Käyttämällä selluloosaa raaka-aineena,CMC-Navalmistettiin kaksivaiheisella menetelmällä. Ensimmäinen on selluloosan alkalisointiprosessi. Selluloosa reagoi natriumhydroksidin kanssa muodostaen alkaliselluloosaa, ja sitten alkaliselluloosa reagoi kloorietikkahapon kanssa muodostaen CMC-Na:ta, mitä kutsutaan eetteröinniksi.
Reaktiojärjestelmän on oltava emäksinen. Tämä prosessi kuuluu Williamsonin eetterin synteesimenetelmään. Reaktiomekanismi on nukleofiilinen substituutio. Reaktiojärjestelmä on emäksinen, ja veden läsnä ollessa siihen liittyy joitakin sivureaktioita, kuten natriumglykolaattia, glykolihappoa ja muita sivutuotteita. Sivureaktioiden vuoksi alkalin ja eetteröintiaineen kulutus kasvaa, mikä heikentää eetteröintitehokkuutta. Samanaikaisesti sivureaktiossa voi syntyä natriumglykolaattia, glykolihappoa ja muita suolaepäpuhtauksia, mikä heikentää tuotteen puhtautta ja suorituskykyä. Sivureaktioiden estämiseksi on välttämätöntä paitsi käyttää alkalia kohtuullisesti, myös kontrolloida veden määrää, alkalin pitoisuutta ja sekoitusmenetelmää riittävän alkalisoinnin varmistamiseksi. Samalla on otettava huomioon tuotteen viskositeetti- ja substituutioasteen vaatimukset, ja sekoitusnopeus ja -lämpötila on otettava kokonaisvaltaisesti huomioon. Kontrolloimalla ja muilla tekijöillä voidaan lisätä eetteröintinopeutta ja estää sivureaktioiden esiintyminen.
Erilaisten eetteröintiväliaineiden mukaan CMC-Na:n teollinen tuotanto voidaan jakaa kahteen luokkaan: vesipohjaiseen menetelmään ja liuotinpohjaiseen menetelmään. Menetelmää, jossa reaktioväliaineena käytetään vettä, kutsutaan vesiväliainemenetelmäksi, ja sitä käytetään emäksisen väliaineen ja matala-arvoisen CMC-Na:n valmistukseen. Menetelmää, jossa reaktioväliaineena käytetään orgaanista liuotinta, kutsutaan liuotinmenetelmäksi, ja se soveltuu keski- ja korkea-arvoisen CMC-Na:n valmistukseen. Nämä kaksi reaktiota suoritetaan vaivauskoneessa, joka kuuluu vaivausprosessiin ja on tällä hetkellä CMC-Na:n tuotannon pääasiallinen menetelmä.
Vesiväliainemenetelmä:
Vesiohenteinen menetelmä on aikaisempi teollinen tuotantoprosessi, jossa alkaliselluloosa ja eetteröintiaine reagoivat vapaan alkalin ja veden olosuhteissa. Alkalisoinnin ja eetteröinnin aikana järjestelmässä ei ole orgaanista väliainetta. Vesiohenteisen menetelmän laitevaatimukset ovat suhteellisen yksinkertaiset, vaativat vähän investointeja ja ovat kustannuksiltaan alhaiset. Haittapuolena on suuren nestemäisen väliaineen puute, reaktion tuottama lämpö nostaa lämpötilaa, kiihdyttää sivureaktioita, johtaa alhaiseen eetteröintitehokkuuteen ja heikkoon tuotteen laatuun. Menetelmää käytetään keski- ja heikkolaatuisten CMC-Na-tuotteiden, kuten pesuaineiden, tekstiililiima-aineiden ja vastaavien, valmistukseen.
Liuotinmenetelmä:
Liuotinmenetelmää kutsutaan myös orgaanisen liuottimen menetelmäksi, ja sen tärkein ominaisuus on, että alkalisointi- ja eetteröintireaktiot suoritetaan orgaanisen liuottimen ollessa reaktioväliaineena (laimennusaineena). Reaktiivisen laimentimen määrän mukaan se jaetaan vaivausmenetelmään ja lietemenetelmään. Liuotinmenetelmä on sama kuin vesimenetelmän reaktioprosessi ja koostuu myös kahdesta alkalisointi- ja eetteröintivaiheesta, mutta näiden kahden vaiheen reaktioväliaine on erilainen. Liuotinmenetelmässä ei tarvita vesimenetelmälle ominaisia alkalin liotus-, puristus-, murskaus- ja vanhentamisprosesseja, vaan alkalisointi ja eetteröinti suoritetaan kaikki vaivauskoneessa. Haittapuolena on, että lämpötilan säädettävyys on suhteellisen heikkoa ja tilantarve ja kustannukset ovat korkeat. Erilaisten laiteasettelujen valmistuksessa on luonnollisesti valvottava tarkasti järjestelmän lämpötilaa, syöttöaikaa jne., jotta voidaan valmistaa erinomaisen laadukkaita ja suorituskykyisiä tuotteita.
Julkaisuaika: 25. huhtikuuta 2024