Tillverkningsprocess för natriumkarboximetylcellulosa

Tillverkningsprocessen av natriumkarboximetylcellulosa (CMC) innefattar flera steg, inklusive framställning av cellulosa, företring, rening och torkning. Här är en översikt över den typiska tillverkningsprocessen:

1. Beredning av cellulosa: Processen börjar med beredning av cellulosa, som vanligtvis kommer från trämassa eller bomullslinters. Cellulosan renas och raffineras först för att avlägsna föroreningar som lignin, hemicellulosa och andra föroreningar. Denna renade cellulosa tjänar som utgångsmaterial för framställning av CMC.
2. Alkalisering: Den renade cellulosan behandlas sedan med en alkalisk lösning, vanligtvis natriumhydroxid (NaOH), för att öka dess reaktivitet och underlätta den efterföljande företringsreaktionen. Alkalisering hjälper också till att svälla och öppna upp cellulosafibrerna, vilket gör dem mer tillgängliga för kemisk modifiering.
3. Eterifieringsreaktion: Den alkaliserade cellulosan reageras med monoklorättiksyra (MCA) eller dess natriumsalt, natriummonokloracetat (SMCA), i närvaro av en katalysator under kontrollerade förhållanden. Denna företringsreaktion involverar substitution av hydroxylgrupper på cellulosakedjorna med karboximetyl (-CH2COONa) grupper. Substitutionsgraden (DS), som representerar det genomsnittliga antalet karboximetylgrupper per glukosenhet i cellulosakedjan, kan kontrolleras genom att justera reaktionsparametrar såsom temperatur, reaktionstid och reaktantkoncentrationer.
4. Neutralisering: Efter företringsreaktionen neutraliseras den resulterande produkten för att omvandla eventuella kvarvarande sura grupper till deras natriumsaltform (karboximetylcellulosanatrium). Detta uppnås vanligtvis genom att tillsätta en alkalisk lösning, såsom natriumhydroxid (NaOH), till reaktionsblandningen. Neutralisering hjälper också till att justera lösningens pH och stabilisera CMC-produkten.
5. Rening: Den råa natriumkarboximetylcellulosan renas sedan för att avlägsna föroreningar, oreagerade reagens och biprodukter från reaktionsblandningen. Reningsmetoder kan innefatta tvättning, filtrering, centrifugering och torkning. Den renade CMC:n tvättas typiskt med vatten för att avlägsna kvarvarande alkali och salter, följt av filtrering eller centrifugering för att separera den fasta CMC-produkten från vätskefasen.
6. Torkning: Den renade natriumkarboximetylcellulosan torkas slutligen för att avlägsna överskottsfukt och erhålla önskad fukthalt för lagring och vidare bearbetning. Torkningsmetoder kan innefatta lufttorkning, spraytorkning eller trumtorkning, beroende på önskade produktegenskaper och tillverkningsskala.

Den resulterande natriumkarboximetylcellulosaprodukten är ett vitt till benvitt pulver eller granulärt material med utmärkt vattenlöslighet och reologiska egenskaper. Det används ofta som förtjockningsmedel, stabilisator, bindemedel och reologimodifierare i olika industrier, inklusive livsmedel, läkemedel, kosmetika, textilier och industriella tillämpningar.