Natriumcarboxymethylcellulose (CMC)ist ein carboxymethyliertes Derivat der Cellulose, auch Cellulosegummi genannt, und der wichtigste ionische Cellulosegummi. CMC ist üblicherweise eine anionische Polymerverbindung, die durch Reaktion von natürlicher Cellulose mit Ätzalkali und Monochloressigsäure gewonnen wird. Das Molekulargewicht der Verbindung liegt zwischen einigen zehn Millionen und mehreren Millionen.
【Eigenschaften】 Weißes Pulver, geruchlos, wasserlöslich und bildet eine Lösung mit hoher Viskosität, unlöslich in Ethanol und anderen Lösungsmitteln.
【Anwendung】Es hat die Funktionen der Suspension und Emulgierung, gute Kohäsion und Salzbeständigkeit und ist als „industrielles Mononatriumglutamat“ bekannt, das weit verbreitet ist.
Vorbereitung von CMC
Je nach Veretherungsmedium kann die industrielle CMC-Herstellung in zwei Kategorien unterteilt werden: wasserbasierte und lösungsmittelbasierte Verfahren. Die Methode mit Wasser als Reaktionsmedium wird als wasserbasierte Methode bezeichnet und eignet sich zur Herstellung von alkalischem Medium und minderwertigem CMC. Die Methode mit einem organischen Lösungsmittel als Reaktionsmedium wird als Lösungsmittelmethode bezeichnet und eignet sich zur Herstellung von mittel- und hochwertigem CMC. Beide Reaktionen werden in einem Kneter durchgeführt. Dieser Knetprozess ist derzeit das gängigste Verfahren zur Herstellung von CMC.
1
wasserbasierte Methode
Das wasserbasierte Verfahren ist ein älteres industrielles Produktionsverfahren, bei dem Alkalicellulose mit einem Veretherungsmittel in freiem Alkali und Wasser reagiert. Während des Alkalisierungs- und Veretherungsprozesses befindet sich kein organisches Medium im System. Die apparativen Anforderungen des wasserbasierten Verfahrens sind relativ einfach, mit geringeren Investitionen und niedrigen Kosten. Der Nachteil besteht darin, dass nicht genügend flüssiges Medium vorhanden ist und die durch die Reaktion entstehende Wärme die Temperatur erhöht, was Nebenreaktionen beschleunigt, was zu einer geringen Veretherungseffizienz und einer schlechten Produktqualität führt. Dieses Verfahren wird zur Herstellung von CMC-Produkten mittlerer und niedriger Qualität wie Waschmitteln, Textilschlichten usw. verwendet.
2
Lösungsmittelmethode
Das Lösungsmittelverfahren, auch als organisches Lösungsmittelverfahren bekannt, zeichnet sich durch die Durchführung der Alkalisierungs- und Veretherungsreaktionen unter Verwendung eines organischen Lösungsmittels als Reaktionsmedium (Verdünnungsmittel) aus. Je nach Menge des Reaktionsverdünnungsmittels wird zwischen Knet- und Slurryverfahren unterschieden. Das Lösungsmittelverfahren entspricht dem Reaktionsablauf des wasserbasierten Verfahrens und besteht ebenfalls aus zwei Stufen: Alkalisierung und Veretherung, wobei sich das Reaktionsmedium dieser beiden Stufen unterscheidet. Das Lösungsmittelverfahren eliminiert die dem wasserbasierten Verfahren innewohnenden Prozesse wie Einweichen, Auspressen, Pulverisieren und Altern, und Alkalisierung und Veretherung werden in einem Kneter durchgeführt. Nachteilig sind die relativ schlechte Temperaturregelung, der Platzbedarf und die hohen Kosten. Für die Herstellung unterschiedlicher Anlagenlayouts ist eine strenge Kontrolle der Systemtemperatur, der Zufuhrzeit usw. erforderlich, um Produkte mit hervorragender Qualität und Leistung herzustellen. Das Prozessflussdiagramm ist in Abbildung 2 dargestellt.
3
Stand der NatriumherstellungCarboxymethylcelluloseaus landwirtschaftlichen Nebenprodukten
Nebenprodukte aus der Landwirtschaft zeichnen sich durch ihre Vielfalt und leichte Verfügbarkeit aus und eignen sich daher als Rohstoffe für die Herstellung von CMC. Derzeit werden für die CMC-Produktion hauptsächlich raffinierte Zellulosefasern wie Baumwollfasern, Maniokfasern, Strohfasern, Bambusfasern und Weizenstrohfasern verwendet. Mit der zunehmenden Verbreitung von CMC-Anwendungen in allen Lebensbereichen und den vorhandenen Ressourcen der Rohstoffverarbeitung rückt die Nutzung günstigerer und breiterer Rohstoffquellen für die CMC-Herstellung jedoch zunehmend in den Fokus.
Ausblick
Natriumcarboxymethylcellulose kann als Emulgator, Flockungsmittel, Verdickungsmittel, Chelatbildner, Wasserrückhaltemittel, Klebstoff, Leimungsmittel, Filmbildner usw. verwendet werden. Sie wird häufig in der Elektronik, Leder- und Kunststoffindustrie, im Druckbereich, in der Keramik, in der Chemie des täglichen Bedarfs und in anderen Bereichen eingesetzt. Aufgrund ihrer hervorragenden Leistung und ihres breiten Anwendungsspektrums erschließt sie ständig neue Anwendungsgebiete. Mit der zunehmenden Verbreitung des Konzepts der grünen Chemieproduktion forscht auch die ausländische Forschung anCMCDie Aufbereitungstechnologie konzentriert sich auf die Suche nach günstigen und leicht zugänglichen biologischen Rohstoffen und neuen Methoden zur CMC-Reinigung. Als Land mit großen landwirtschaftlichen Ressourcen verfügt mein Land über technologische Vorteile bei der Zellulosemodifizierung. Es gibt jedoch auch Probleme wie Inkonsistenzen im Aufbereitungsprozess, die durch verschiedene Quellen von Biomasse-Zellulosefasern und große Unterschiede in den Komponenten verursacht werden. Es bestehen noch Defizite bei der angemessenen Nutzung von Biomassematerialien, sodass weitere Fortschritte in diesen Bereichen umfangreiche Forschung erfordern.
Veröffentlichungszeit: 25. April 2024