วิธีทำ CMC โซเดียมคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส ทำอย่างไร?

โซเดียมคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส (CMC)เป็นอนุพันธ์ของเซลลูโลสที่ถูกคาร์บอกซีเมทิลเลชัน หรือเรียกอีกอย่างว่าเซลลูโลสกัม และเป็นเซลลูโลสกัมไอออนิกที่สำคัญที่สุด CMC มักเป็นสารประกอบโพลีเมอร์ประจุลบที่ได้จากการทำปฏิกิริยาเซลลูโลสธรรมชาติกับด่างกัดกร่อนและกรดโมโนคลอโรอะซิติก น้ำหนักโมเลกุลของสารประกอบนี้มีตั้งแต่หลายสิบล้านจนถึงหลายล้าน

【คุณสมบัติ】ผงสีขาว ไม่มีกลิ่น ละลายในน้ำเพื่อสร้างสารละลายที่มีความหนืดสูง ไม่ละลายในเอธานอลและตัวทำละลายอื่นๆ

【การใช้งาน】มีฟังก์ชั่นการแขวนลอยและอิมัลชัน การยึดเกาะที่ดีและทนต่อเกลือ และเป็นที่รู้จักกันในชื่อ “ผงชูรสอุตสาหกรรม” ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลาย

การจัดเตรียม CMC

การผลิต CMC ในอุตสาหกรรมสามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภทตามตัวกลางอีเทอร์ริฟิเคชันที่แตกต่างกัน ได้แก่ วิธีการใช้น้ำและวิธีการใช้ตัวทำละลาย วิธีการใช้น้ำเป็นตัวกลางปฏิกิริยาเรียกว่าวิธีการใช้น้ำ ซึ่งใช้ในการผลิตตัวกลางด่างและ CMC เกรดต่ำ วิธีการใช้ตัวทำละลายอินทรีย์เป็นตัวกลางปฏิกิริยาเรียกว่าวิธีการใช้ตัวทำละลาย ซึ่งเหมาะสำหรับการผลิต CMC เกรดกลางและเกรดสูง ปฏิกิริยาทั้งสองนี้ดำเนินการในเครื่องนวด ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการนวดและเป็นวิธีหลักในการผลิต CMC ในปัจจุบัน

1

วิธีการที่ใช้น้ำเป็นฐาน

วิธีน้ำเป็นกระบวนการผลิตทางอุตสาหกรรมในยุคแรกๆ ซึ่งก็คือการทำปฏิกิริยาเซลลูโลสอัลคาไลกับสารอีเทอร์ในสภาวะที่เป็นอัลคาไลและน้ำอิสระ ในระหว่างกระบวนการทำให้เป็นด่างและอีเทอร์ จะไม่มีตัวกลางอินทรีย์ในระบบ ข้อกำหนดด้านอุปกรณ์ของวิธีน้ำนั้นค่อนข้างง่าย โดยลงทุนน้อยกว่าและมีต้นทุนต่ำ ข้อเสียคือมีตัวกลางของเหลวไม่เพียงพอ และความร้อนที่เกิดจากปฏิกิริยาจะเพิ่มอุณหภูมิ ซึ่งเร่งความเร็วของปฏิกิริยาข้างเคียง ส่งผลให้ประสิทธิภาพอีเทอร์ต่ำและคุณภาพของผลิตภัณฑ์ต่ำ วิธีนี้ใช้ในการเตรียมผลิตภัณฑ์ CMC ระดับกลางและระดับต่ำ เช่น ผงซักฟอก ตัวปรับขนาดสิ่งทอ เป็นต้น

