Процес виробництва натрійкарбоксиметилцелюлози

Процес виробництва натрійкарбоксиметилцелюлози (CMC) включає кілька етапів, включаючи підготовку целюлози, етерифікацію, очищення та сушіння. Ось огляд типового виробничого процесу:

1. Підготовка целюлози: процес починається з підготовки целюлози, яка зазвичай одержується з деревної маси або бавовняного лінту. Целюлозу спочатку очищають і очищають для видалення домішок, таких як лігнін, геміцелюлоза та інші забруднення. Ця очищена целюлоза служить вихідним матеріалом для виробництва CMC.
2. Підлужнення: очищену целюлозу потім обробляють лужним розчином, як правило, гідроксидом натрію (NaOH), щоб підвищити її реакційну здатність і полегшити подальшу реакцію етерифікації. Підлужнення також сприяє набуханню та розкриттю целюлозних волокон, роблячи їх більш доступними для хімічної модифікації.
3. Реакція етерифікації: підщелачена целюлоза реагує з монохлороцтовою кислотою (MCA) або її натрієвою сіллю, монохлорацетатом натрію (SMCA), у присутності каталізатора в контрольованих умовах. Ця реакція етерифікації включає заміщення гідроксильних груп у целюлозних ланцюгах карбоксиметильними (-CH2COONa) групами. Ступінь заміщення (DS), який представляє середню кількість карбоксиметильних груп на одиницю глюкози целюлозного ланцюга, можна контролювати, регулюючи такі параметри реакції, як температура, час реакції та концентрації реагентів.
4. Нейтралізація: після реакції етерифікації отриманий продукт нейтралізується для перетворення будь-яких кислотних груп, що залишилися, у форму натрієвої солі (натрієва карбоксиметилцелюлоза). Зазвичай це досягається додаванням лужного розчину, такого як гідроксид натрію (NaOH), до реакційної суміші. Нейтралізація також допомагає регулювати pH розчину та стабілізувати продукт CMC.
5. Очищення: неочищену натрій-карбоксиметилцелюлозу потім очищають, щоб видалити з реакційної суміші домішки, реагенти, що не прореагували, і побічні продукти. Методи очищення можуть включати промивання, фільтрування, центрифугування та сушіння. Очищену КМЦ зазвичай промивають водою для видалення залишків лугу та солей, після чого фільтрують або центрифугують для відділення твердого продукту КМЦ від рідкої фази.
6. Висушування: очищену натрій-карбоксиметилцелюлозу остаточно висушують, щоб видалити надлишок вологи та отримати бажаний вміст вологи для зберігання та подальшої обробки. Методи сушіння можуть включати сушіння на повітрі, сушіння розпиленням або сушіння в барабані, залежно від бажаних характеристик продукту та масштабу виробництва.

Отриманий продукт натрій-карбоксиметилцелюлози являє собою порошок або гранульований матеріал від білого до майже білого кольору з відмінною розчинністю у воді та реологічними властивостями. Він широко використовується як загусник, стабілізатор, сполучна речовина та модифікатор реології в різних галузях промисловості, включаючи харчову, фармацевтичну, косметичну, текстильну та промислову промисловість.