Maandalizi ya selulosi ya carboxymethyl

Selulosi ya Carboxymethyl (CMC)ni polima inayoweza kutengenezea maji inayotokana na selulosi, ambayo ni polisakaridi asili inayopatikana katika kuta za seli za mimea. CMC hupata matumizi makubwa katika tasnia mbalimbali ikijumuisha chakula, dawa, vipodozi, nguo, karatasi, na vingine vingi kutokana na sifa zake za kipekee kama vile unene, uthabiti, ufungaji, uundaji filamu, na uhifadhi wa maji. Utayarishaji wa CMC unahusisha hatua kadhaa kuanzia uchimbaji wa selulosi kutoka kwa vyanzo asilia ikifuatiwa na urekebishaji wake ili kuanzisha vikundi vya kaboksii.

1. Uchimbaji wa Selulosi:
Hatua ya kwanza katika utayarishaji wa CMC ni uchimbaji wa selulosi kutoka kwa vyanzo vya asili kama vile massa ya kuni, linta za pamba, au nyuzi zingine za mmea. Selulosi kwa kawaida hupatikana kupitia msururu wa michakato ikijumuisha kusugua, upaukaji na utakaso. Kwa mfano, massa ya kuni yanaweza kupatikana kwa michakato ya mitambo au kemikali ya kusukuma ikifuatiwa na blekning na klorini au peroxide ya hidrojeni ili kuondoa uchafu na lignin.

2. Uanzishaji wa Selulosi:
Mara tu selulosi inapotolewa, inahitaji kuanzishwa ili kuwezesha kuanzishwa kwa vikundi vya carboxymethyl. Uamilisho kwa kawaida hupatikana kwa kutibu selulosi kwa alkali kama vile hidroksidi ya sodiamu (NaOH) au kabonati ya sodiamu (Na2CO3) chini ya hali ya joto na shinikizo iliyodhibitiwa. Matibabu ya alkali huvimba nyuzi za selulosi na huongeza utendakazi wao kwa kuvunja vifungo vya hidrojeni vya ndani na kati ya molekuli.

3. Mwitikio wa Carboxymethylation:
Selulosi iliyoamilishwa kisha inakabiliwa na mmenyuko wa carboxymethylation ambapo vikundi vya carboxymethyl (-CH2COOH) huletwa kwenye vikundi vya haidroksili vya minyororo ya selulosi. Mwitikio huu kwa kawaida hufanywa kwa kujibu selulosi iliyoamilishwa na sodium monochloroacetate (SMCA) mbele ya kichocheo cha alkali kama vile hidroksidi ya sodiamu (NaOH). Mwitikio unaweza kuwakilishwa kama ifuatavyo:

Cellulose + Chloroacetic Acid → Carboxymethyl Cellulose + NaCl

Masharti ya athari ikiwa ni pamoja na halijoto, muda wa majibu, ukolezi wa vitendanishi na pH hudhibitiwa kwa uangalifu ili kuhakikisha mavuno mengi na kiwango kinachohitajika cha uingizwaji (DS) ambayo inarejelea wastani wa idadi ya vikundi vya kaboksii vinavyoletwa kwa kila kitengo cha glukosi cha mnyororo wa selulosi.

4. Kufungamana na Kuosha:
Baada ya mmenyuko wa carboxymethylation, selulosi ya carboxymethyl inabadilishwa ili kuondoa alkali ya ziada na asidi ya kloroasetiki isiyosababishwa. Hii kawaida hupatikana kwa kuosha bidhaa kwa maji au suluhisho la asidi ya dilute ikifuatiwa na uchujaji kutenganisha CMC ngumu kutoka kwa mchanganyiko wa athari.

5. Utakaso:
CMC iliyosafishwa huoshwa kwa maji mara kadhaa ili kuondoa uchafu kama vile chumvi, vitendanishi ambavyo havijaathiriwa na bidhaa za ziada. Uchujaji au upenyezaji katikati unaweza kutumika kutenganisha CMC iliyosafishwa na maji ya kunawa.

6. Kukausha:
Hatimaye, selulosi ya carboxymethyl iliyosafishwa imekaushwa ili kuondoa unyevu wa mabaki na kupata bidhaa inayotaka kwa namna ya poda kavu au granules. Ukaushaji unaweza kufanywa kwa kutumia mbinu mbalimbali kama vile kukausha kwa hewa, kukaushia utupu, au kukausha kwa dawa kulingana na sifa zinazohitajika za bidhaa ya mwisho.

7. Tabia na Udhibiti wa Ubora:
Ya kavuCMCbidhaa inakabiliwa na mbinu mbalimbali za uhusika kama vile Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), nyuklia resonance magnetic (NMR), na vipimo vya mnato ili kuthibitisha muundo wake wa kemikali, kiwango cha uingizwaji, uzito wa molekuli na usafi. Vipimo vya udhibiti wa ubora pia hufanywa ili kuhakikisha kuwa bidhaa inatimiza masharti yanayohitajika kwa matumizi yaliyokusudiwa.

maandalizi ya selulosi ya carboxymethyl inahusisha hatua kadhaa ikiwa ni pamoja na uchimbaji wa selulosi kutoka kwa vyanzo vya asili, uanzishaji, mmenyuko wa carboxymethylation, neutralization, utakaso, kukausha, na sifa. Kila hatua inahitaji udhibiti makini wa hali ya athari na vigezo ili kufikia mavuno mengi, kiwango kinachohitajika cha uingizwaji, na ubora wa bidhaa ya mwisho. CMC ni polima inayotumika sana na matumizi tofauti kwa sababu ya mali yake ya kipekee na utofauti.