கார்பாக்சிமெதில் செல்லுலோஸ் தயாரித்தல்

கார்பாக்சிமெதில் செல்லுலோஸ் (சி.எம்.சி)செல்லுலோஸிலிருந்து பெறப்பட்ட பல்துறை நீரில் கரையக்கூடிய பாலிமர் ஆகும், இது தாவர செல் சுவர்களில் காணப்படும் இயற்கை பாலிசாக்கரைடு ஆகும். சி.எம்.சி உணவு, மருந்துகள், அழகுசாதனப் பொருட்கள், ஜவுளி, காகிதம் மற்றும் பல தொழில்களில் விரிவான பயன்பாடுகளைக் காண்கிறது, ஏனெனில் அதன் தனித்துவமான பண்புகளான தடித்தல், உறுதிப்படுத்தல், பிணைப்பு, திரைப்படத்தை உருவாக்குதல் மற்றும் நீர் தக்கவைத்தல் போன்றவை. சி.எம்.சி தயாரிப்பதில் இயற்கையான மூலங்களிலிருந்து செல்லுலோஸை பிரித்தெடுப்பதில் இருந்து தொடங்கி பல படிகள் அடங்கும், அதன்பிறகு கார்பாக்சிமெதில் குழுக்களை அறிமுகப்படுத்த அதன் மாற்றம்.

1. செல்லுலோஸின் பிரித்தெடுத்தல்:
சி.எம்.சி தயாரிப்பதற்கான முதல் படி, மரக் கூழ், பருத்தி லிண்டர்கள் அல்லது பிற தாவர இழைகள் போன்ற இயற்கை மூலங்களிலிருந்து செல்லுலோஸை பிரித்தெடுப்பதாகும். செல்லுலோஸ் பொதுவாக கூழ், ப்ளீச்சிங் மற்றும் சுத்திகரிப்பு உள்ளிட்ட தொடர்ச்சியான செயல்முறைகள் மூலம் பெறப்படுகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, மெக்கானிக்கல் அல்லது வேதியியல் கூழ்மப்பிரிப்பு செயல்முறைகளால் மரக் கூழ் பெறலாம், அதன்பிறகு குளோரின் அல்லது ஹைட்ரஜன் பெராக்சைடுடன் வெளுத்து அசுத்தங்கள் மற்றும் லிக்னின் அகற்றலாம்.

2. செல்லுலோஸின் செயல்படுத்தல்:
செல்லுலோஸ் பிரித்தெடுக்கப்பட்டதும், கார்பாக்சிமெதில் குழுக்களை அறிமுகப்படுத்துவதற்கு அதை செயல்படுத்த வேண்டும். வெப்பநிலை மற்றும் அழுத்தத்தின் கட்டுப்படுத்தப்பட்ட நிலைமைகளின் கீழ் சோடியம் ஹைட்ராக்சைடு (NAOH) அல்லது சோடியம் கார்பனேட் (NA2CO3) போன்ற காரங்களுடன் செல்லுலோஸுக்கு சிகிச்சையளிப்பதன் மூலம் செயல்படுத்தல் பொதுவாக அடையப்படுகிறது. கார சிகிச்சையானது செல்லுலோஸ் இழைகளை வீங்கி, உள் மற்றும் இடைக்கணிப்பு ஹைட்ரஜன் பிணைப்புகளை உடைப்பதன் மூலம் அவற்றின் வினைத்திறனை அதிகரிக்கிறது.

3. கார்பாக்சிமெதிலேஷன் எதிர்வினை:
செயல்படுத்தப்பட்ட செல்லுலோஸ் பின்னர் கார்பாக்சிமெதிலேஷன் எதிர்வினைக்கு உட்படுத்தப்படுகிறது, அங்கு கார்பாக்சிமெதில் குழுக்கள் (-CH2COOH) செல்லுலோஸ் சங்கிலிகளின் ஹைட்ராக்சைல் குழுக்களில் அறிமுகப்படுத்தப்படுகின்றன. சோடியம் ஹைட்ராக்சைடு (NAOH) போன்ற கார வினையூக்கியின் முன்னிலையில் செயல்படுத்தப்பட்ட செல்லுலோஸை சோடியம் மோனோக்ளோரோஅசெட்டேட் (SMCA) உடன் எதிர்வினையாற்றுவதன் மூலம் இந்த எதிர்வினை பொதுவாக மேற்கொள்ளப்படுகிறது. எதிர்வினை பின்வருமாறு குறிப்பிடலாம்:

செல்லுலோஸ் + குளோரோஅசெடிக் அமிலம் → கார்பாக்சிமெதில் செல்லுலோஸ் + NaCl

செல்லுலோஸ் சங்கிலியின் குளுக்கோஸ் அலகுக்கு அறிமுகப்படுத்தப்பட்ட கார்பாக்சிமெதில் குழுக்களின் சராசரி எண்ணிக்கையைக் குறிக்கும் அதிக மகசூல் மற்றும் விரும்பிய மாற்று (டி.எஸ்) ஆகியவற்றை உறுதிப்படுத்த வெப்பநிலை, எதிர்வினை நேரம், உலைகளின் செறிவு மற்றும் பி.எச் உள்ளிட்ட எதிர்வினை நிலைமைகள் கவனமாக கட்டுப்படுத்தப்படுகின்றன.

