استخدام السليلوز كمادة خام،CMC-Naتم تحضيره بطريقة من خطوتين. الأولى هي عملية قلوية السليلوز. يتفاعل السليلوز مع هيدروكسيد الصوديوم لتوليد السليلوز القلوي، ثم يتفاعل السليلوز القلوي مع حمض الكلورو أسيتيك لتوليد CMC-Na، وهي عملية تُسمى الأثيرة.
يجب أن يكون نظام التفاعل قلويًا. تنتمي هذه العملية إلى طريقة ويليامسون لتخليق الإيثر. آلية التفاعل هي الاستبدال النيوكليوفيلي. نظام التفاعل قلوي، ويصاحبه بعض التفاعلات الجانبية في وجود الماء، مثل جليكولات الصوديوم وحمض الجليكوليك ومنتجات ثانوية أخرى. بسبب وجود هذه التفاعلات الجانبية، سيزداد استهلاك القلوي وعامل الأثيرة، مما يقلل من كفاءة الأثيرة. في الوقت نفسه، قد يتولد جليكولات الصوديوم وحمض الجليكوليك والمزيد من شوائب الملح في التفاعل الجانبي، مما يؤدي إلى انخفاض نقاء المنتج وأدائه. لمنع التفاعلات الجانبية، من الضروري ليس فقط استخدام القلوي بشكل معقول، ولكن أيضًا التحكم في كمية نظام الماء وتركيز القلوي وطريقة التحريك لتحقيق قلوية كافية. في الوقت نفسه، يجب مراعاة متطلبات المنتج من حيث اللزوجة ودرجة الاستبدال، بالإضافة إلى مراعاة سرعة التحريك ودرجة الحرارة بشكل شامل. التحكم والعوامل الأخرى تزيد من معدل الأثير وتمنع حدوث التفاعلات الجانبية.
وفقًا لاختلاف وسائط الأثيرة، يُمكن تقسيم الإنتاج الصناعي لـ CMC-Na إلى فئتين: طريقة قائمة على الماء وطريقة قائمة على المذيب. تُسمى طريقة استخدام الماء كوسيط تفاعل بطريقة الوسط المائي، وتُستخدم لإنتاج وسط قلوي وCMC-Na منخفض الدرجة. تُسمى طريقة استخدام المذيب العضوي كوسيط تفاعل بطريقة المذيب، وهي مناسبة لإنتاج CMC-Na متوسط وعالي الدرجة. يُجرى هذان التفاعلان في عجانة، وهي جزء من عملية العجن، وتُعتبر حاليًا الطريقة الرئيسية لإنتاج CMC-Na.
طريقة وسط الماء:
طريقة المعالجة المائية هي عملية إنتاج صناعي سابقة، تعتمد على تفاعل السليلوز القلوي مع عامل الأثيرة في ظل وجود قلويات حرة وماء. خلال عملية القلوية والأثيرة، لا يوجد وسط عضوي في النظام. متطلبات معدات طريقة الوسائط المائية بسيطة نسبيًا، مع استثمار أقل وتكلفة منخفضة. عيبها هو عدم وجود كمية كبيرة من الوسط السائل، حيث تؤدي الحرارة الناتجة عن التفاعل إلى زيادة درجة الحرارة، وتسريع سرعة التفاعلات الجانبية، مما يؤدي إلى انخفاض كفاءة الأثيرة، وانخفاض جودة المنتج. تُستخدم هذه الطريقة لتحضير منتجات CMC-Na متوسطة ومنخفضة الجودة، مثل المنظفات، وعوامل تحجيم المنسوجات، وما شابه.
طريقة المذيب:
تُسمى طريقة المذيب أيضًا طريقة المذيب العضوي، وتتمثل ميزتها الرئيسية في إجراء تفاعلات القلوية والأثيرة باستخدام مذيب عضوي كوسط تفاعل (مخفف). وتنقسم هذه الطريقة، وفقًا لكمية المخفف التفاعلي، إلى طريقة العجن وطريقة الملاط. تُشبه طريقة المذيب عملية التفاعل في طريقة الماء، وتتكون أيضًا من مرحلتين من القلوية والأثيرة، لكن وسط التفاعل في هاتين المرحلتين يختلف. توفر طريقة المذيب عمليات نقع القلوي، والضغط، والسحق، والتعتيق، وما إلى ذلك، المتأصلة في طريقة الماء، حيث تُجرى جميع عمليات القلوية والأثيرة في العجان. لكن عيبها هو ضعف التحكم في درجة الحرارة، وارتفاع المساحة والتكلفة. وبالطبع، لإنتاج تصميمات مختلفة للمعدات، من الضروري التحكم بدقة في درجة حرارة النظام، ووقت التغذية، وما إلى ذلك، لضمان إنتاج منتجات عالية الجودة والأداء.
وقت النشر: ٢٥ أبريل ٢٠٢٤