Cellulose gebruiken als grondstof,CMC-NaHet werd bereid via een tweestapsmethode. De eerste stap is het alkaliseringsproces van cellulose. De cellulose reageert met natriumhydroxide om alkalicellulose te vormen, en vervolgens reageert de alkalicellulose met chloorazijnzuur om CMC-Na te vormen, een proces dat etherificatie wordt genoemd.
Het reactiesysteem moet alkalisch zijn. Dit proces behoort tot de Williamson-ethersynthesemethode. Het reactiemechanisme is nucleofiele substitutie. Het reactiesysteem is alkalisch en gaat gepaard met enkele nevenreacties in aanwezigheid van water, zoals de vorming van natriumglycolaat, glycolzuur en andere bijproducten. Door het optreden van nevenreacties neemt het verbruik van alkali en etherificatiemiddel toe, waardoor de etherificatie-efficiëntie afneemt. Tegelijkertijd kunnen natriumglycolaat, glycolzuur en andere zoutverontreinigingen ontstaan tijdens de nevenreactie, wat leidt tot een vermindering van de zuiverheid en de prestaties van het product. Om nevenreacties te onderdrukken, is het niet alleen noodzakelijk om alkali op een verstandige manier te gebruiken, maar ook om de hoeveelheid water in het systeem, de concentratie van alkali en de roermethode te controleren om voldoende alkalisering te garanderen. Tegelijkertijd moet rekening worden gehouden met de eisen die aan het product worden gesteld met betrekking tot viscositeit en substitutiegraad, en moeten de roersnelheid en temperatuur in het algemeen worden gecontroleerd. Door deze factoren te beheersen, kan de etherificatiesnelheid worden verhoogd en het optreden van nevenreacties worden geremd.
Afhankelijk van het gebruikte etherificatiemedium kan de industriële productie van CMC-Na worden onderverdeeld in twee categorieën: de watergebaseerde methode en de oplosmiddelgebaseerde methode. De methode waarbij water als reactiemedium wordt gebruikt, wordt de watergebaseerde methode genoemd en is geschikt voor de productie van alkalisch CMC-Na van gemiddelde en lage kwaliteit. De methode waarbij een organisch oplosmiddel als reactiemedium wordt gebruikt, wordt de oplosmiddelmethode genoemd en is geschikt voor de productie van CMC-Na van gemiddelde en hoge kwaliteit. Beide reacties worden uitgevoerd in een kneedmachine en behoren tot het kneedproces, dat momenteel de belangrijkste methode is voor de productie van CMC-Na.
Methode met watermedium:
De watergedragen methode is een ouder industrieel productieproces waarbij alkalische cellulose en een etherificatiemiddel reageren onder omstandigheden met vrije alkali en water. Tijdens de alkalisering en etherificatie is er geen organisch medium in het systeem aanwezig. De apparatuur die nodig is voor de watergedragen methode is relatief eenvoudig, vereist minder investeringen en is goedkoop. Het nadeel is het gebrek aan een grote hoeveelheid vloeibaar medium, de warmte die vrijkomt bij de reactie verhoogt de temperatuur, versnelt de snelheid van nevenreacties, wat leidt tot een lage etherificatie-efficiëntie en een slechte productkwaliteit. De methode wordt gebruikt voor de productie van middel- en laagwaardige CMC-Na-producten, zoals wasmiddelen, textielappreteermiddelen en dergelijke.
Oplosmiddelmethode:
De oplosmiddelmethode, ook wel de organische oplosmiddelmethode genoemd, kenmerkt zich door het feit dat de alkaliserings- en etherificatiereacties plaatsvinden in een organisch oplosmiddel als reactiemedium (verdunningsmiddel). Afhankelijk van de hoeveelheid reactief verdunningsmiddel wordt onderscheid gemaakt tussen de kneedmethode en de slurrymethode. De oplosmiddelmethode is qua reactieproces vergelijkbaar met de watermethode en bestaat eveneens uit twee fasen: alkalisering en etherificatie. Het reactiemedium voor deze twee fasen verschilt echter. De oplosmiddelmethode bespaart de processen van het weken in alkali, persen, vermalen en rijpen die inherent zijn aan de watermethode, en de alkalisering en etherificatie vinden volledig plaats in de kneedmachine. Een nadeel is de relatief beperkte regelbaarheid van de temperatuur en de hoge ruimtebehoefte en kosten. Uiteraard is het voor de productie van verschillende apparatuurconfiguraties noodzakelijk om de systeemtemperatuur, de toevoertijd, enzovoort, nauwkeurig te controleren om producten van uitstekende kwaliteit en prestaties te kunnen produceren.
Geplaatst op: 25 april 2024