl inayosababishwa haibadilishi ili kuondoa alkali nyingi na asidi ya chloroacetic isiyoonekana. Hii kawaida hupatikana kwa kuosha bidhaa na maji au suluhisho la asidi ya kuondokana na kufuatiwa na kuchujwa ili kutenganisha CMC thabiti kutoka kwa mchanganyiko wa athari.

5. Utakaso:
CMC iliyosafishwa basi huoshwa na maji mara kadhaa ili kuondoa uchafu kama vile chumvi, vitunguu visivyo na malengo, na bidhaa. Filtration au centrifugation inaweza kuajiriwa kutenganisha CMC iliyosafishwa kutoka kwa maji ya safisha.

6. Kukausha:
Mwishowe, selulosi ya carboxymethyl iliyosafishwa hukaushwa ili kuondoa unyevu wa mabaki na kupata bidhaa inayotaka katika mfumo wa poda kavu au granules. Kukausha kunaweza kutekelezwa kwa kutumia njia mbali mbali kama kukausha hewa, kukausha utupu, au kukausha kunyunyizia kulingana na sifa zinazohitajika za bidhaa ya mwisho.

7. Tabia na udhibiti wa ubora:
KavuCMCBidhaa inakabiliwa na mbinu mbali mbali za tabia kama vile Fourier Transform infrared Spectroscopy (FTIR), nyuklia sumaku resonance (NMR), na vipimo vya mnato ili kudhibitisha muundo wake wa kemikali, kiwango cha uingizwaji, uzito wa Masi, na usafi. Vipimo vya kudhibiti ubora pia vinafanywa ili kuhakikisha kuwa bidhaa hiyo inakidhi maelezo yanayotakiwa kwa matumizi yake yaliyokusudiwa.

Maandalizi ya selulosi ya carboxymethyl inajumuisha hatua kadhaa ikiwa ni pamoja na uchimbaji wa selulosi kutoka kwa vyanzo vya asili, uanzishaji, athari ya carboxymethylation, kutokujali, utakaso, kukausha, na tabia. Kila hatua inahitaji udhibiti wa hali ya athari na vigezo ili kufikia mavuno ya juu, kiwango cha taka, na ubora wa bidhaa ya mwisho. CMC ni polima inayotumiwa sana na matumizi tofauti kwa sababu ya mali yake ya kipekee na nguvu nyingi.