سدیم کربوکسی متیل سلولز (CMC)یک مشتق کربوکسی متیله شده از سلولز است که به عنوان صمغ سلولز نیز شناخته میشود و مهمترین صمغ سلولز یونی است. CMC معمولاً یک ترکیب پلیمری آنیونی است که از واکنش سلولز طبیعی با قلیا و مونوکلرواستیک اسید به دست میآید. وزن مولکولی این ترکیب از دهها میلیون تا چندین میلیون متغیر است.
【خواص】 پودر سفید، بیبو، محلول در آب برای تشکیل محلول با ویسکوزیته بالا، نامحلول در اتانول و سایر حلالها.
【کاربرد】 این ماده دارای عملکرد تعلیق و امولسیون، انسجام خوب و مقاومت در برابر نمک است و به عنوان "مونو سدیم گلوتامات صنعتی" شناخته میشود که به طور گسترده مورد استفاده قرار میگیرد.
تهیه CMC
با توجه به محیط اتری شدن مختلف، تولید صنعتی CMC را میتوان به دو دسته تقسیم کرد: روش مبتنی بر آب و روش مبتنی بر حلال. روش استفاده از آب به عنوان محیط واکنش، روش مبتنی بر آب نامیده میشود که برای تولید CMC با درجه قلیایی و پایین استفاده میشود؛ روش استفاده از یک حلال آلی به عنوان محیط واکنش، روش حلال نامیده میشود که برای تولید CMC با درجه متوسط و بالا مناسب است. هر دوی این واکنشها در یک خمیرساز انجام میشوند که متعلق به فرآیند خمیرسازی است و در حال حاضر روش اصلی تولید CMC است.
1
روش مبتنی بر آب
روش مبتنی بر آب، یک فرآیند تولید صنعتی قدیمیتر است که در آن سلولز قلیایی با یک عامل اتریکننده در شرایط قلیای آزاد و آب واکنش میدهد. در طول فرآیند قلیاییسازی و اتریسازی، هیچ محیط آلی در سیستم وجود ندارد. تجهیزات مورد نیاز روش مبتنی بر آب نسبتاً ساده، با سرمایهگذاری کمتر و هزینه کم است. عیب این روش این است که مقدار زیادی محیط مایع وجود ندارد و گرمای تولید شده توسط واکنش، دما را افزایش میدهد که سرعت واکنشهای جانبی را تسریع میکند و در نتیجه راندمان اتریسازی پایین و کیفیت پایین محصول را به همراه دارد. این روش برای تهیه محصولات CMC با درجه متوسط و پایین مانند مواد شوینده، عوامل آهاردهی نساجی و غیره استفاده میشود.
2
روش حلال
روش حلال همچنین به عنوان روش حلال آلی شناخته میشود. ویژگی اصلی آن این است که واکنشهای قلیاییسازی و اتریسازی تحت شرایطی انجام میشوند که از حلال آلی به عنوان محیط واکنش (رقیقکننده) استفاده شود. با توجه به مقدار رقیقکننده واکنش، به روش ورز دادن و روش دوغابی تقسیم میشود. روش حلال همان فرآیند واکنش روش مبتنی بر آب است و همچنین شامل دو مرحله قلیاییسازی و اتریسازی است، اما محیط واکنش این دو مرحله متفاوت است. روش حلال فرآیندهای ذاتی روش مبتنی بر آب مانند خیساندن، فشردن، پودر کردن، پیرسازی و غیره را حذف میکند و قلیاییسازی و اتریسازی همگی در یک خمیرساز انجام میشوند. عیب این روش این است که قابلیت کنترل دما نسبتاً ضعیف است، فضای مورد نیاز و هزینه آن زیاد است. البته برای تولید با چیدمانهای مختلف تجهیزات، لازم است دمای سیستم، زمان تغذیه و غیره به شدت کنترل شود تا محصولاتی با کیفیت و عملکرد عالی تهیه شوند. نمودار جریان فرآیند آن در شکل 2 نشان داده شده است.
3
وضعیت آمادهسازی سدیمکربوکسی متیل سلولزاز محصولات فرعی کشاورزی
محصولات جانبی محصولات کشاورزی دارای ویژگیهای تنوع و دسترسی آسان هستند و میتوانند به طور گسترده به عنوان مواد اولیه برای تهیه CMC مورد استفاده قرار گیرند. در حال حاضر، مواد اولیه تولید CMC عمدتاً سلولز تصفیه شده، از جمله الیاف پنبه، الیاف کاساوا، الیاف کاه، الیاف بامبو، الیاف کاه گندم و غیره هستند. با این حال، با ارتقاء مداوم کاربردهای CMC در تمام اقشار جامعه، با توجه به منابع فرآوری مواد اولیه موجود، چگونگی استفاده از منابع ارزانتر و گستردهتر مواد اولیه برای تهیه CMC قطعاً مورد توجه قرار خواهد گرفت.
چشمانداز
کربوکسی متیل سلولز سدیم میتواند به عنوان امولسیفایر، لختهکننده، غلیظکننده، عامل کیلیتساز، عامل نگهدارنده آب، چسب، عامل آهاردهی، ماده تشکیلدهنده فیلم و غیره مورد استفاده قرار گیرد. این ماده به طور گسترده در الکترونیک، چرم، پلاستیک، چاپ، سرامیک، مواد شیمیایی روزمره و سایر زمینهها مورد استفاده قرار میگیرد و به دلیل عملکرد عالی و طیف گسترده کاربردهای آن، هنوز هم به طور مداوم در حال توسعه زمینههای کاربردی جدید است. امروزه، تحت انتشار گسترده مفهوم تولید مواد شیمیایی سبز، تحقیقات خارجی در موردسی ام سیفناوری آمادهسازی بر جستجوی مواد خام بیولوژیکی ارزان و آسان برای تهیه و روشهای جدید برای خالصسازی CMC تمرکز دارد. کشور من به عنوان کشوری با منابع کشاورزی بزرگ، در زمینه اصلاح سلولز از نظر فناوری، از مزایای مواد خام برخوردار است، اما مشکلاتی مانند ناهماهنگی در فرآیند آمادهسازی ناشی از منابع مختلف الیاف سلولزی زیستتوده و تفاوتهای زیاد در اجزا نیز وجود دارد. هنوز کاستیهایی در کفایت استفاده از مواد زیستتوده وجود دارد، بنابراین دستاوردهای بیشتر در این زمینهها نیاز به تحقیقات گسترده دارد.
زمان ارسال: ۲۵ آوریل ۲۰۲۴