Carboxyméthylcellulose sodique (CMC)La carboxyméthylcellulose (CMC) est un dérivé carboxyméthylé de la cellulose, également appelé gomme de cellulose, et constitue la gomme de cellulose ionique la plus importante. Il s'agit généralement d'un polymère anionique obtenu par réaction de la cellulose naturelle avec une base caustique et de l'acide monochloroacétique. Sa masse moléculaire varie de plusieurs dizaines de millions à plusieurs millions de g/mol.
【Propriétés】Poudre blanche, inodore, soluble dans l'eau pour former une solution à haute viscosité, insoluble dans l'éthanol et autres solvants.
【Application】Il possède des fonctions de suspension et d'émulsification, une bonne cohésion et une bonne résistance au sel, et est connu sous le nom de « glutamate monosodique industriel », qui est largement utilisé.
Préparation du CMC
Selon le milieu d'éthérification utilisé, la production industrielle de CMC se divise en deux catégories : la méthode aqueuse et la méthode en phase solvant. La méthode utilisant l'eau comme milieu réactionnel, dite méthode aqueuse, est employée pour produire des CMC alcalines de faible pureté. La méthode utilisant un solvant organique, dite méthode en phase solvant, convient à la production de CMC de pureté moyenne et élevée. Ces deux réactions sont réalisées dans un malaxeur ; ce procédé de malaxage constitue actuellement la principale méthode de production de CMC.
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méthode à base d'eau
Le procédé en phase aqueuse est un procédé industriel ancien qui consiste à faire réagir de la cellulose alcaline avec un agent d'éthérification en présence d'alcali libre et d'eau. Lors de l'alcalinisation et de l'éthérification, aucun milieu organique n'est présent. Ce procédé requiert un équipement relativement simple, un investissement moindre et un faible coût. Son principal inconvénient réside dans le faible volume de milieu liquide utilisé. La chaleur dégagée par la réaction accélère les réactions secondaires, ce qui réduit l'efficacité de l'éthérification et la qualité du produit. Ce procédé est employé pour la préparation de produits à base de CMC de qualité moyenne et inférieure, tels que les détergents et les agents d'encollage textile.
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méthode au solvant
La méthode par solvant, également appelée méthode par solvant organique, se caractérise par l'utilisation d'un solvant organique comme milieu réactionnel (diluant) pour les réactions d'alcalinisation et d'éthérification. Selon la quantité de diluant, on distingue la méthode par malaxage et la méthode par suspension. Le procédé de la méthode par solvant est identique à celui de la méthode aqueuse et comprend également deux étapes d'alcalinisation et d'éthérification, mais le milieu réactionnel diffère entre ces deux étapes. La méthode par solvant élimine les étapes inhérentes à la méthode aqueuse, telles que le trempage, le pressage, le broyage et le vieillissement, l'alcalinisation et l'éthérification étant réalisées directement dans un malaxeur. Ses inconvénients résident dans une maîtrise de la température relativement difficile, ainsi que dans des exigences d'espace et un coût élevés. Pour la production avec différentes configurations d'équipements, un contrôle rigoureux de la température du système, du temps d'alimentation, etc., est indispensable afin d'obtenir des produits de qualité et de performance optimales. Son organigramme est présenté dans la figure 2.
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État d'avancement de la préparation du sodiumCarboxyméthylcelluloseà partir de sous-produits agricoles
Les sous-produits agricoles, de par leur variété et leur disponibilité, peuvent être largement utilisés comme matières premières pour la préparation de la CMC. Actuellement, les matières premières utilisées pour la production de CMC sont principalement de la cellulose raffinée, notamment les fibres de coton, de manioc, de paille, de bambou et de blé. Cependant, avec le développement constant des applications de la CMC dans tous les secteurs d'activité, et compte tenu des ressources existantes pour la transformation des matières premières, l'utilisation de sources plus diversifiées et moins coûteuses pour sa préparation deviendra un enjeu majeur.
Perspectives
La carboxyméthylcellulose sodique peut être utilisée comme émulsifiant, floculant, épaississant, agent chélateur, agent de rétention d'eau, adhésif, agent d'encollage, matériau filmogène, etc. Elle est largement employée dans l'électronique, le cuir, les plastiques, l'imprimerie, la céramique, la chimie de consommation courante et d'autres domaines. Grâce à ses excellentes performances et à sa grande polyvalence, elle continue de développer de nouveaux domaines d'application. Actuellement, dans le contexte de la diffusion croissante du concept de production chimique verte, la recherche étrangère surCMCLes technologies de préparation se concentrent sur la recherche de matières premières biologiques bon marché et faciles à obtenir, ainsi que sur de nouvelles méthodes de purification de la CMC. Mon pays, riche en ressources agricoles, bénéficie d'atouts technologiques en matière de modification de la cellulose, notamment en ce qui concerne les matières premières. Cependant, des problèmes subsistent, tels que l'incohérence du processus de préparation due à la diversité des sources de fibres de cellulose issues de la biomasse et aux importantes variations de leur composition. L'utilisation optimale des matériaux issus de la biomasse présente encore des lacunes ; des recherches approfondies sont donc nécessaires pour progresser dans ces domaines.
Date de publication : 25 avril 2024