Використання целюлози як сировини,КМЦ-Набув отриманий двостадійним методом. Перший - це процес лужування целюлози. Целюлоза реагує з гідроксидом натрію, утворюючи лужну целюлозу, а потім лужна целюлоза реагує з хлороцтовою кислотою, утворюючи КМЦ-Na, що називається етерифікацією.
Реакційна система має бути лужною. Цей процес належить до методу синтезу ефірів Вільямсона. Механізм реакції полягає в нуклеофільному заміщенні. Реакційна система є лужною та супроводжується деякими побічними реакціями у присутності води, такими як гліколят натрію, гліколева кислота та інші побічні продукти. Через наявність побічних реакцій споживання лугу та етерифікуючого агента збільшується, тим самим знижуючи ефективність етерифікації; Одночасно в побічній реакції можуть утворюватися гліколят натрію, гліколева кислота та інші сольові домішки, що призводить до зниження чистоти та продуктивності продукту. Для придушення побічних реакцій необхідно не тільки розумно використовувати луг, але й контролювати кількість води в системі, концентрацію лугу та спосіб перемішування з метою достатнього підлужування. Водночас слід враховувати вимоги до продукту щодо в'язкості та ступеня заміщення, а також комплексно враховувати швидкість та температуру перемішування. Контроль та інші фактори збільшують швидкість етерифікації та запобігають виникненню побічних реакцій.
Залежно від різних середовищ етерифікації, промислове виробництво КМЦ-На можна розділити на дві категорії: метод на водній основі та метод на основі розчинника. Метод з використанням води як реакційного середовища називається методом водного середовища, який використовується для отримання лужного середовища та низькосортної КМЦ-На. Метод з використанням органічного розчинника як реакційного середовища називається методом розчинника, який підходить для виробництва КМЦ-На середнього та високого ступеня. Ці дві реакції проводяться в місильній машині, що належить до процесу замішування та наразі є основним методом виробництва КМЦ-На.
Метод водного середовища:
Водний метод – це ранній промисловий виробничий процес, який полягає в реакції лужної целюлози та етерифікаційного агента в умовах вільної лугу та води. Під час лужування та етерифікації в системі немає органічного середовища. Вимоги до обладнання для водного методу є відносно простими, з меншими інвестиціями та низькою вартістю. Недоліком є відсутність великої кількості рідкого середовища, тепло, що утворюється в результаті реакції, підвищує температуру, прискорює швидкість побічних реакцій, призводить до низької ефективності етерифікації та поганої якості продукту. Метод використовується для отримання продуктів CMC-Na середнього та низького ступеня якості, таких як мийні засоби, текстильні апретатори тощо.
Метод розчинника:
Метод з розчинниками також називають методом з органічними розчинниками, і його головною особливістю є те, що реакції підлужування та етерифікації проводяться в умовах органічного розчинника як реакційного середовища (розріджувача). Залежно від кількості реакційного розріджувача, його поділяють на метод замішування та метод суспензії. Метод з розчинниками такий самий, як і реакційний процес водного методу, і також складається з двох стадій підлужування та етерифікації, але реакційне середовище цих двох стадій відрізняється. Метод з розчинниками дозволяє уникнути процесу замочування лугом, пресування, подрібнення, витримки тощо, властивого водному методу, а підлужування та етерифікація здійснюються в місильній машині. Недоліком є те, що контрольованість температури відносно низька, а вимоги до простору та вартість високі. Звичайно, для виробництва різних схем обладнання необхідно суворо контролювати температуру системи, час подачі тощо, щоб можна було виготовляти продукти з відмінною якістю та продуктивністю.
Час публікації: 25 квітня 2024 р.