Folosind celuloza ca materie primă,CMC-Naa fost preparat printr-o metodă în doi pași. Primul este procesul de alcalinizare a celulozei. Celuloza reacționează cu hidroxidul de sodiu pentru a genera celuloză alcalină, iar apoi celuloza alcalină reacționează cu acidul cloracetic pentru a genera CMC-Na, proces numit eterificare.
Sistemul de reacție trebuie să fie alcalin. Acest proces aparține metodei de sinteză a eterului Williamson. Mecanismul de reacție este substituția nucleofilă. Sistemul de reacție este alcalin și este însoțit de unele reacții secundare în prezența apei, cum ar fi glicolatul de sodiu, acidul glicolic și alte produse secundare. Datorită existenței reacțiilor secundare, consumul de alcali și agent de eterificare va fi crescut, reducând astfel eficiența eterificării; Simultan, în reacția secundară pot fi generate glicolat de sodiu, acid glicolic și mai multe impurități de sare, provocând reducerea purității și performanței produsului. Pentru a suprima reacțiile secundare, este necesar nu numai să se utilizeze alcalii în mod rezonabil, ci și să se controleze cantitatea de apă din sistem, concentrația de alcali și metoda de agitare pentru a obține o alcalinizare suficientă. În același timp, trebuie luate în considerare cerințele produsului privind vâscozitatea și gradul de substituție, iar viteza de agitare și temperatura trebuie luate în considerare în mod cuprinzător. Controlul și alți factori cresc rata de eterificare și inhibă apariția reacțiilor secundare.
Conform diferitelor medii de eterificare, producția industrială de CMC-Na poate fi împărțită în două categorii: metoda pe bază de apă și metoda pe bază de solvent. Metoda care utilizează apa ca mediu de reacție se numește metoda mediului apos și este utilizată pentru a produce CMC-Na de calitate inferioară și în mediu alcalin. Metoda de utilizare a solventului organic ca mediu de reacție se numește metoda solventului și este potrivită pentru producerea de CMC-Na de calitate medie și înaltă. Aceste două reacții sunt efectuate într-un malaxor, care aparține procesului de malaxare și este în prezent principala metodă de producere a CMC-Na.
Metoda cu mediu apos:
Metoda pe bază de apă este un proces de producție industrială mai vechi, care constă în reacția dintre celuloza alcalină și agentul de eterificare în condiții de alcali liberi și apă. În timpul alcalinizării și eterificării, sistemul nu conține mediu organic. Cerințele de echipament pentru metoda pe bază de apă sunt relativ simple, cu investiții reduse și costuri reduse. Dezavantajul este lipsa unei cantități mari de mediu lichid, căldura generată de reacție crește temperatura, accelerează viteza reacțiilor secundare, duce la o eficiență scăzută a eterificării și o calitate slabă a produsului. Metoda este utilizată pentru prepararea de produse CMC-Na de calitate medie și scăzută, cum ar fi detergenți, agenți de apretare a textilelor și altele asemenea.
Metoda cu solvent:
Metoda cu solvent este numită și metoda cu solvent organic, iar principala sa caracteristică este că reacțiile de alcalinizare și eterificare se desfășoară în condițiile unui solvent organic ca mediu de reacție (diluant). În funcție de cantitatea de diluant reactiv, se împarte în metoda de frământare și metoda suspensiei. Metoda cu solvent este aceeași cu procesul de reacție al metodei cu apă și constă, de asemenea, în două etape de alcalinizare și eterificare, dar mediul de reacție al acestor două etape este diferit. Metoda cu solvent economisește procesul de înmuiere a alcalinilor, presare, zdrobire, învechire etc. inerent metodei cu apă, iar alcalinizarea și eterificarea se efectuează toate în frământător. Dezavantajul este că controlabilitatea temperaturii este relativ slabă, iar necesarul de spațiu și costul sunt ridicate. Desigur, pentru producerea diferitelor configurații de echipamente, este necesar să se controleze strict temperatura sistemului, timpul de alimentare etc., astfel încât să se poată prepara produse cu o calitate și performanțe excelente.
Data publicării: 25 aprilie 2024