Uporaba celuloze kot surovine,CMC-Naje bil pripravljen z dvostopenjsko metodo. Prvi je postopek alkalizacije celuloze. Celuloza reagira z natrijevim hidroksidom, da nastane alkalna celuloza, nato pa alkalna celuloza reagira s kloroocetno kislino, da nastane CMC-Na, kar imenujemo eterifikacija.
Reakcijski sistem mora biti alkalen. Ta postopek spada v Williamsonovo metodo sinteze etrov. Reakcijski mehanizem je nukleofilna substitucija. Reakcijski sistem je alkalen in ga v prisotnosti vode spremljajo nekatere stranske reakcije, kot so natrijev glikolat, glikolna kislina in drugi stranski produkti. Zaradi prisotnosti stranskih reakcij se poveča poraba alkalij in eterifikacijskega sredstva, s čimer se zmanjša učinkovitost eterifikacije. Hkrati lahko v stranski reakciji nastanejo natrijev glikolat, glikolna kislina in druge soli, kar povzroči zmanjšanje čistosti in učinkovitosti produkta. Da bi preprečili stranske reakcije, je treba ne le razumno uporabljati alkalije, temveč tudi nadzorovati količino vodnega sistema, koncentracijo alkalije in način mešanja, da se zagotovi zadostna alkalizacija. Hkrati je treba upoštevati zahteve produkta glede viskoznosti in stopnje substitucije ter celovito upoštevati hitrost mešanja in temperaturo. Nadzor in drugi dejavniki povečajo hitrost eterifikacije in zavirajo pojav stranskih reakcij.
Glede na različne medije za eterifikacijo lahko industrijsko proizvodnjo CMC-Na razdelimo v dve kategoriji: metodo na vodni osnovi in metodo na osnovi topila. Metoda, ki uporablja vodo kot reakcijski medij, se imenuje metoda vodnega medija in se uporablja za proizvodnjo alkalnega medija in nizkokakovostnega CMC-Na. Metoda, ki uporablja organsko topilo kot reakcijski medij, se imenuje metoda topila in je primerna za proizvodnjo srednjega in visokokakovostnega CMC-Na. Ti dve reakciji se izvajata v gnetilniku, ki spada v postopek gnetenja in je trenutno glavna metoda za proizvodnjo CMC-Na.
Metoda z vodnim medijem:
Vodna metoda je zgodnejši industrijski proizvodni postopek, pri katerem alkalna celuloza reagira z eterifikacijskim sredstvom v pogojih proste alkalije in vode. Med alkalizacijo in eterifikacijo v sistemu ni organskega medija. Zahteve glede opreme za vodno metodo so relativno preproste, z manjšimi naložbami in nizkimi stroški. Pomanjkljivost je pomanjkanje velike količine tekočega medija, toplota, ki nastane pri reakciji, zviša temperaturo, pospeši stranske reakcije, kar vodi do nizke učinkovitosti eterifikacije in slabe kakovosti izdelka. Metoda se uporablja za pripravo izdelkov CMC-Na srednje in nizkokakovostne kakovosti, kot so detergenti, tekstilna klejiva in podobno.
Metoda s topilom:
Metoda s topilom se imenuje tudi metoda z organskim topilom, njena glavna značilnost pa je, da se reakcije alkalizacije in eterifikacije izvajajo pod pogojem organskega topila kot reakcijskega medija (redčila). Glede na količino reaktivnega redčila se deli na metodo gnetenja in metodo z gnojevko. Metoda s topilom je enaka reakcijskemu procesu vodne metode in je sestavljena iz dveh stopenj: alkalizacije in eterifikacije, vendar se reakcijski medij teh dveh stopenj razlikuje. Metoda s topilom prihrani proces namakanja z alkalnim oljem, stiskanja, drobljenja, staranja itd., ki je značilen za vodno metodo, alkalizacija in eterifikacija pa se izvajata v gnetilniku. Pomanjkljivost je, da je nadzor temperature relativno slab, prostorske zahteve in stroški pa visoki. Seveda je za proizvodnjo različnih postavitev opreme potrebno strogo nadzorovati temperaturo sistema, čas dovajanja itd., da se lahko pripravijo izdelki z odlično kakovostjo in zmogljivostjo.
Čas objave: 25. april 2024