Wykorzystując celulozę jako surowiec,CMC-Nazostał przygotowany metodą dwuetapową. Pierwszym etapem jest proces alkalizacji celulozy. Celuloza reaguje z wodorotlenkiem sodu, tworząc alkalicelulozę, a następnie alkaliceluloza reaguje z kwasem chlorooctowym, tworząc CMC-Na, co nazywa się eteryfikacją.
Układ reakcyjny musi być alkaliczny. Proces ten należy do metody syntezy eterów Williamsona. Mechanizm reakcji opiera się na podstawieniu nukleofilowym. Układ reakcyjny jest alkaliczny i w obecności wody zachodzą pewne reakcje uboczne, takie jak glikolan sodu, kwas glikolowy i inne produkty uboczne. Z powodu występowania reakcji ubocznych wzrasta zużycie alkaliów i czynnika eteryfikującego, co zmniejsza wydajność eteryfikacji. Jednocześnie w reakcji ubocznej może powstawać glikolan sodu, kwas glikolowy i więcej zanieczyszczeń solnych, co powoduje obniżenie czystości i wydajności produktu. Aby ograniczyć reakcje uboczne, konieczne jest nie tylko racjonalne stosowanie alkaliów, ale także kontrolowanie ilości wody w układzie, stężenia alkaliów i metody mieszania w celu zapewnienia odpowiedniej alkalizacji. Jednocześnie należy uwzględnić wymagania produktu dotyczące lepkości i stopnia podstawienia, a także kompleksowo rozważyć prędkość i temperaturę mieszania. Kontrola i inne czynniki zwiększają szybkość eteryfikacji i zapobiegają wystąpieniu reakcji ubocznych.
W zależności od medium eteryfikacyjnego, przemysłową produkcję CMC-Na można podzielić na dwie kategorie: metodę wodną i metodę rozpuszczalnikową. Metoda wykorzystująca wodę jako medium reakcyjne nazywana jest metodą wodną i służy do produkcji CMC-Na o odczynie zasadowym i niskiej jakości. Metoda wykorzystująca rozpuszczalnik organiczny jako medium reakcyjne nazywana jest metodą rozpuszczalnikową i nadaje się do produkcji CMC-Na o odczynie średnim i wysokiej jakości. Te dwie reakcje przeprowadzane są w ugniatarce, która należy do procesu ugniatania i jest obecnie główną metodą produkcji CMC-Na.
Metoda medium wodnego:
Metoda wodna to wcześniejszy proces produkcji przemysłowej, polegający na reakcji alkalicznej celulozy i środka eteryfikującego w warunkach wolnej zasady i wody. Podczas alkalizacji i eteryfikacji w systemie nie występuje środowisko organiczne. Wymagania sprzętowe metody wodnej są stosunkowo proste, wymagają mniejszych nakładów inwestycyjnych i są niskie. Wadą jest brak dużej ilości ciekłego medium, ciepło generowane podczas reakcji podnosi temperaturę, przyspiesza reakcje uboczne, prowadzi do niskiej wydajności eteryfikacji i niskiej jakości produktu. Metoda ta jest stosowana do przygotowywania produktów CMC-Na o średniej i niskiej jakości, takich jak detergenty, środki do klejenia tekstyliów i tym podobne.
Metoda rozpuszczalnikowa:
Metoda rozpuszczalnikowa, nazywana również metodą rozpuszczalników organicznych, charakteryzuje się tym, że reakcje alkalizacji i eteryfikacji przeprowadzane są w środowisku reakcji (rozcieńczalniku) rozpuszczalnika organicznego. W zależności od ilości reaktywnego rozcieńczalnika, dzieli się ją na metodę ugniatania i metodę zawiesinową. Metoda rozpuszczalnikowa jest taka sama jak metoda wodna i również składa się z dwóch etapów alkalizacji i eteryfikacji, ale środowisko reakcji w tych dwóch etapach jest inne. Metoda rozpuszczalnikowa eliminuje proces moczenia alkaliów, prasowania, kruszenia, starzenia itp., charakterystyczny dla metody wodnej, a alkalizacja i eteryfikacja są przeprowadzane w ugniatarce. Wadą jest stosunkowo słaba kontrola temperatury, wysokie wymagania przestrzenne i wysoki koszt. Oczywiście, w przypadku produkcji różnych układów urządzeń konieczna jest ścisła kontrola temperatury systemu, czasu podawania itp., aby uzyskać produkty o doskonałej jakości i wydajności.
Czas publikacji: 25 kwietnia 2024 r.