Karboksymetyloceluloza sodowa (CMC)CMC to karboksymetylowana pochodna celulozy, znana również jako guma celulozowa, i jest najważniejszą jonową gumą celulozową. CMC to zazwyczaj anionowy związek polimerowy otrzymywany w reakcji naturalnej celulozy z żrącym alkalium i kwasem monochlorooctowym. Masa cząsteczkowa tego związku waha się od kilkudziesięciu do kilku milionów.
【Właściwości】Biały proszek, bezwonny, rozpuszczalny w wodzie, tworząc roztwór o wysokiej lepkości, nierozpuszczalny w etanolu i innych rozpuszczalnikach.
【Zastosowanie】Ma właściwości zawieszające i emulgujące, dobrą spójność i odporność na działanie soli. Jest znany jako „przemysłowy glutaminian sodu”, który jest szeroko stosowany.
Przygotowanie CMC
Ze względu na różne media eteryfikacji, przemysłową produkcję CMC można podzielić na dwie kategorie: metodę wodną i metodę rozpuszczalnikową. Metoda wykorzystująca wodę jako medium reakcyjne nazywana jest metodą wodną i jest stosowana do produkcji CMC o odczynie zasadowym i niskiej jakości; metoda wykorzystująca rozpuszczalnik organiczny jako medium reakcyjne nazywana jest metodą rozpuszczalnikową i jest odpowiednia do produkcji CMC o średniej i wysokiej jakości. Obie te reakcje przeprowadzane są w ugniatarce, która należy do procesu ugniatania i jest obecnie główną metodą produkcji CMC.
1
metoda na bazie wody
Metoda wodna to wcześniejszy proces produkcji przemysłowej, polegający na reakcji alkalicelulozy z czynnikiem eteryfikującym w środowisku wolnej zasady i wody. Podczas procesu 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, a ciepło generowane podczas reakcji podnosi temperaturę, co przyspiesza reakcje uboczne, skutkując niską wydajnością eteryfikacji i niską jakością produktu. Metoda ta jest stosowana do przygotowywania produktów CMC średniej i niskiej jakości, takich jak detergenty, środki do klejenia tekstyliów itp.
2
metoda rozpuszczalnikowa
Metoda rozpuszczalnikowa jest również znana jako metoda rozpuszczalników organicznych. Jej główną cechą jest to, że reakcje alkalizacji i eteryfikacji są przeprowadzane pod warunkiem, że rozpuszczalnik organiczny jest używany jako medium reakcyjne (rozcieńczalnik). W zależności od ilości rozcieńczalnika reakcyjnego, metodę tę dzieli się 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 medium reakcyjne tych dwóch etapów jest inne. Metoda rozpuszczalnikowa eliminuje procesy właściwe dla metody wodnej, takie jak namaczanie, wyciskanie, rozdrabnianie, starzenie itp., a alkalizacja i eteryfikacja są przeprowadzane w ugniatarce. Wadą jest stosunkowo słaba kontrola temperatury, zapotrzebowanie na miejsce i wysoki koszt. Oczywiście, w przypadku produkcji o różnych konfiguracjach urządzeń konieczna jest ścisła kontrola temperatury systemu, czasu podawania itp., aby uzyskać produkty o doskonałej jakości i wydajności. Schemat blokowy procesu pokazano na rysunku 2.
3
Stan przygotowania soduKarboksymetylocelulozaz produktów ubocznych rolnictwa
Produkty uboczne upraw charakteryzują się różnorodnością i łatwą dostępnością, dzięki czemu mogą być szeroko wykorzystywane jako surowce do produkcji CMC. Obecnie surowcami do produkcji CMC są głównie rafinowana celuloza, w tym włókno bawełniane, włókno manioku, włókno słomy, włókno bambusa, włókno słomy pszennej itp. Jednak wraz z ciągłym rozwojem zastosowań CMC we wszystkich dziedzinach życia, w ramach istniejących zasobów przetwórstwa surowców, wykorzystanie tańszych i szerszych źródeł surowców do produkcji CMC z pewnością stanie się priorytetem.
Perspektywy
Karboksymetyloceluloza sodowa może być stosowana jako emulgator, flokulant, zagęszczacz, środek chelatujący, środek zatrzymujący wodę, klej, klej, materiał powłokotwórczy itp. Jest szeroko stosowana w elektronice, przemyśle skórzanym, tworzywach sztucznych, drukarstwie, ceramice, chemii codziennego użytku i innych dziedzinach, a ze względu na jej doskonałą wydajność i szeroki zakres zastosowań, stale rozwija nowe obszary zastosowań. Obecnie, w związku z powszechną popularyzacją koncepcji zielonej produkcji chemicznej, zagraniczne badania nad nią są kontynuowane.CMCTechnologia przygotowania koncentruje się na poszukiwaniu tanich i łatwych do pozyskania surowców biologicznych oraz nowych metod oczyszczania CMC. Jako kraj o dużych zasobach rolnych, mój kraj zajmuje się modyfikacją celulozy. Pod względem technologicznym ma on zalety surowcowe, ale występują również problemy, takie jak niespójność procesu przygotowania spowodowana różnymi źródłami włókien celulozowych z biomasy oraz duże różnice w składnikach. Nadal występują niedociągnięcia w zakresie adekwatności wykorzystania materiałów z biomasy, dlatego konieczne są dalsze osiągnięcia w tych obszarach i szeroko zakrojone badania.
Czas publikacji: 25 kwietnia 2024 r.