วิธีการผลิต CMC (โซเดียมคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส)?

โซเดียมคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส (CMC)CMC เป็นอนุพันธ์ของเซลลูโลสที่มีหมู่คาร์บอกซีเมทิล หรือที่รู้จักกันในชื่อเซลลูโลสกัม และเป็นเซลลูโลสกัมไอออนิกที่สำคัญที่สุด CMC มักเป็นสารประกอบพอลิเมอร์ประจุลบที่ได้จากการทำปฏิกิริยาของเซลลูโลสธรรมชาติกับด่างกัดกร่อนและกรดโมโนคลอโรอะซิติก น้ำหนักโมเลกุลของสารประกอบนี้มีตั้งแต่หลายสิบล้านถึงหลายล้าน

【คุณสมบัติ】ผงสีขาว ไม่มีกลิ่น ละลายน้ำได้และเกิดสารละลายที่มีความหนืดสูง ไม่ละลายในเอทานอลและตัวทำละลายอื่นๆ

【การใช้งาน】มีคุณสมบัติในการแขวนลอยและทำให้เกิดอิมัลชัน มีการยึดเกาะที่ดี และทนต่อเกลือ จึงเป็นที่รู้จักในชื่อ "โมโนโซเดียมกลูตาเมตอุตสาหกรรม" ซึ่งมีการใช้งานอย่างแพร่หลาย

การเตรียม CMC

ตามตัวกลางในการทำปฏิกิริยาอีเทอร์ริฟิเคชันที่แตกต่างกัน การผลิต CMC ในระดับอุตสาหกรรมสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท ได้แก่ วิธีการใช้น้ำเป็นตัวกลางในการทำปฏิกิริยา และวิธีการใช้ตัวทำละลาย วิธีการใช้น้ำเป็นตัวกลางในการทำปฏิกิริยาเรียกว่า วิธีการใช้น้ำเป็นตัวกลาง ซึ่งใช้ในการผลิต CMC ที่มีความเป็นด่างปานกลางและคุณภาพต่ำ ส่วนวิธีการใช้ตัวทำละลายอินทรีย์เป็นตัวกลางในการทำปฏิกิริยาเรียกว่า วิธีการใช้ตัวทำละลาย ซึ่งเหมาะสำหรับการผลิต CMC คุณภาพปานกลางและคุณภาพสูง ปฏิกิริยาทั้งสองนี้ดำเนินการในเครื่องผสม ซึ่งจัดอยู่ในกระบวนการผสม และเป็นวิธีการหลักในการผลิต CMC ในปัจจุบัน

1

วิธีการที่ใช้น้ำเป็นตัวทำละลาย

กระบวนการผลิตแบบใช้น้ำเป็นกระบวนการผลิตทางอุตสาหกรรมแบบดั้งเดิม ซึ่งเป็นการทำปฏิกิริยาระหว่างอัลคาไลเซลลูโลสกับสารทำให้เกิดอีเทอร์ในสภาวะที่มีด่างและน้ำอย่างอิสระ ในระหว่างกระบวนการอัลคาไลเซชันและการเกิดอีเทอร์นั้น จะไม่มีตัวกลางอินทรีย์อยู่ในระบบ ความต้องการอุปกรณ์ของกระบวนการแบบใช้น้ำค่อนข้างง่าย ใช้เงินลงทุนน้อย และต้นทุนต่ำ ข้อเสียคือ ขาดตัวกลางที่เป็นของเหลวในปริมาณมาก และความร้อนที่เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาจะเพิ่มอุณหภูมิ ซึ่งเร่งความเร็วของปฏิกิริยาข้างเคียง ส่งผลให้ประสิทธิภาพการเกิดอีเทอร์ต่ำและคุณภาพของผลิตภัณฑ์ไม่ดี วิธีนี้ใช้ในการผลิตผลิตภัณฑ์ CMC ระดับกลางและระดับต่ำ เช่น ผงซักฟอก สารปรับขนาดสิ่งทอ เป็นต้น

