Fremstillingsproces af natriumcarboxymethylcellulose

Fremstillingsprocessen for natriumcarboxymethylcellulose (CMC) involverer flere trin, herunder fremstilling af cellulose, etherificering, oprensning og tørring. Her er en oversigt over den typiske fremstillingsproces:

1. Fremstilling af cellulose: Processen begynder med fremstilling af cellulose, som typisk kommer fra træmasse eller bomuldslinters. Cellulosen renses og raffineres først for at fjerne urenheder såsom lignin, hemicellulose og andre forurenende stoffer. Denne oprensede cellulose tjener som udgangsmateriale til fremstilling af CMC.
2. Alkalisering: Den rensede cellulose behandles derefter med en alkalisk opløsning, sædvanligvis natriumhydroxid (NaOH), for at øge dens reaktivitet og lette den efterfølgende etherificeringsreaktion. Alkalisering hjælper også med at svulme op og åbne cellulosefibrene, hvilket gør dem mere tilgængelige for kemisk modifikation.
3. Etherificeringsreaktion: Den alkaliserede cellulose omsættes med monochloreddikesyre (MCA) eller dens natriumsalt, natriummonochloracetat (SMCA), i nærværelse af en katalysator under kontrollerede forhold. Denne etherificeringsreaktion involverer substitution af hydroxylgrupper på cellulosekæderne med carboxymethyl (-CH2COONa) grupper. Substitutionsgraden (DS), som repræsenterer det gennemsnitlige antal carboxymethylgrupper pr. glucosenhed i cellulosekæden, kan kontrolleres ved at justere reaktionsparametre såsom temperatur, reaktionstid og reaktantkoncentrationer.
4. Neutralisering: Efter etherificeringsreaktionen neutraliseres det resulterende produkt for at omdanne eventuelle resterende sure grupper til deres natriumsaltform (carboxymethylcellulosenatrium). Dette opnås typisk ved at tilsætte en alkalisk opløsning, såsom natriumhydroxid (NaOH), til reaktionsblandingen. Neutralisering hjælper også med at justere pH-værdien af ​​opløsningen og stabilisere CMC-produktet.
5. Oprensning: Den rå natriumcarboxymethylcellulose renses derefter for at fjerne urenheder, uomsatte reagenser og biprodukter fra reaktionsblandingen. Oprensningsmetoder kan omfatte vask, filtrering, centrifugering og tørring. Den rensede CMC vaskes typisk med vand for at fjerne resterende alkali og salte, efterfulgt af filtrering eller centrifugering for at adskille det faste CMC-produkt fra den flydende fase.
6. Tørring: Den rensede natriumcarboxymethylcellulose tørres til sidst for at fjerne overskydende fugt og opnå det ønskede fugtindhold til opbevaring og videre forarbejdning. Tørremetoder kan omfatte lufttørring, spraytørring eller tromletørring, afhængigt af de ønskede produktkarakteristika og fremstillingsskala.

Det resulterende natriumcarboxymethylcelluloseprodukt er et hvidt til råhvidt pulver eller granulært materiale med fremragende vandopløselighed og rheologiske egenskaber. Det er meget udbredt som fortykningsmiddel, stabilisator, bindemiddel og rheologimodificerende middel i forskellige industrier, herunder fødevarer, farmaceutiske produkter, kosmetik, tekstiler og industrielle applikationer.