Utilizzando la cellulosa come materia prima,CMC-Naè stato preparato con un metodo in due fasi. La prima è il processo di alcalinizzazione della cellulosa. La cellulosa reagisce con l'idrossido di sodio per generare cellulosa alcalina, che poi reagisce con l'acido cloroacetico per generare CMC-Na, processo chiamato eterificazione.
Il sistema di reazione deve essere alcalino. Questo processo appartiene al metodo di sintesi degli eteri di Williamson. Il meccanismo di reazione è la sostituzione nucleofila. Il sistema di reazione è alcalino e, in presenza di acqua, è accompagnato da alcune reazioni collaterali, come la formazione di glicolato di sodio, acido glicolico e altri sottoprodotti. A causa della presenza di reazioni collaterali, il consumo di alcali e di agente eterificante aumenterà, riducendo così l'efficienza di eterificazione; contemporaneamente, nella reazione collaterale possono essere generati glicolato di sodio, acido glicolico e altre impurità saline, causando una riduzione della purezza e delle prestazioni del prodotto. Per sopprimere le reazioni collaterali, è necessario non solo utilizzare gli alcali in modo razionale, ma anche controllare la quantità di acqua nel sistema, la concentrazione di alcali e il metodo di agitazione al fine di ottenere un'alcalinizzazione adeguata. Allo stesso tempo, è necessario considerare i requisiti del prodotto in termini di viscosità e grado di sostituzione, e la velocità e la temperatura di agitazione devono essere considerate in modo completo. Il controllo e altri fattori aumentano la velocità di eterificazione e inibiscono il verificarsi di reazioni collaterali.
A seconda dei diversi mezzi di eterificazione, la produzione industriale di CMC-Na può essere suddivisa in due categorie: metodo a base d'acqua e metodo a base di solvente. Il metodo che utilizza l'acqua come mezzo di reazione è chiamato metodo a base d'acqua, ed è utilizzato per produrre CMC-Na a base alcalina e di bassa qualità. Il metodo che utilizza solvente organico come mezzo di reazione è chiamato metodo a base di solvente, ed è adatto per la produzione di CMC-Na a media e alta qualità. Queste due reazioni vengono eseguite in un'impastatrice, che fa parte del processo di impastamento ed è attualmente il metodo principale per la produzione di CMC-Na.
Metodo del mezzo acquoso:
Il metodo a base acquosa è un processo di produzione industriale precedente, che prevede la reazione di cellulosa alcalina e agente eterificante in condizioni di alcali liberi e acqua. Durante l'alcalinizzazione e l'eterificazione, non è presente alcun mezzo organico nel sistema. I requisiti delle apparecchiature per il metodo a base acquosa sono relativamente semplici, con investimenti ridotti e costi contenuti. Lo svantaggio è la mancanza di una grande quantità di mezzo liquido: il calore generato dalla reazione aumenta la temperatura, accelera la velocità delle reazioni collaterali, porta a una bassa efficienza di eterificazione e a una scarsa qualità del prodotto. Il metodo viene utilizzato per preparare prodotti CMC-Na di qualità media e bassa, come detergenti, appretti tessili e simili.
Metodo del solvente:
Il metodo con solvente è anche chiamato metodo con solvente organico e la sua caratteristica principale è che le reazioni di alcalinizzazione ed eterificazione vengono eseguite utilizzando un solvente organico come mezzo di reazione (diluente). In base alla quantità di diluente reattivo, si divide in metodo di impasto e metodo in sospensione. Il metodo con solvente è identico al processo di reazione del metodo con acqua e consiste anch'esso in due fasi di alcalinizzazione ed eterificazione, ma il mezzo di reazione di queste due fasi è diverso. Il metodo con solvente evita i processi di ammollo alcalino, pressatura, frantumazione, invecchiamento e così via, tipici del metodo con acqua, e l'alcalinizzazione e l'eterificazione vengono tutte eseguite nell'impastatrice. Lo svantaggio è che la controllabilità della temperatura è relativamente scarsa e che lo spazio richiesto e i costi sono elevati. Naturalmente, per la produzione di diverse configurazioni delle apparecchiature, è necessario controllare rigorosamente la temperatura del sistema, il tempo di alimentazione, ecc., in modo da poter preparare prodotti di qualità e prestazioni eccellenti.
Data di pubblicazione: 25 aprile 2024