Nātrija karboksimetilcelulozes (CMC) ražošanas process un pielietojuma diapazons
Nātrija karboksimetilceluloze (CMC) ir anjonu, taisnas ķēdes, ūdenī šķīstošs celulozes ēteris, dabiskās celulozes un hloretiķskābes atvasinājums, kas iegūts ķīmiski modificējot. Tā ūdens šķīdumam piemīt sabiezināšanas, plēves veidošanas, saistīšanas, ūdens saglabāšanas, koloidālās aizsardzības, emulgācijas un suspensijas funkcijas, un to var izmantot kā flokulantu, helātu veidotāju, emulgatoru, biezinātāju, ūdens saglabāšanas līdzekli, līmes līdzekli, plēves veidojošu materiālu utt., ko plaši izmanto pārtikā, medicīnā, elektronikā, pesticīdos, ādas apstrādē, plastmasā, poligrāfijā, keramikā, ikdienas ķīmiskajā rūpniecībā un citās jomās.
Nātrija karboksimetilceluloze parasti ir pulverveida cieta viela, dažreiz granulēta vai šķiedraina, balta vai gaiši dzeltena, bez īpašas smaržas, tā ir makromolekulāra ķīmiska viela, tai ir spēcīga mitrināmība, tā var šķīst ūdenī, veidojot viskozu šķīdumu ar augstu caurspīdīgumu. Tā nešķīst vispārējos organiskos šķīdumos, piemēram, etanolā, ēterī, hloroformā un benzolā, bet var šķīst ūdenī, tieši šķīst ūdenī relatīvi lēni, bet šķīdība joprojām ir ļoti liela, un ūdens šķīdumam ir noteikta viskozitāte. Cieta viela vispārējā vidē ir stabilāka, jo tai ir noteikta ūdens absorbcijas spēja un mitrums, un to var ilgstoši uzglabāt sausā vidē.
① Ražošanas process
1. Ūdens vides metode
Ūdens-ogļu process ir relatīvi agrīns nātrija karboksimetilcelulozes rūpnieciskās ražošanas process. Šajā procesā sārmu celuloze un ēterificējošais līdzeklis reaģē ūdens šķīdumā, kas satur brīvus skābekļa oksīda jonus, un reakcijas procesā kā reakcijas vidi izmanto ūdeni bez organiskajiem šķīdinātājiem.
2. Šķīdinātāja metode
Šķīdinātāja metode ir organiskā šķīdinātāja metode, kas ir ražošanas process, kura pamatā ir ūdens vides metode, lai aizstātu ūdeni ar organisko šķīdinātāju kā reakcijas vidi. Sārmu celulozes un monohloretiķskābes sārmināšanas un ēterifikācijas process organiskā šķīdinātājā. Atkarībā no reakcijas vides daudzuma to var iedalīt mīcīšanas metodē un peldošās suspensijas metodē. Celulozes pagatavošanas metodē izmantotā organiskā šķīdinātāja daudzums ir daudz lielāks nekā mīcīšanas metodē, un mīcīšanas metodē izmantotā organiskā šķīdinātāja daudzums ir celulozes daudzuma tilpuma svara attiecība, savukārt celulozes pagatavošanas metodē izmantotā organiskā šķīdinātāja daudzums ir celulozes daudzuma tilpuma svara attiecība. Kad nātrija karboksimetilceluloze tiek pagatavota ar peldošās suspensijas metodi, reakcijas cietviela sistēmā ir suspensijas vai suspensijas stāvoklī, tāpēc peldošās suspensijas metodi sauc arī par suspensijas metodi.
3. Vircas metode
Suspensijas metode ir jaunākā tehnoloģija nātrija karboksimetilcelulozes ražošanai. Ar suspensijas metodi var iegūt ne tikai augstas tīrības pakāpes nātrija karboksimetilcelulozi, bet arī nātrija karboksimetilcelulozi ar augstu aizvietošanas pakāpi un vienmērīgu aizvietošanu. Suspensijas metodes ražošanas process ir aptuveni šāds: pulverī samalta kokvilnas mīkstums tiek nosūtīts uz vertikālo sārmināšanas iekārtu, kas aprīkota ar izopropilspirtu, un nātrija hidroksīda šķīdums, kas pievienots maisīšanas laikā, tiek sārmināts, un sārmināšanas temperatūra ir aptuveni 20 ℃. Pēc sārmināšanas materiāls tiek iesūknēts vertikālajā ēterināšanas iekārtā, un tam pievieno hloretiķskābes izopropilspirta šķīdumu, un ēterināšanas temperatūra ir aptuveni 65 ℃. Atbilstoši konkrētajam produkta lietojumam un kvalitātes prasībām var pielāgot sārmināšanas koncentrāciju, sārmināšanas laiku, ēterificējošā aģenta daudzumu, ēterifikācijas laiku un citus procesa parametrus.
② Pielietojuma joma
1. CMC ir ne tikai labs emulgācijas stabilizators un biezinātājs pārtikas produktos, bet tam ir arī lieliska sasalšanas un kušanas stabilitāte, un tas var uzlabot produkta garšu un pagarināt uzglabāšanas laiku.
2. Mazgāšanas līdzeklī CMC var izmantot kā pretapaugšanas līdzekli, īpaši hidrofoba sintētiskā auduma pretapaugšanas efektam, kas ir ievērojami labāks nekā karboksimetilšķiedra.
3. Naftas urbšanā to var izmantot naftas urbumu aizsardzībai kā dubļu stabilizatoru, ūdens aiztures līdzekli, katras naftas urbuma daudzums ir 2 ~ 3 t seklās akās, dziļās akās 5 ~ 6 t.
4. Izmanto tekstilrūpniecībā kā izmēru veidošanas līdzekli, apdrukas un krāsošanas suspensijas biezinātāju, tekstilizstrādājumu apdruku un stingrināšanas apdari.
5. Izmanto kā pārklājuma pretsēdināšanas līdzekli, emulgatoru, disperģētāju, izlīdzināšanas līdzekli, līmi, var vienmērīgi sadalīt krāsas cieto daļu šķīdinātājā, lai krāsa ilgstoši netiktu stratificēta, bet to varētu izmantot arī špakteļlāpstiņā.
6. Kā flokulants kalcija jonu atdalīšanā ir efektīvāks nekā nātrija glikonāts, un, kā katjonu apmaiņas viela, apmaiņas jauda ir līdz 1,6 ml/g.
7. Papīra rūpniecībā, ko izmanto kā papīra izmēru maiņas līdzekli, var ievērojami uzlabot papīra sauso un mitro izturību, kā arī eļļas izturību, tintes absorbciju un ūdens izturību.
8. Kā hidrosols kosmētikā, ko izmanto kā biezinātāju zobu pastā, tā deva ir aptuveni 5%.