Paghahanda ng carboxymethyl cellulose

Carboxymethyl Cellulose (CMC)ay isang maraming nalalaman na natutunaw na tubig na polimer na nagmula sa cellulose, na kung saan ay isang natural na polysaccharide na matatagpuan sa mga pader ng cell cell. Natagpuan ng CMC ang malawak na mga aplikasyon sa iba't ibang mga industriya kabilang ang pagkain, parmasyutiko, kosmetiko, tela, papel, at marami pang iba dahil sa mga natatanging katangian tulad ng pampalapot, pag-stabilize, pagbubuklod, pagbuo ng pelikula, at pagpapanatili ng tubig. Ang paghahanda ng CMC ay nagsasangkot ng ilang mga hakbang na nagsisimula mula sa pagkuha ng cellulose mula sa mga likas na mapagkukunan na sinusundan ng pagbabago nito upang ipakilala ang mga pangkat ng carboxymethyl.

1. Pag -aalis ng Cellulose:
Ang unang hakbang sa paghahanda ng CMC ay ang pagkuha ng cellulose mula sa mga likas na mapagkukunan tulad ng kahoy na pulp, cotton linters, o iba pang mga hibla ng halaman. Ang cellulose ay karaniwang nakuha sa pamamagitan ng isang serye ng mga proseso kabilang ang pulping, pagpapaputi, at paglilinis. Halimbawa, ang kahoy na pulp ay maaaring makuha ng mga proseso ng mekanikal o kemikal na pulping na sinusundan ng pagpapaputi na may klorin o hydrogen peroxide upang alisin ang mga impurities at lignin.

2. Pag -activate ng Cellulose:
Kapag nakuha ang cellulose, kailangan itong maisaaktibo upang mapadali ang pagpapakilala ng mga pangkat ng carboxymethyl. Ang pag -activate ay karaniwang nakamit sa pamamagitan ng pagpapagamot ng cellulose na may alkali tulad ng sodium hydroxide (NaOH) o sodium carbonate (Na2CO3) sa ilalim ng kinokontrol na mga kondisyon ng temperatura at presyon. Ang paggamot ng alkali ay lumulubog sa mga hibla ng cellulose at pinatataas ang kanilang pagiging aktibo sa pamamagitan ng pagsira sa mga bono ng intra at intermolecular hydrogen.

3. Reaksyon ng Carboxymethylation:
Ang aktibong cellulose ay pagkatapos ay sumailalim sa reaksyon ng carboxymethylation kung saan ang mga pangkat ng carboxymethyl (-CH2COOH) ay ipinakilala sa mga pangkat ng hydroxyl ng mga kadena ng cellulose. Ang reaksyon na ito ay karaniwang isinasagawa sa pamamagitan ng pagtugon sa aktibong cellulose na may sodium monochloroacetate (SMCA) sa pagkakaroon ng isang alkalina na katalista tulad ng sodium hydroxide (NaOH). Ang reaksyon ay maaaring kinakatawan tulad ng mga sumusunod:

Cellulose + Chloroacetic Acid → Carboxymethyl Cellulose + NaCl

Ang mga kondisyon ng reaksyon kabilang ang temperatura, oras ng reaksyon, konsentrasyon ng mga reagents, at pH ay maingat na kinokontrol upang matiyak ang mataas na ani at nais na antas ng pagpapalit (DS) na tumutukoy sa average na bilang ng mga pangkat ng carboxymethyl na ipinakilala sa bawat yunit ng glucose ng chain ng cellulose.

4. Neutralisasyon at paghuhugas:
Matapos ang reaksyon ng carboxymethylation, ang nagresultang carboxymethyl cellulose ay neutralisado upang alisin ang labis na alkali at hindi nabuong chloroacetic acid. Ito ay karaniwang nakamit sa pamamagitan ng paghuhugas ng produkto na may tubig o isang solusyon ng dilute acid na sinusundan ng pagsasala upang paghiwalayin ang solidong CMC mula sa pinaghalong reaksyon.

5. Purification:
Ang purified CMC ay pagkatapos ay hugasan ng tubig nang maraming beses upang alisin ang mga impurities tulad ng mga asing-gamot, hindi nabuong reagents, at mga by-product. Ang pagsasala o sentripugasyon ay maaaring magamit upang paghiwalayin ang purified CMC mula sa hugasan ng tubig.

6. Pagdaresto:
Sa wakas, ang purified carboxymethyl cellulose ay natuyo upang alisin ang natitirang kahalumigmigan at makuha ang nais na produkto sa anyo ng isang dry powder o butil. Ang pagpapatayo ay maaaring magawa gamit ang iba't ibang mga pamamaraan tulad ng pagpapatayo ng hangin, pagpapatayo ng vacuum, o pagpapatayo ng spray depende sa nais na mga katangian ng pangwakas na produkto.

7. Characterization at Kalidad Control:
Ang tuyoCMCAng produkto ay sumailalim sa iba't ibang mga diskarte sa pagkilala tulad ng Fourier na nagbabago ng infrared spectroscopy (FTIR), nuclear magnetic resonance (NMR), at mga pagsukat ng lagkit upang kumpirmahin ang istrukturang kemikal, antas ng pagpapalit, molekular na timbang, at kadalisayan. Ang mga pagsubok sa control control ay isinasagawa din upang matiyak na ang produkto ay nakakatugon sa mga kinakailangang pagtutukoy para sa mga inilaan nitong aplikasyon.

Ang paghahanda ng carboxymethyl cellulose ay nagsasangkot ng ilang mga hakbang kabilang ang pagkuha ng cellulose mula sa mga likas na mapagkukunan, pag -activate, reaksyon ng carboxymethylation, neutralisasyon, paglilinis, pagpapatayo, at pagkakakilanlan. Ang bawat hakbang ay nangangailangan ng maingat na kontrol ng mga kondisyon ng reaksyon at mga parameter upang makamit ang mataas na ani, nais na antas ng pagpapalit, at kalidad ng pangwakas na produkto. Ang CMC ay isang malawak na ginagamit na polimer na may magkakaibang mga aplikasyon dahil sa natatanging mga katangian at kakayahang magamit.