Тайёр кардани целлюлозаи карбоксиметил

целлюлоза карбоксиметил (CMC)як полимери бисёрҳалшаванда дар об аст, ки аз селлюлоза гирифта шудааст, ки полисахариди табиист, ки дар деворҳои ҳуҷайраҳои растанӣ мавҷуд аст. CMC дар соҳаҳои гуногун, аз ҷумла хӯрокворӣ, дорусозӣ, косметика, нассоҷӣ, коғаз ва бисёр чизҳои дигар аз сабаби хосиятҳои беназири худ, ба монанди ғафсшавӣ, мӯътадилсозӣ, пайвастшавӣ, ташаккули филм ва нигоҳдории об барномаҳои васеъ пайдо мекунад. Омодасозии CMC якчанд марҳиларо дар бар мегирад, ки аз истихроҷи селлюлоза аз манбаъҳои табиӣ ва пас аз тағир додани он барои ворид кардани гурӯҳҳои карбоксиметил оғоз мешавад.

1. Истеҳсоли селлюлоза:
Қадами аввал дар тайёр кардани CMC истихроҷи селлюлоза аз манбаъҳои табиӣ ба монанди селлюлозаи ҳезум, линтерҳои пахта ё дигар нахҳои растанӣ мебошад. Целлюлоза одатан тавассути як қатор равандҳо, аз ҷумла селлюлоза, сафедкунӣ ва тозакунӣ ба даст оварда мешавад. Масалан, селлюлозаи ҳезумро тавассути равандҳои механикӣ ё кимиёвӣ ба даст овардан мумкин аст ва пас аз сафедкунӣ бо хлор ё пероксиди гидроген барои тоза кардани ифлосиҳо ва лигнин.

2. Фаъолсозии селлюлоза:
Пас аз истихроҷи селлюлоза, он бояд фаъол карда шавад, то воридшавии гурӯҳҳои карбоксиметилро осон кунад. Фаъолсозӣ одатан тавассути коркарди селлюлоза бо сілтӣ ба монанди гидроксиди натрий (NaOH) ё карбонати натрий (Na2CO3) дар шароити назоратшавандаи ҳарорат ва фишор ба даст оварда мешавад. Табобати сілтӣ нахҳои селлюлозаро варам мекунад ва реактивии онҳоро тавассути шикастани пайвандҳои гидрогени дохили ва байнимолекулавӣ зиёд мекунад.

3. Реаксияи карбоксиметилизатсия:
Сипас селлюлозаи фаъолшуда ба реаксияи карбоксиметилизатсия дучор мешавад, ки дар он гурӯҳҳои карбоксиметил (-CH2COOH) ба гурӯҳҳои гидроксилҳои занҷирҳои селлюлоза ворид карда мешаванд. Ин реаксия маъмулан тавассути реаксия кардани селлюлозаи фаъолшуда бо монохлорацетат натрий (SMCA) дар ҳузури катализатори сілтӣ ба монанди гидроксиди натрий (NaOH) сурат мегирад. Реаксияро ба таври зерин ифода кардан мумкин аст:

Целлюлоза + Кислотаи хлорастикӣ → Карбоксиметил целлюлоза + NaCl

Шароитҳои реаксия, аз ҷумла ҳарорат, вақти реаксия, консентратсияи реагентҳо ва рН бодиққат назорат карда мешаванд, то ҳосили баланд ва дараҷаи дилхоҳи ивазкунӣ (DS) таъмин карда шаванд, ки ба миқдори миёнаи гурӯҳҳои карбоксиметилӣ ба як воҳиди глюкозаи занҷири селлюлоза ворид карда мешаванд.

4. Безараргардонӣ ва шустан:
Пас аз реаксияи карбоксиметилизатсия, селлюлозаи карбоксиметил дар натиҷа безарар карда мешавад, то сілтҳои зиёдатӣ ва кислотаи хлорассетии реаксиянашударо хориҷ кунад. Ин одатан тавассути шустани маҳсулот бо об ё маҳлули кислотаи моеъ ва пас аз филтратсия барои ҷудо кардани CMC сахт аз омехтаи реаксия ба даст оварда мешавад.

5. Пок кардан:
Сипас CMC-и тозашуда бо об якчанд маротиба шуста мешавад, то ифлосиҳо ба монанди намакҳо, реагентҳои реаксиянашуда ва маҳсулоти иловагӣ тоза карда шавад. Барои ҷудо кардани CMC-и тозашуда аз оби шустан мумкин аст филтратсия ё центрифуга истифода шавад.

6. Хушк кардан:
Ниҳоят, селлюлозаи карбоксиметилии тозашуда хушк карда мешавад, то намии боқимонда тоза карда шавад ва маҳсулоти дилхоҳ дар шакли хокаи хушк ё гранулҳо ба даст оварда шавад. Хушккуниро бо истифода аз усулҳои гуногун, аз қабили хушккунии ҳаво, хушккунии вакуумӣ ё хушккунии дорупошӣ вобаста ба хусусиятҳои дилхоҳи маҳсулоти ниҳоӣ анҷом додан мумкин аст.

7. Характеристика ва назорати сифат:
ХушкшудаCMCМаҳсулот ба усулҳои гуногуни тавсифкунӣ, аз қабили спектроскопияи инфрасурхии Фурье (FTIR), резонанси магнитии ядроӣ (NMR) ва ченакҳои часпакӣ барои тасдиқи сохтори химиявӣ, дараҷаи ивазкунӣ, вазни молекулавӣ ва тозагии он гузаронида мешавад. Санҷишҳои назорати сифат инчунин барои боварӣ ҳосил кардани он, ки маҳсулот ба хусусиятҳои зарурӣ барои барномаҳои пешбинишуда мувофиқат мекунад, гузаронида мешавад.

тайёр кардани селлюлозаи карбоксиметил якчанд марҳилаҳоро дар бар мегирад, аз ҷумла истихроҷи селлюлоза аз манбаъҳои табиӣ, фаъолсозӣ, реаксияи карбоксиметилизатсия, безарарсозӣ, тозакунӣ, хушккунӣ ва тавсиф. Ҳар як марҳила назорати дақиқи шароит ва параметрҳои реаксияро талаб мекунад, то ҳосили баланд, дараҷаи дилхоҳи ивазкунӣ ва сифати маҳсулоти ниҳоӣ ба даст ояд. CMC як полимери васеъ истифодашаванда мебошад, ки аз сабаби хосиятҳои беназир ва универсалии он барномаҳои гуногун дорад.