セルロースを原料として使用し、CMC-Naは2段階の方法で調製された。1つ目はセルロースのアルカリ化プロセスである。セルロースは水酸化ナトリウムと反応してアルカリセルロースを生成し、次にアルカリセルロースはクロロ酢酸と反応してCMC-Naを生成する。これはエーテル化と呼ばれる。
反応系はアルカリ性でなければなりません。このプロセスはウィリアムソンエーテル合成法に属します。反応機構は求核置換反応です。反応系はアルカリ性であり、水の存在下ではグリコール酸ナトリウム、グリコール酸などの副生成物といった副反応が伴います。副反応が存在するため、アルカリとエーテル化剤の消費量が増加し、エーテル化効率が低下します。同時に、副反応でグリコール酸ナトリウム、グリコール酸などの塩不純物が生成され、製品の純度と性能が低下します。副反応を抑制するためには、アルカリを適切に使用するだけでなく、十分なアルカリ化を目的として、水系量、アルカリ濃度、撹拌方法を制御する必要があります。同時に、製品の粘度と置換度に関する要求事項を考慮し、撹拌速度と温度を総合的に考慮して制御し、エーテル化速度を高め、副反応の発生を抑制する必要があります。
エーテル化媒体の違いにより、CMC-Naの工業生産は、水系法と溶媒系法の2種類に分けられます。反応媒体として水を用いる方法は水系法と呼ばれ、アルカリ性中低グレードのCMC-Naの製造に用いられます。反応媒体として有機溶媒を用いる方法は溶媒系法と呼ばれ、中・高グレードのCMC-Naの製造に適しています。これら2つの反応は混練機で行われ、混練工程に属し、現在CMC-Naを製造する主な方法となっています。
水媒体法：
水系法は、アルカリセルロースとエーテル化剤を遊離アルカリと水の条件下で反応させる、より古い工業生産プロセスです。アルカリ化およびエーテル化の過程で、システム内に有機媒体は存在しません。水系法の設備要件は比較的シンプルで、投資額が少なく、低コストです。欠点は、大量の液体媒体が不足していること、反応によって発生する熱が温度を上昇させ、副反応の速度を加速させ、エーテル化効率の低下と製品品質の低下につながることです。この方法は、洗剤、繊維用糊剤などの中・低グレードのCMC-Na製品の製造に用いられます。
溶媒法：
溶媒法は有機溶媒法とも呼ばれ、その主な特徴は、アルカリ化およびエーテル化反応を反応媒体（希釈剤）として有機溶媒の条件下で行うことである。反応希釈剤の量に応じて、混練法とスラリー法に分けられる。溶媒法は水法と同じ反応プロセスであり、アルカリ化とエーテル化の2段階から構成されるが、これら2段階の反応媒体が異なる。溶媒法は、水法に固有のアルカリ浸漬、加圧、粉砕、熟成などのプロセスを省略し、アルカリ化とエーテル化はすべて混練機内で行われる。欠点は、温度制御性が比較的低く、スペース要件とコストが高いことである。もちろん、さまざまな設備レイアウトで生産する場合、システム温度、供給時間などを厳密に制御して、優れた品質と性能の製品を準備する必要がある。
投稿日時：2024年4月25日