Тайёр кардани карбоксиметилселлюлоза

Карбоксиметилселлюлоза (CMC)як полимери бисёрҷонибаи дар об ҳалшаванда аз селлюлоза аст, ки полисахариди табиии дар деворҳои ҳуҷайраҳои растанӣ мавҷудбуда мебошад. CMC дар соҳаҳои гуногун, аз ҷумла хӯрокворӣ, дорусозӣ, косметика, нассоҷӣ, коғаз ва бисёр дигар соҳаҳо бо сабаби хосиятҳои беназири худ, ба монанди ғафскунӣ, устуворкунӣ, пайвасткунӣ, ташаккули плёнка ва нигоҳдории об, татбиқи васеъ пайдо мекунад. Тайёр кардани CMC якчанд марҳиларо дар бар мегирад, ки аз истихроҷи селлюлоза аз манбаъҳои табиӣ сар карда, баъдан тағир додани он барои ворид кардани гурӯҳҳои карбоксиметилӣ иборат аст.

1. Истихроҷи селлюлоза:
Қадами аввал дар тайёр кардани CMC истихроҷи селлюлоза аз манбаъҳои табиӣ, ба монанди селлюлозаи чӯб, линтерҳои пахта ё дигар нахҳои растанӣ мебошад. Селлюлоза одатан тавассути як қатор равандҳо, аз ҷумла селлюлозакунӣ, сафедкунӣ ва тозакунӣ ба даст оварда мешавад. Масалан, селлюлозаи чӯбро метавон тавассути равандҳои селлюлозакунии механикӣ ё кимиёвӣ ба даст овард, ки пас аз он бо хлор ё пероксиди гидроген барои тоза кардани ифлосӣ ва лигнин сафедкунӣ анҷом дода мешавад.

2. Фаъолшавии селлюлоза:
Пас аз истихроҷи селлюлоза, онро бояд фаъол кард, то воридшавии гурӯҳҳои карбоксиметил осон карда шавад. Фаъолсозӣ одатан тавассути коркарди селлюлоза бо ишқор, ба монанди гидроксиди натрий (NaOH) ё карбонати натрий (Na2CO3) дар шароити назоратшавандаи ҳарорат ва фишор ба даст оварда мешавад. Коркарди ишқорӣ нахҳои селлюлозаро варам мекунад ва реаксияи онҳоро бо вайрон кардани пайвандҳои гидрогении дохили ва байнимолекулавӣ зиёд мекунад.

3. Реаксияи карбоксиметилизатсия:
Сипас селлюлозаи фаъолшуда ба реаксияи карбоксиметилизатсия дучор карда мешавад, ки дар он гурӯҳҳои карбоксиметил (-CH2COOH) ба гурӯҳҳои гидроксилии занҷирҳои селлюлоза ворид карда мешаванд. Ин реаксия одатан бо роҳи реаксияи селлюлозаи фаъолшуда бо монохлорацетати натрий (SMCA) дар ҳузури катализатори ишқорӣ, ба монанди гидроксиди натрий (NaOH), анҷом дода мешавад. Реаксияро метавон чунин ифода кард:

Селлюлоза + кислотаи хлорасетикӣ → Карбоксиметилселлюлоза + NaCl

Шароити реаксия, аз ҷумла ҳарорат, вақти реаксия, консентратсияи реагентҳо ва рН, бодиққат назорат карда мешаванд, то ҳосили баланд ва дараҷаи дилхоҳи ивазкунӣ (DS) таъмин карда шавад, ки ба шумораи миёнаи гурӯҳҳои карбоксиметили воридшуда ба як воҳиди глюкозаи занҷири селлюлоза ишора мекунад.

4. Бетарафсозӣ ва шустан:
Пас аз реаксияи карбоксиметилизатсия, селлюлозаи карбоксиметилии ҳосилшуда барои хориҷ кардани ишқори зиёдатӣ ва кислотаи хлорасетики реаксиянашуда безарар карда мешавад. Ин одатан бо шустани маҳсулот бо об ё маҳлули кислотаи моеъ ва баъдан филтратсия барои ҷудо кардани CMC сахт аз омехтаи реаксия ба даст оварда мешавад.

5. Тозакунӣ:
Сипас, CMC-и тозашуда бо об чанд маротиба шуста мешавад, то ифлосҳо, аз қабили намакҳо, реагентҳои реаксиянашуда ва маҳсулоти иловагӣ тоза карда шаванд. Барои ҷудо кардани CMC-и тозашуда аз оби шуста филтратсия ё сентрифуга кардан мумкин аст.

6. Хушккунӣ:
Дар ниҳоят, селлюлозаи карбоксиметилии тозашуда хушк карда мешавад, то нами боқимондаро тоза кунад ва маҳсулоти дилхоҳро дар шакли хокаи хушк ё гранулаҳо ба даст орад. Хушккуниро вобаста ба хусусиятҳои дилхоҳи маҳсулоти ниҳоӣ бо истифода аз усулҳои гуногун, ба монанди хушккунии ҳавоӣ, хушккунии вакуумӣ ё хушккунии пошидашуда анҷом додан мумкин аст.

7. Тавсиф ва назорати сифат:
ХушкшудаCMCБарои тасдиқи сохтори кимиёвӣ, дараҷаи ивазкунӣ, вазни молекулавӣ ва покии он, маҳсулот аз усулҳои гуногуни тавсифӣ, аз қабили спектроскопияи инфрасурхи табдили Фурйе (FTIR), резонанси магнитии ҳастаӣ (NMR) ва андозагириҳои часпакӣ истифода мешавад. Санҷишҳои назорати сифат инчунин барои таъмини мувофиқати маҳсулот ба мушаххасоти зарурӣ барои истифодаҳои пешбинишуда анҷом дода мешаванд.

Тайёр кардани селлюлозаи карбоксиметил якчанд марҳиларо дар бар мегирад, аз ҷумла истихроҷи селлюлоза аз манбаъҳои табиӣ, фаъолсозӣ, реаксияи карбоксиметилизатсия, безараргардонӣ, тозакунӣ, хушккунӣ ва тавсиф. Ҳар як марҳила назорати бодиққати шароит ва параметрҳои реаксияро барои ба даст овардани ҳосили баланд, дараҷаи дилхоҳи ивазкунӣ ва сифати маҳсулоти ниҳоӣ талаб мекунад. CMC як полимери васеъ истифодашаванда бо истифода аз хусусиятҳои беназир ва чандирӣ мебошад.