Sử dụng cellulose làm nguyên liệu thô,CMC-NaChất này được điều chế bằng phương pháp hai bước. Bước đầu tiên là quá trình kiềm hóa xenluloza. Xenluloza phản ứng với natri hydroxit để tạo ra xenluloza kiềm, sau đó xenluloza kiềm phản ứng với axit cloroaxetic để tạo ra CMC-Na, được gọi là quá trình ete hóa.
Hệ phản ứng phải có tính kiềm. Quá trình này thuộc phương pháp tổng hợp ete Williamson. Cơ chế phản ứng là phản ứng thế nucleophilic. Hệ phản ứng có tính kiềm, và khi có mặt nước sẽ kèm theo một số phản ứng phụ, chẳng hạn như natri glycolat, axit glycolic và các sản phẩm phụ khác. Do sự tồn tại của các phản ứng phụ, lượng kiềm và chất xúc tác ete hóa tiêu thụ sẽ tăng lên, làm giảm hiệu suất ete hóa; đồng thời, natri glycolat, axit glycolic và nhiều tạp chất muối khác có thể được tạo ra trong phản ứng phụ, gây giảm độ tinh khiết và hiệu suất của sản phẩm. Để ngăn chặn các phản ứng phụ, cần phải sử dụng kiềm một cách hợp lý, đồng thời kiểm soát lượng nước trong hệ thống, nồng độ kiềm và phương pháp khuấy để đạt được độ kiềm cần thiết. Đồng thời, cần xem xét các yêu cầu về độ nhớt và mức độ thế của sản phẩm, cũng như tốc độ khuấy và nhiệt độ cần được xem xét toàn diện. Kiểm soát và điều chỉnh các yếu tố khác sẽ giúp tăng tốc độ ete hóa và ức chế sự xuất hiện của các phản ứng phụ.
Tùy thuộc vào môi trường ete hóa khác nhau, sản xuất công nghiệp CMC-Na có thể được chia thành hai loại: phương pháp dùng nước và phương pháp dùng dung môi. Phương pháp sử dụng nước làm môi trường phản ứng được gọi là phương pháp dùng môi trường nước, được dùng để sản xuất CMC-Na có tính kiềm trung bình và chất lượng thấp. Phương pháp sử dụng dung môi hữu cơ làm môi trường phản ứng được gọi là phương pháp dùng dung môi, thích hợp cho việc sản xuất CMC-Na có chất lượng trung bình và cao. Cả hai phản ứng này đều được thực hiện trong máy trộn, thuộc quy trình trộn và hiện là phương pháp chính để sản xuất CMC-Na.
Phương pháp sử dụng môi trường nước:
Phương pháp sử dụng dung môi nước là một quy trình sản xuất công nghiệp cũ hơn, đó là phản ứng giữa cellulose kiềm và chất ete hóa trong điều kiện có kiềm tự do và nước. Trong quá trình kiềm hóa và ete hóa, không có môi trường hữu cơ nào trong hệ thống. Yêu cầu về thiết bị của phương pháp sử dụng dung môi nước tương đối đơn giản, ít vốn đầu tư và chi phí thấp. Nhược điểm là thiếu một lượng lớn môi trường lỏng, nhiệt lượng sinh ra từ phản ứng làm tăng nhiệt độ, đẩy nhanh tốc độ các phản ứng phụ, dẫn đến hiệu suất ete hóa thấp và chất lượng sản phẩm kém. Phương pháp này được sử dụng để sản xuất các sản phẩm CMC-Na trung bình và thấp cấp, chẳng hạn như chất tẩy rửa, chất hồ vải và các sản phẩm tương tự.
Phương pháp dung môi:
Phương pháp dung môi, còn được gọi là phương pháp dung môi hữu cơ, có đặc điểm chính là các phản ứng kiềm hóa và ete hóa được thực hiện trong điều kiện sử dụng dung môi hữu cơ làm môi trường phản ứng (chất pha loãng). Tùy thuộc vào lượng chất pha loãng phản ứng, phương pháp này được chia thành phương pháp nhào trộn và phương pháp khuấy trộn. Phương pháp dung môi có quy trình phản ứng tương tự như phương pháp nước, cũng bao gồm hai giai đoạn kiềm hóa và ete hóa, nhưng môi trường phản ứng của hai giai đoạn này khác nhau. Phương pháp dung môi giúp tiết kiệm được các công đoạn ngâm kiềm, ép, nghiền, ủ... vốn có trong phương pháp nước, và cả quá trình kiềm hóa và ete hóa đều được thực hiện trong máy nhào trộn. Nhược điểm là khả năng kiểm soát nhiệt độ tương đối kém, yêu cầu về không gian và chi phí cao. Tất nhiên, đối với các bố trí thiết bị khác nhau trong sản xuất, cần phải kiểm soát chặt chẽ nhiệt độ hệ thống, thời gian cấp liệu, v.v., để có thể sản xuất ra các sản phẩm có chất lượng và hiệu suất tuyệt vời.
Thời gian đăng bài: 25/04/2024