Výrobní proces sodné soli karboxymethylcelulózy

Výrobní proces sodné soli karboxymethylcelulózy (CMC) zahrnuje několik kroků, včetně přípravy celulózy, etherifikace, čištění a sušení. Zde je přehled typického výrobního procesu:

1. Příprava celulózy: Proces začíná přípravou celulózy, která se typicky získává z dřevité buničiny nebo bavlněných linters. Celulóza se nejprve čistí a rafinuje, aby se odstranily nečistoty, jako je lignin, hemicelulóza a další kontaminanty. Tato purifikovaná celulóza slouží jako výchozí materiál pro výrobu CMC.
2. Alkalizace: Na vyčištěnou celulózu se poté působí alkalickým roztokem, obvykle hydroxidem sodným (NaOH), aby se zvýšila její reaktivita a usnadnila se následná etherifikační reakce. Alkalizace také napomáhá bobtnání a otevírání celulózových vláken, což je činí přístupnějšími pro chemickou modifikaci.
3. Etherifikační reakce: Alkalizovaná celulóza reaguje s kyselinou monochloroctovou (MCA) nebo její sodnou solí, monochloracetátem sodným (SMCA), v přítomnosti katalyzátoru za kontrolovaných podmínek. Tato etherifikační reakce zahrnuje substituci hydroxylových skupin na celulózových řetězcích karboxymethylovými (-CH2COONa) skupinami. Stupeň substituce (DS), který představuje průměrný počet karboxymethylových skupin na jednotku glukózy celulózového řetězce, lze řídit úpravou reakčních parametrů, jako je teplota, reakční doba a koncentrace reaktantů.
4. Neutralizace: Po etherifikační reakci se výsledný produkt neutralizuje, aby se všechny zbývající kyselé skupiny převedly na formu jejich sodné soli (karboxymethylcelulóza sodná). Toho se typicky dosáhne přidáním alkalického roztoku, jako je hydroxid sodný (NaOH), do reakční směsi. Neutralizace také pomáhá upravit pH roztoku a stabilizovat produkt CMC.
5. Purifikace: Surová sodná sůl karboxymethylcelulózy se poté čistí, aby se odstranily nečistoty, nezreagovaná činidla a vedlejší produkty z reakční směsi. Metody čištění mohou zahrnovat promývání, filtraci, centrifugaci a sušení. Vyčištěná CMC se typicky promyje vodou, aby se odstranily zbytky alkálií a solí, následuje filtrace nebo centrifugace, aby se oddělil pevný produkt CMC od kapalné fáze.
6. Sušení: Vyčištěná sodná sůl karboxymethylcelulózy se nakonec suší, aby se odstranila přebytečná vlhkost a získal se požadovaný obsah vlhkosti pro skladování a další zpracování. Způsoby sušení mohou zahrnovat sušení vzduchem, sušení rozprašováním nebo sušení v bubnu, v závislosti na požadovaných vlastnostech produktu a výrobním měřítku.

Výsledný produkt sodné soli karboxymethylcelulózy je bílý až téměř bílý prášek nebo granulovaný materiál s vynikající rozpustností ve vodě a reologickými vlastnostmi. Je široce používán jako zahušťovadlo, stabilizátor, pojivo a modifikátor reologie v různých průmyslových odvětvích, včetně potravinářství, farmacie, kosmetiky, textilu a průmyslových aplikací.