Karboksimetiltsellyulozani tayyorlash

Karboksimetil tsellyuloza (CMC)tsellyulozadan olingan ko'p qirrali suvda eruvchan polimer bo'lib, u o'simlik hujayra devorlarida joylashgan tabiiy polisakkariddir. CMC oziq-ovqat, farmatsevtika, kosmetika, to'qimachilik, qog'oz va boshqa ko'plab sohalarda qalinlashtiruvchi, barqarorlashtiruvchi, bog'lovchi, plyonka hosil qiluvchi va suvni ushlab turish kabi noyob xususiyatlari tufayli keng qo'llanilishini topadi. CMC ni tayyorlash tabiiy manbalardan tsellyuloza ekstraktsiyasidan boshlab, keyin uni karboksimetil guruhlarini kiritish uchun modifikatsiya qilishdan boshlab bir necha bosqichlarni o'z ichiga oladi.

1. Tsellyuloza ekstraktsiyasi:
CMCni tayyorlashning birinchi bosqichi yog'och xamiri, paxta linterlari yoki boshqa o'simlik tolalari kabi tabiiy manbalardan tsellyulozani olishdir. Tsellyuloza odatda pulpalash, oqartirish va tozalashni o'z ichiga olgan bir qator jarayonlar orqali olinadi. Misol uchun, yog'och xamiri mexanik yoki kimyoviy pulpalash jarayonlari, so'ngra aralashmalar va ligninni olib tashlash uchun xlor yoki vodorod periks bilan oqartirish orqali olinishi mumkin.

2. Tsellyulozaning faollashishi:
Tsellyuloza olingandan so'ng, karboksimetil guruhlarini kiritishni osonlashtirish uchun uni faollashtirish kerak. Faollashtirishga odatda tsellyulozani natriy gidroksidi (NaOH) yoki natriy karbonat (Na2CO3) kabi ishqorlar bilan harorat va bosim nazorati ostida ishlov berish orqali erishiladi. Ishqor bilan ishlov berish tsellyuloza tolalarini shishiradi va ichki va molekulalararo vodorod aloqalarini buzish orqali ularning reaktivligini oshiradi.

3. Karboksimetillanish reaksiyasi:
Keyin faollashtirilgan tsellyuloza karboksimetillanish reaktsiyasiga duchor bo'ladi, bu erda karboksimetil guruhlari (-CH2COOH) tsellyuloza zanjirlarining gidroksil guruhlariga kiritiladi. Bu reaksiya odatda faollashtirilgan tsellyulozani natriy monoxloroatsetat (SMCA) bilan natriy gidroksid (NaOH) kabi gidroksidi katalizator ishtirokida reaksiyaga kiritish orqali amalga oshiriladi. Reaktsiyani quyidagicha ifodalash mumkin:

Tsellyuloza + Xloroasetik kislota → Karboksimetil tsellyuloza + NaCl

Harorat, reaksiya vaqti, reagentlar kontsentratsiyasi va pH kabi reaksiya sharoitlari yuqori rentabellik va istalgan almashtirish darajasini (DS) ta'minlash uchun ehtiyotkorlik bilan nazorat qilinadi, bu tsellyuloza zanjirining glyukoza birligiga kiritilgan karboksimetil guruhlarining o'rtacha sonini bildiradi.

4. Neytrallash va yuvish:
Karboksimetillanish reaktsiyasidan so'ng, hosil bo'lgan karboksimetil tsellyuloza ortiqcha gidroksidi va reaksiyaga kirishmagan xloroasetik kislotani olib tashlash uchun neytrallanadi. Bunga odatda mahsulotni suv yoki suyultirilgan kislota eritmasi bilan yuvish, so'ngra qattiq CMC ni reaksiya aralashmasidan ajratish uchun filtrlash orqali erishiladi.

5. Tozalash:
Keyin tozalangan CMC tuzlar, reaksiyaga kirmagan reagentlar va yon mahsulotlar kabi aralashmalarni olib tashlash uchun bir necha marta suv bilan yuviladi. Tozalangan CMC ni yuvish suvidan ajratish uchun filtrlash yoki santrifüjdan foydalanish mumkin.

6. Quritish:
Nihoyat, tozalangan karboksimetil tsellyuloza qoldiq namlikni olib tashlash va quruq kukun yoki granulalar shaklida kerakli mahsulotni olish uchun quritiladi. Quritish yakuniy mahsulotning istalgan xususiyatlariga qarab havo bilan quritish, vakuumli quritish yoki buzadigan amallar bilan quritish kabi turli usullar yordamida amalga oshirilishi mumkin.

7. Xarakterlash va sifat nazorati:
QuritilganCMCmahsulot kimyoviy tuzilishini, almashtirish darajasini, molekulyar og'irligini va tozaligini tasdiqlash uchun Fourier transform infraqizil spektroskopiyasi (FTIR), yadro magnit aks sadosi (NMR) va yopishqoqlik o'lchovlari kabi turli tavsiflash usullariga duchor bo'ladi. Sifat nazorati sinovlari, shuningdek, mahsulotning mo'ljallangan ilovalar uchun talab qilinadigan texnik shartlarga javob berishini ta'minlash uchun amalga oshiriladi.

karboksimetil tsellyuloza tayyorlash bir necha bosqichlarni o'z ichiga oladi, jumladan, tsellyulozani tabiiy manbalardan ajratib olish, faollashtirish, karboksimetillanish reaktsiyasi, neytrallash, tozalash, quritish va tavsiflash. Har bir bosqich yuqori hosildorlikka, kerakli almashtirish darajasiga va yakuniy mahsulot sifatiga erishish uchun reaktsiya sharoitlari va parametrlarini diqqat bilan nazorat qilishni talab qiladi. CMC o'zining noyob xususiyatlari va ko'p qirraliligi tufayli turli xil ilovalar bilan keng qo'llaniladigan polimerdir.