Карбоксиметилцеллюлоза натрия (КМЦ)КМЦ — это карбоксиметилированное производное целлюлозы, также известное как целлюлозная камедь, и является наиболее важной ионной целлюлозной камедью. КМЦ обычно представляет собой анионное полимерное соединение, получаемое путем реакции природной целлюлозы с едким щелочным раствором и монохлоруксусной кислотой. Молекулярная масса соединения варьируется от десятков миллионов до нескольких миллионов.
【Свойства】Белый порошок, без запаха, растворим в воде, образуя высоковязкий раствор, нерастворим в этаноле и других растворителях.
【Применение】Обладает свойствами суспензирования и эмульгирования, обладает хорошей когезией и солестойкостью, известен как «промышленный глутамат натрия» и широко используется.
Подготовка КМК
В зависимости от используемой среды этерификации промышленное производство КМЦ можно разделить на две категории: метод на водной основе и метод на основе растворителя. Метод с использованием воды в качестве реакционной среды называется методом на водной основе и используется для производства щелочной КМЦ средней и низкой степени чистоты; метод с использованием органического растворителя в качестве реакционной среды называется методом на основе растворителя и подходит для производства КМЦ средней и высокой степени чистоты. Обе эти реакции проводятся в смесителе, что относится к процессу перемешивания и является основным методом производства КМЦ в настоящее время.
1
метод на водной основе
Водорастворимый метод — это более ранний промышленный производственный процесс, заключающийся в реакции щелочной целлюлозы с этерифицирующим агентом в условиях свободной щелочи и воды. В процессе щелочной обработки и этерификации в системе отсутствует органическая среда. Требования к оборудованию для водорастворимого метода относительно просты, что обеспечивает меньшие инвестиции и низкую стоимость. Недостатком является отсутствие большого количества жидкой среды, а также повышение температуры, вызванное выделением тепла в ходе реакции, что ускоряет побочные реакции, приводя к низкой эффективности этерификации и низкому качеству продукции. Этот метод используется для получения продуктов из КМЦ среднего и низкого качества, таких как моющие средства, текстильные проклеивающие агенты и т. д.
2
метод растворителя
Растворительный метод также известен как метод с использованием органических растворителей. Его основная особенность заключается в том, что реакции ощелачивания и этерификации проводятся в условиях использования органического растворителя в качестве реакционной среды (разбавителя). В зависимости от количества реакционного разбавителя он делится на метод перемешивания и метод суспензии. Растворительный метод аналогичен процессу реакции в водном растворе и также состоит из двух стадий: ощелачивания и этерификации, но реакционная среда на этих двух стадиях различна. Растворительный метод исключает процессы, присущие водному раствору, такие как замачивание, отжимание, измельчение, выдержка и т. д., и ощелачивание и этерификация проводятся в смесителе. Недостатком является относительно низкая точность контроля температуры, большие требования к площади и высокая стоимость. Конечно, для производства различных компоновок оборудования необходимо строго контролировать температуру системы, время подачи и т. д., чтобы получать продукцию превосходного качества и характеристик. Схема технологического процесса представлена на рисунке 2.
3
Состояние производства натрияКарбоксиметилцеллюлозаиз сельскохозяйственных побочных продуктов
Побочные продукты растениеводства отличаются разнообразием и доступностью, и могут широко использоваться в качестве сырья для производства КМЦ. В настоящее время в качестве сырья для производства КМЦ в основном используется очищенная целлюлоза, включая хлопковое волокно, волокно маниоки, соломенное волокно, бамбуковое волокно, пшеничное соломенное волокно и др. Однако, с учетом непрерывного расширения применения КМЦ во всех сферах жизни, при существующих ресурсах по переработке сырья, вопрос использования более дешевых и разнообразных источников сырья для производства КМЦ, безусловно, станет актуальным.
Outlook
Карбоксиметилцеллюлоза натрия может использоваться в качестве эмульгатора, флокулянта, загустителя, хелатирующего агента, водоудерживающего агента, клея, проклеивающего агента, пленкообразующего материала и т. д. Она широко применяется в электронике, кожевенной, пластмассовой, полиграфической, керамической, химической и других отраслях промышленности, и благодаря своим превосходным характеристикам и широкому спектру применения постоянно развивается в новых областях. В настоящее время, в условиях широкого распространения концепции «зеленого» химического производства, зарубежные исследования в этой области продолжаются.CMCТехнология получения целлюлозы сосредоточена на поиске дешевого и легкодоступного биологического сырья и новых методов очистки КМЦ. Как страна с большими сельскохозяйственными ресурсами, моя страна в области модификации целлюлозы обладает преимуществами в плане сырья, но также существуют проблемы, такие как непоследовательность в процессе получения, вызванная различными источниками целлюлозных волокон из биомассы и большими различиями в их составе. До сих пор существуют недостатки в адекватном использовании биоматериалов, поэтому для дальнейших достижений в этих областях необходимы масштабные исследования.
Дата публикации: 25 апреля 2024 г.