Използвайки целулоза като суровина,CMC-Naе приготвен по двуетапен метод. Първият е процес на алкализиране на целулоза. Целулозата реагира с натриев хидроксид, за да се получи алкална целулоза, а след това алкалната целулоза реагира с хлорооцетна киселина, за да се получи CMC-Na, което се нарича етерификация.
Реакционната система трябва да е алкална. Този процес принадлежи към метода на етерния синтез на Уилямсън. Механизмът на реакцията е нуклеофилно заместване. Реакционната система е алкална и е съпроводена с някои странични реакции в присъствието на вода, като натриев гликолат, гликолова киселина и други странични продукти. Поради наличието на странични реакции, консумацията на алкали и етерификационен агент ще се увеличи, като по този начин се намали ефективността на етерификацията. Едновременно с това, в страничната реакция могат да се генерират натриев гликолат, гликолова киселина и други солеви примеси, което води до намаляване на чистотата и производителността на продукта. За да се потиснат страничните реакции, е необходимо не само разумно използване на алкали, но и контролиране на количеството водна система, концентрацията на алкали и метода на разбъркване с цел достатъчна алкализация. В същото време трябва да се вземат предвид изискванията към продукта по отношение на вискозитета и степента на заместване, а скоростта на разбъркване и температурата трябва да се вземат предвид цялостно. Контролът и други фактори увеличават скоростта на етерификация и инхибират появата на странични реакции.
Според различните среди за етерификация, промишленото производство на CMC-Na може да се раздели на две категории: метод на водна основа и метод на основата на разтворител. Методът, използващ вода като реакционна среда, се нарича метод на водна среда и се използва за производство на алкална среда и нискокачествен CMC-Na. Методът, използващ органичен разтворител като реакционна среда, се нарича метод на разтворител и е подходящ за производство на средно- и висококачествен CMC-Na. Тези две реакции се провеждат в тестомесач, който принадлежи към процеса на месене и в момента е основният метод за производство на CMC-Na.
Метод с водна среда:
Водният метод е по-ранен индустриален производствен процес, който представлява реакция между алкална целулоза и етерификационен агент при условия на свободна алкална среда и вода. По време на алкализирането и етерификацията в системата няма органична среда. Изискванията към оборудването на водния метод са сравнително прости, с по-малко инвестиции и ниска цена. Недостатъкът е липсата на голямо количество течна среда, топлината, генерирана от реакцията, повишава температурата, ускорява скоростта на страничните реакции, води до ниска ефективност на етерификацията и лошо качество на продукта. Методът се използва за получаване на CMC-Na продукти със среден и нисък клас, като детергенти, текстилни апретиращи агенти и други подобни.
Метод с разтворител:
Методът с разтворител се нарича още метод с органичен разтворител и основната му характеристика е, че реакциите на алкализиране и етерификация се провеждат при условия на органичен разтворител като реакционна среда (разредител). Според количеството реактивен разредител, той се разделя на метод с месене и метод с суспензия. Методът с разтворител е същият като реакционния процес на водния метод и също се състои от два етапа на алкализиране и етерификация, но реакционната среда на тези два етапа е различна. Методът с разтворител спестява процесите на накисване с алкали, пресоване, раздробяване, стареене и т.н., присъщи на водния метод, а алкализирането и етерификацията се извършват в тестомесачката. Недостатъкът е, че контролируемостта на температурата е сравнително лоша, а изискванията за пространство и разходите са високи. Разбира се, за производството на различни конфигурации на оборудване е необходимо стриктно да се контролира температурата на системата, времето за подаване и др., така че да могат да се приготвят продукти с отлично качество и производителност.
Време на публикуване: 25 април 2024 г.