2

วิธีตัวทำละลาย

วิธีตัวทำละลายเรียกอีกอย่างว่าวิธีตัวทำละลายอินทรีย์ คุณสมบัติหลักคือปฏิกิริยาการทำให้เป็นด่างและอีเทอร์ริฟิเคชันจะดำเนินการภายใต้เงื่อนไขที่ใช้ตัวทำละลายอินทรีย์เป็นตัวกลางปฏิกิริยา (สารเจือจาง) ตามปริมาณของสารเจือจางปฏิกิริยาจะแบ่งออกเป็นวิธีการนวดและวิธีการทำสารละลาย วิธีตัวทำละลายนั้นเหมือนกับกระบวนการปฏิกิริยาของวิธีที่ใช้น้ำ และประกอบด้วยสองขั้นตอนของการทำให้เป็นด่างและอีเทอร์ริฟิเคชัน แต่ตัวกลางปฏิกิริยาของสองขั้นตอนนี้แตกต่างกัน วิธีตัวทำละลายจะขจัดกระบวนการที่มีอยู่ในวิธีที่ใช้น้ำ เช่น การแช่ การบีบ การบด การบ่ม เป็นต้น และการทำให้เป็นด่างและอีเทอร์ริฟิเคชันทั้งหมดดำเนินการในเครื่องนวด ข้อเสียคือความสามารถในการควบคุมอุณหภูมิค่อนข้างแย่ ความต้องการพื้นที่และต้นทุนสูง แน่นอนว่าสำหรับการผลิตเลย์เอาต์อุปกรณ์ที่แตกต่างกัน จำเป็นต้องควบคุมอุณหภูมิของระบบ เวลาการป้อน ฯลฯ อย่างเคร่งครัด เพื่อให้สามารถเตรียมผลิตภัณฑ์ที่มีคุณภาพและประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมได้ แผนผังกระบวนการแสดงไว้ในรูปที่ 2

3

สถานะการเตรียมโซเดียมคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลสจากผลพลอยได้จากการเกษตร

ผลพลอยได้จากพืชมีลักษณะของความหลากหลายและหาได้ง่าย และสามารถใช้เป็นวัตถุดิบสำหรับการเตรียม CMC ได้อย่างแพร่หลาย ในปัจจุบัน วัตถุดิบในการผลิต CMC ส่วนใหญ่ได้แก่ เซลลูโลสบริสุทธิ์ รวมถึงเส้นใยฝ้าย เส้นใยมันสำปะหลัง เส้นใยฟาง เส้นใยไม้ไผ่ เส้นใยฟางข้าวสาลี เป็นต้น อย่างไรก็ตาม ด้วยการส่งเสริมการใช้ CMC อย่างต่อเนื่องในทุกสาขาอาชีพ ภายใต้ทรัพยากรการแปรรูปวัตถุดิบที่มีอยู่ การใช้แหล่งวัตถุดิบที่ถูกกว่าและหลากหลายขึ้นสำหรับการเตรียม CMC จะกลายเป็นประเด็นสำคัญอย่างแน่นอน

แนวโน้ม

โซเดียมคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลสสามารถใช้เป็นอิมัลซิไฟเออร์ สารตกตะกอน สารเพิ่มความข้น สารคีเลต สารกักเก็บน้ำ กาว สารปรับขนาด วัสดุสร้างฟิล์ม ฯลฯ มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ หนัง พลาสติก การพิมพ์ เซรามิก สารเคมีในชีวิตประจำวัน และสาขาอื่นๆ และเนื่องจากประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมและขอบเขตการใช้งานที่หลากหลาย จึงยังคงมีการพัฒนาสาขาการใช้งานใหม่ๆ อย่างต่อเนื่อง ปัจจุบัน ภายใต้การเผยแพร่แนวคิดการผลิตสารเคมีสีเขียวอย่างแพร่หลาย การวิจัยต่างประเทศเกี่ยวกับซีเอ็มซีเทคโนโลยีการเตรียมมุ่งเน้นไปที่การค้นหาสารตั้งต้นทางชีวภาพราคาถูกและหาได้ง่ายและวิธีการใหม่สำหรับการทำให้บริสุทธิ์ด้วย CMC ในฐานะประเทศที่มีทรัพยากรทางการเกษตรจำนวนมาก ประเทศของฉันอยู่ในกระบวนการดัดแปลงเซลลูโลส ในแง่ของเทคโนโลยี มีข้อได้เปรียบของวัตถุดิบ แต่ก็มีปัญหาเช่นกัน เช่น ความไม่สม่ำเสมอในกระบวนการเตรียมที่เกิดจากแหล่งต่างๆ ของเส้นใยเซลลูโลสจากชีวมวล และความแตกต่างอย่างมากในส่วนประกอบ ยังคงมีข้อบกพร่องในความเพียงพอของการใช้ประโยชน์จากวัสดุชีวมวล ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีการวิจัยอย่างกว้างขวางเพื่อบรรลุผลสำเร็จเพิ่มเติมในพื้นที่เหล่านี้