கார்பாக்சிமெதில் செல்லுலோஸ் தயாரிப்பு

கார்பாக்சிமெதில் செல்லுலோஸ் (CMC)செல்லுலோஸிலிருந்து பெறப்பட்ட பல்துறை நீரில் கரையக்கூடிய பாலிமர் ஆகும், இது தாவர செல் சுவர்களில் காணப்படும் ஒரு இயற்கை பாலிசாக்கரைடு ஆகும். தடித்தல், நிலைப்படுத்துதல், பிணைத்தல், படலம் உருவாக்குதல் மற்றும் நீர் தக்கவைத்தல் போன்ற தனித்துவமான பண்புகள் காரணமாக உணவு, மருந்துகள், அழகுசாதனப் பொருட்கள், ஜவுளி, காகிதம் மற்றும் பல தொழில்களில் CMC விரிவான பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளது. CMC தயாரிப்பது இயற்கை மூலங்களிலிருந்து செல்லுலோஸை பிரித்தெடுப்பதில் இருந்து தொடங்கி, கார்பாக்சிமெதில் குழுக்களை அறிமுகப்படுத்த அதன் மாற்றத்தை உள்ளடக்கிய பல படிகளை உள்ளடக்கியது.

1. செல்லுலோஸ் பிரித்தெடுத்தல்:
CMC தயாரிப்பில் முதல் படி மரக் கூழ், பருத்தி லிண்டர்கள் அல்லது பிற தாவர இழைகள் போன்ற இயற்கை மூலங்களிலிருந்து செல்லுலோஸைப் பிரித்தெடுப்பதாகும். செல்லுலோஸ் பொதுவாக கூழ் தயாரித்தல், வெளுத்தல் மற்றும் சுத்திகரிப்பு உள்ளிட்ட தொடர்ச்சியான செயல்முறைகள் மூலம் பெறப்படுகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, மரக் கூழை இயந்திர அல்லது வேதியியல் கூழ் தயாரித்தல் மூலம் பெறலாம், அதைத் தொடர்ந்து குளோரின் அல்லது ஹைட்ரஜன் பெராக்சைடுடன் வெளுத்தல் மூலம் அசுத்தங்கள் மற்றும் லிக்னின் ஆகியவற்றை நீக்குகிறது.

2. செல்லுலோஸை செயல்படுத்துதல்:
செல்லுலோஸ் பிரித்தெடுக்கப்பட்டவுடன், கார்பாக்சிமெதில் குழுக்களை அறிமுகப்படுத்துவதற்கு வசதியாக அதை செயல்படுத்த வேண்டும். வெப்பநிலை மற்றும் அழுத்தத்தின் கட்டுப்படுத்தப்பட்ட நிலைமைகளின் கீழ் சோடியம் ஹைட்ராக்சைடு (NaOH) அல்லது சோடியம் கார்பனேட் (Na2CO3) போன்ற காரங்களுடன் செல்லுலோஸைச் சிகிச்சையளிப்பதன் மூலம் செயல்படுத்தல் பொதுவாக அடையப்படுகிறது. கார சிகிச்சை செல்லுலோஸ் இழைகளை வீக்கப்படுத்துகிறது மற்றும் உள் மற்றும் மூலக்கூறுகளுக்கு இடையேயான ஹைட்ரஜன் பிணைப்புகளை உடைப்பதன் மூலம் அவற்றின் வினைத்திறனை அதிகரிக்கிறது.

3. கார்பாக்சிமெதிலேஷன் வினை:
செயல்படுத்தப்பட்ட செல்லுலோஸ் பின்னர் கார்பாக்சிமெதிலேஷன் வினைக்கு உட்படுத்தப்படுகிறது, அங்கு கார்பாக்சிமெதில் குழுக்கள் (-CH2COOH) செல்லுலோஸ் சங்கிலிகளின் ஹைட்ராக்சில் குழுக்களில் அறிமுகப்படுத்தப்படுகின்றன. இந்த வினை பொதுவாக செயல்படுத்தப்பட்ட செல்லுலோஸை சோடியம் ஹைட்ராக்சைடு (NaOH) போன்ற கார வினையூக்கியின் முன்னிலையில் சோடியம் மோனோகுளோரோஅசிடேட் (SMCA) உடன் வினைபுரியச் செய்வதன் மூலம் மேற்கொள்ளப்படுகிறது. எதிர்வினையை பின்வருமாறு குறிப்பிடலாம்:

செல்லுலோஸ் + குளோரோஅசிடிக் அமிலம் → கார்பாக்சிமெதில் செல்லுலோஸ் + NaCl

வெப்பநிலை, எதிர்வினை நேரம், வினைப்பொருட்களின் செறிவு மற்றும் pH உள்ளிட்ட வினை நிலைமைகள் அதிக மகசூல் மற்றும் விரும்பிய அளவிலான மாற்றீட்டை (DS) உறுதி செய்வதற்காக கவனமாகக் கட்டுப்படுத்தப்படுகின்றன, இது செல்லுலோஸ் சங்கிலியின் குளுக்கோஸ் அலகுக்கு அறிமுகப்படுத்தப்பட்ட கார்பாக்சிமெதில் குழுக்களின் சராசரி எண்ணிக்கையைக் குறிக்கிறது.