4. நடுநிலைப்படுத்தல் மற்றும் சலவை:
கார்பாக்சிமெதிலேஷன் எதிர்வினைக்குப் பிறகு, இதன் விளைவாக வரும் கார்பாக்சிமெதில் செல்லுலோஸ் அதிகப்படியான காரம் மற்றும் பதிலளிக்கப்படாத குளோரோஅசெடிக் அமிலத்தை அகற்ற நடுநிலையானது. இது பொதுவாக உற்பத்தியை நீர் அல்லது நீர்த்த அமிலக் கரைசலால் கழுவுவதன் மூலம் அடையப்படுகிறது, அதன்பிறகு திடமான சி.எம்.சியை எதிர்வினை கலவையிலிருந்து பிரிக்க வடிகட்டுதல்.

5. சுத்திகரிப்பு:
சுத்திகரிக்கப்பட்ட சி.எம்.சி பின்னர் உப்புகள், பதிலளிக்கப்படாத உலைகள் மற்றும் துணை தயாரிப்புகள் போன்ற அசுத்தங்களை அகற்ற பல முறை தண்ணீரில் கழுவப்படுகிறது. சுத்திகரிக்கப்பட்ட சி.எம்.சியை கழுவும் நீரிலிருந்து பிரிக்க வடிகட்டுதல் அல்லது மையவிலக்கு பயன்படுத்தப்படலாம்.

6. உலர்த்துதல்:
இறுதியாக, சுத்திகரிக்கப்பட்ட கார்பாக்சிமெதில் செல்லுலோஸ் எஞ்சிய ஈரப்பதத்தை அகற்றவும், விரும்பிய உற்பத்தியை உலர்ந்த தூள் அல்லது துகள்களின் வடிவத்தில் பெறவும் உலர்த்தப்படுகிறது. இறுதி உற்பத்தியின் விரும்பிய பண்புகளைப் பொறுத்து காற்று உலர்த்துதல், வெற்றிட உலர்த்துதல் அல்லது தெளித்தல் போன்ற பல்வேறு முறைகளைப் பயன்படுத்தி உலர்த்துவதை நிறைவேற்ற முடியும்.

7. தன்மை மற்றும் தரக் கட்டுப்பாடு:
உலர்ந்தசி.எம்.சி.ஃபோரியர் டிரான்ஸ்ஃபார்ம் அகச்சிவப்பு ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபி (எஃப்.டி.ஐ.ஆர்), அணு காந்த அதிர்வு (என்.எம்.ஆர்) மற்றும் அதன் வேதியியல் அமைப்பு, மாற்றீட்டின் அளவு, மூலக்கூறு எடை மற்றும் தூய்மை ஆகியவற்றை உறுதிப்படுத்த தயாரிப்பு போன்ற பல்வேறு குணாதிசய நுட்பங்களுக்கு தயாரிப்பு உட்பட்டது. தயாரிப்பு அதன் நோக்கம் கொண்ட பயன்பாடுகளுக்கு தேவையான விவரக்குறிப்புகளை பூர்த்தி செய்கிறது என்பதை உறுதிப்படுத்த தரக் கட்டுப்பாட்டு சோதனைகளும் செய்யப்படுகின்றன.

கார்பாக்சிமெதில் செல்லுலோஸைத் தயாரிப்பது இயற்கை மூலங்களிலிருந்து செல்லுலோஸை பிரித்தெடுப்பது, செயல்படுத்துதல், கார்பாக்சிமெதிலேஷன் எதிர்வினை, நடுநிலைப்படுத்தல், சுத்திகரிப்பு, உலர்த்துதல் மற்றும் தன்மை உள்ளிட்ட பல படிகளை உள்ளடக்கியது. ஒவ்வொரு அடியிலும் அதிக மகசூல், விரும்பிய மாற்று அளவு மற்றும் இறுதி உற்பத்தியின் தரம் ஆகியவற்றை அடைய எதிர்வினை நிலைமைகள் மற்றும் அளவுருக்களை கவனமாக கட்டுப்படுத்த வேண்டும். சி.எம்.சி என்பது அதன் தனித்துவமான பண்புகள் மற்றும் பல்துறைத்திறன் காரணமாக மாறுபட்ட பயன்பாடுகளைக் கொண்ட பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் பாலிமர் ஆகும்.