Utilizando celulose como matéria-prima,CMC-Nafoi preparado por um método de duas etapas. A primeira é o processo de alcalinização da celulose. A celulose reage com hidróxido de sódio para gerar celulose alcalina, e então a celulose alcalina reage com ácido cloroacético para gerar CMC-Na, processo chamado de eterificação.
O sistema reacional deve ser alcalino. Este processo pertence ao método de síntese de éter de Williamson. O mecanismo da reação é a substituição nucleofílica. O sistema reacional é alcalino e, na presença de água, ocorrem algumas reações secundárias, como a formação de glicolato de sódio, ácido glicólico e outros subprodutos. Devido à presença dessas reações secundárias, o consumo de álcali e agente eterificante aumenta, reduzindo a eficiência da eterificação. Além disso, glicolato de sódio, ácido glicólico e outras impurezas salinas podem ser geradas nessas reações secundárias, causando a redução da pureza e do desempenho do produto. Para suprimir as reações secundárias, é necessário não apenas utilizar álcali de forma racional, mas também controlar a quantidade de água no sistema, a concentração de álcali e o método de agitação para garantir uma alcalinização adequada. Ao mesmo tempo, devem ser consideradas as exigências do produto em relação à viscosidade e ao grau de substituição, e a velocidade e a temperatura de agitação devem ser controladas de forma abrangente. O controle desses fatores aumenta a taxa de eterificação e inibe a ocorrência de reações secundárias.
De acordo com os diferentes meios de eterificação, a produção industrial de CMC-Na pode ser dividida em duas categorias: método aquoso e método com solvente. O método que utiliza água como meio de reação é denominado método aquoso, utilizado para produzir CMC-Na de pH médio e baixa pureza. O método que utiliza solvente orgânico como meio de reação é denominado método com solvente, adequado para a produção de CMC-Na de pH médio e alta pureza. Essas duas reações são realizadas em um misturador, processo que pertence à categoria de mistura e é atualmente o principal método de produção de CMC-Na.
Método em meio aquoso:
O método aquoso é um processo de produção industrial mais antigo, que consiste na reação de celulose alcalina e um agente de eterificação em meio aquoso e alcalino. Durante a alcalinização e a eterificação, não há meio orgânico no sistema. Os requisitos de equipamento para o método aquoso são relativamente simples, com menor investimento e baixo custo. A desvantagem é a falta de grande quantidade de meio líquido; o calor gerado pela reação aumenta a temperatura, acelera as reações secundárias, leva a uma baixa eficiência de eterificação e à baixa qualidade do produto. O método é utilizado para preparar produtos de CMC-Na de qualidade média e baixa, como detergentes, agentes de colagem têxtil e similares.
Método do solvente:
O método com solvente, também chamado de método com solvente orgânico, caracteriza-se principalmente pela realização das reações de alcalinização e eterificação em um solvente orgânico como meio reacional (diluente). De acordo com a quantidade de diluente reativo, o método é dividido em método de amassamento e método de suspensão. O método com solvente é semelhante ao método aquoso, consistindo também em duas etapas: alcalinização e eterificação, porém com meios reacionais diferentes. Este método dispensa as etapas de imersão em álcali, prensagem, trituração e envelhecimento inerentes ao método aquoso, permitindo que as reações de alcalinização e eterificação sejam realizadas no próprio amassador. A desvantagem reside no controle de temperatura relativamente limitado, além da necessidade de espaço e custo elevados. Naturalmente, para a produção em diferentes configurações de equipamentos, é necessário um controle rigoroso da temperatura do sistema, do tempo de alimentação, etc., para que se possam obter produtos com excelente qualidade e desempenho.
Data da publicação: 25 de abril de 2024