4. நடுநிலைப்படுத்தல் மற்றும் கழுவுதல்:
கார்பாக்சிமெதிலேஷன் வினைக்குப் பிறகு, விளைந்த கார்பாக்சிமெதில் செல்லுலோஸ் நடுநிலையாக்கப்பட்டு அதிகப்படியான காரம் மற்றும் வினைபுரியாத குளோரோஅசிடிக் அமிலத்தை நீக்குகிறது. இது பொதுவாக தயாரிப்பை தண்ணீர் அல்லது நீர்த்த அமிலக் கரைசலால் கழுவுவதன் மூலம் அடையப்படுகிறது, பின்னர் திட CMC ஐ எதிர்வினை கலவையிலிருந்து பிரிக்க வடிகட்டுவதன் மூலம் அடையப்படுகிறது.

5. சுத்திகரிப்பு:
சுத்திகரிக்கப்பட்ட CMC, உப்புகள், வினைபுரியாத வினைப்பொருட்கள் மற்றும் துணைப் பொருட்கள் போன்ற அசுத்தங்களை அகற்ற பல முறை தண்ணீரில் கழுவப்படுகிறது. சுத்திகரிக்கப்பட்ட CMC-ஐ கழுவும் நீரிலிருந்து பிரிக்க வடிகட்டுதல் அல்லது மையவிலக்கு பயன்படுத்தப்படலாம்.

6. உலர்த்துதல்:
இறுதியாக, சுத்திகரிக்கப்பட்ட கார்பாக்சிமெதில் செல்லுலோஸ் உலர்த்தப்பட்டு, மீதமுள்ள ஈரப்பதத்தை நீக்கி, விரும்பிய பொருளை உலர்ந்த தூள் அல்லது துகள்களாகப் பெறுகிறது. இறுதி உற்பத்தியின் விரும்பிய பண்புகளைப் பொறுத்து காற்று உலர்த்துதல், வெற்றிட உலர்த்துதல் அல்லது தெளிப்பு உலர்த்துதல் போன்ற பல்வேறு முறைகளைப் பயன்படுத்தி உலர்த்துதல் நிறைவேற்றப்படலாம்.

7. குணாதிசயம் மற்றும் தரக் கட்டுப்பாடு:
உலர்ந்தசி.எம்.சி.தயாரிப்பு அதன் வேதியியல் அமைப்பு, மாற்றீட்டின் அளவு, மூலக்கூறு எடை மற்றும் தூய்மையை உறுதிப்படுத்த ஃபோரியர் டிரான்ஸ்ஃபார்ம் அகச்சிவப்பு நிறமாலை (FTIR), அணு காந்த அதிர்வு (NMR) மற்றும் பாகுத்தன்மை அளவீடுகள் போன்ற பல்வேறு குணாதிசய நுட்பங்களுக்கு உட்படுத்தப்படுகிறது. தயாரிப்பு அதன் நோக்கம் கொண்ட பயன்பாடுகளுக்குத் தேவையான விவரக்குறிப்புகளைப் பூர்த்தி செய்கிறது என்பதை உறுதிப்படுத்த தரக் கட்டுப்பாட்டு சோதனைகளும் செய்யப்படுகின்றன.

கார்பாக்சிமெதில் செல்லுலோஸ் தயாரிப்பது இயற்கை மூலங்களிலிருந்து செல்லுலோஸை பிரித்தெடுப்பது, செயல்படுத்துதல், கார்பாக்சிமெதிலேஷன் வினை, நடுநிலைப்படுத்தல், சுத்திகரிப்பு, உலர்த்துதல் மற்றும் குணாதிசயம் செய்தல் உள்ளிட்ட பல படிகளை உள்ளடக்கியது. ஒவ்வொரு படியிலும் அதிக மகசூல், விரும்பிய அளவிலான மாற்றீடு மற்றும் இறுதி உற்பத்தியின் தரத்தை அடைய எதிர்வினை நிலைமைகள் மற்றும் அளவுருக்களை கவனமாகக் கட்டுப்படுத்த வேண்டும். CMC என்பது அதன் தனித்துவமான பண்புகள் மற்றும் பல்துறைத்திறன் காரணமாக பல்வேறு பயன்பாடுகளைக் கொண்ட பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் பாலிமர் ஆகும்.