2

วิธีการใช้ตัวทำละลาย

วิธีการใช้ตัวทำละลาย หรือที่รู้จักกันในชื่อวิธีการใช้ตัวทำละลายอินทรีย์ มีลักษณะสำคัญคือ ปฏิกิริยาการทำให้เป็นด่างและการเกิดอีเทอร์จะเกิดขึ้นภายใต้สภาวะที่ใช้ตัวทำละลายอินทรีย์เป็นตัวกลางในการทำปฏิกิริยา (สารเจือจาง) โดยแบ่งตามปริมาณของสารเจือจางเป็นสองวิธี คือ วิธีผสมและวิธีกวน วิธีการใช้ตัวทำละลายมีกระบวนการทำปฏิกิริยาเหมือนกับวิธีการใช้น้ำ และประกอบด้วยสองขั้นตอนคือการทำให้เป็นด่างและการเกิดอีเทอร์ แต่ตัวกลางในการทำปฏิกิริยาในสองขั้นตอนนั้นแตกต่างกัน วิธีการใช้ตัวทำละลายช่วยลดขั้นตอนที่พบในวิธีการใช้น้ำ เช่น การแช่ การบีบ การบด การบ่ม ฯลฯ และการทำให้เป็นด่างและการเกิดอีเทอร์จะเกิดขึ้นในเครื่องผสมทั้งหมด ข้อเสียคือ การควบคุมอุณหภูมิค่อนข้างยาก ต้องการพื้นที่มาก และต้นทุนสูง แน่นอนว่าสำหรับการผลิตด้วยอุปกรณ์ที่มีการจัดวางแตกต่างกัน จำเป็นต้องควบคุมอุณหภูมิของระบบ เวลาในการป้อนวัตถุดิบ ฯลฯ อย่างเข้มงวด เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่มีคุณภาพและประสิทธิภาพที่ดีเยี่ยม แผนผังแสดงขั้นตอนการทำงานแสดงอยู่ในรูปที่ 2

3

สถานะการเตรียมโซเดียมคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลสจากผลพลอยได้ทางการเกษตร

ผลพลอยได้จากการเกษตรมีลักษณะที่หลากหลายและหาได้ง่าย จึงสามารถนำมาใช้เป็นวัตถุดิบในการผลิต CMC ได้อย่างกว้างขวาง ปัจจุบัน วัตถุดิบในการผลิต CMC ส่วนใหญ่เป็นเซลลูโลสบริสุทธิ์ เช่น เส้นใยฝ้าย เส้นใยมันสำปะหลัง เส้นใยฟาง เส้นใยไผ่ เส้นใยฟางข้าวสาลี เป็นต้น อย่างไรก็ตาม ด้วยการส่งเสริมการใช้งาน CMC อย่างต่อเนื่องในทุกสาขาอาชีพ ภายใต้ทรัพยากรการแปรรูปวัตถุดิบที่มีอยู่ การใช้วัตถุดิบที่ถูกกว่าและหลากหลายกว่าในการผลิต CMC จึงกลายเป็นประเด็นสำคัญอย่างแน่นอน

ลุค

โซเดียมคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลสสามารถใช้เป็นอิมัลซิไฟเออร์ สารตกตะกอน สารเพิ่มความหนืด สารคีเลต สารกักเก็บน้ำ กาว สารปรับขนาด วัสดุขึ้นรูปฟิล์ม ฯลฯ มีการใช้งานอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ หนัง พลาสติก การพิมพ์ เซรามิก เคมีภัณฑ์สำหรับใช้ในชีวิตประจำวัน และอื่นๆ เนื่องจากประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมและการใช้งานที่หลากหลาย จึงยังคงมีการพัฒนาการใช้งานใหม่ๆ อย่างต่อเนื่อง ในปัจจุบัน ภายใต้การเผยแพร่แนวคิดการผลิตสารเคมีที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมอย่างกว้างขวาง การวิจัยจากต่างประเทศเกี่ยวกับ...ซีเอ็มซีเทคโนโลยีการเตรียมการมุ่งเน้นไปที่การค้นหาวัตถุดิบชีวภาพราคาถูกและหาได้ง่าย รวมถึงวิธีการใหม่ในการทำให้ CMC บริสุทธิ์ ในฐานะประเทศที่มีทรัพยากรทางการเกษตรมากมาย ประเทศของฉันมีข้อได้เปรียบในด้านเทคโนโลยีการดัดแปลงเซลลูโลสในแง่ของวัตถุดิบ แต่ก็ยังมีปัญหา เช่น ความไม่สม่ำเสมอในกระบวนการผลิตที่เกิดจากแหล่งที่มาของเส้นใยเซลลูโลสชีวมวลที่หลากหลาย และความแตกต่างอย่างมากในส่วนประกอบต่างๆ การใช้ประโยชน์จากวัสดุชีวมวลยังคงไม่เพียงพอ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีการวิจัยอย่างกว้างขวางเพื่อพัฒนาเพิ่มเติมในด้านเหล่านี้