فرآیند تولید و محدوده کاربرد سدیم کربوکسی متیل سلولز (CMC)

کربوکسی متیل سلولز سدیم (CMC) یک اتر سلولزی آنیونی، زنجیره مستقیم و محلول در آب است که از سلولز طبیعی و اسید کلرو استیک با اصلاح شیمیایی مشتق شده است. محلول آبی آن دارای عملکردهای غلیظ کننده، تشکیل فیلم، اتصال، احتباس آب، محافظت کلوئیدی، امولسیون سازی و تعلیق است و می تواند به عنوان لخته کننده، عامل کیلیت ساز، امولسیفایر، غلیظ کننده، عامل نگهدارنده آب، عامل آهار دهنده، ماده تشکیل دهنده فیلم و غیره مورد استفاده قرار گیرد که به طور گسترده در مواد غذایی، دارویی، الکترونیک، آفت کش ها، چرم، پلاستیک، چاپ، سرامیک، صنایع شیمیایی روزانه و سایر زمینه ها استفاده می شود.

کربوکسی متیل سلولز سدیم عموماً یک جامد پودری، گاهی دانه‌ای یا فیبری، به رنگ سفید یا زرد روشن، بدون بوی خاص، یک ماده شیمیایی ماکرومولکولی است، قابلیت ترشوندگی قوی دارد، می‌تواند در آب حل شود و در آب محلولی چسبناک با شفافیت بالا تشکیل دهد. در محلول‌های آلی عمومی مانند اتانول، اتر، کلروفرم و بنزن نامحلول است، اما می‌تواند در آب حل شود، حل شدن مستقیم آن در آب نسبتاً کند است، اما حلالیت آن هنوز بسیار زیاد است و محلول آبی ویسکوزیته خاصی دارد. جامد در محیط عمومی پایدارتر است، زیرا جذب آب و رطوبت خاصی دارد و در محیط خشک می‌تواند برای مدت طولانی نگهداری شود.

① فرآیند تولید

۱. روش محیط کشت آبی

فرآیند آب-زغال سنگ یک فرآیند تولید نسبتاً اولیه در تهیه صنعتی سدیم کربوکسی متیل سلولز است. در این فرآیند، سلولز قلیایی و عامل اتری کننده در یک محلول آبی حاوی یون‌های اکسید اکسیژن آزاد واکنش می‌دهند و آب به عنوان محیط واکنش در فرآیند واکنش، بدون حلال‌های آلی، استفاده می‌شود.

۲. روش حلال

روش حلال، روش حلال آلی است که یک فرآیند تولید است که بر اساس روش محیط آبی برای جایگزینی آب با حلال آلی به عنوان محیط واکنش توسعه یافته است. فرآیندی از قلیایی شدن و اتری شدن سلولز قلیایی و مونوکلرواستیک اسید در یک حلال آلی. با توجه به مقدار محیط واکنش، می‌توان آن را به روش ورز دادن و روش دوغاب شناور تقسیم کرد. مقدار حلال آلی مورد استفاده در روش خمیرسازی بسیار بیشتر از روش ورز دادن است و مقدار حلال آلی مورد استفاده در روش ورز دادن نسبت وزن حجمی مقدار سلولز است، در حالی که مقدار حلال آلی مورد استفاده در روش خمیرسازی نسبت وزن حجمی مقدار سلولز است. هنگامی که کربوکسی متیل سلولز سدیم با روش دوغاب شناور تهیه می‌شود، جامد واکنش در سیستم در حالت دوغاب یا سوسپانسیون قرار دارد، بنابراین روش دوغاب شناور، روش سوسپانسیون نیز نامیده می‌شود.

۳. روش دوغابی

روش دوغابی جدیدترین فناوری برای تولید سدیم کربوکسی متیل سلولز است. روش دوغابی نه تنها می‌تواند سدیم کربوکسی متیل سلولز با خلوص بالا تولید کند، بلکه می‌تواند سدیم کربوکسی متیل سلولز با درجه جایگزینی بالا و جایگزینی یکنواخت نیز تولید کند. فرآیند تولید روش دوغابی تقریباً به شرح زیر است: خمیر پنبه که به پودر تبدیل شده است، به دستگاه قلیایی عمودی مجهز به ایزوپروپیل الکل ارسال می‌شود و محلول هیدروکسید سدیم اضافه شده هنگام مخلوط کردن، قلیایی می‌شود و دمای قلیایی شدن حدود 20 درجه سانتیگراد است. پس از قلیایی شدن، مواد به دستگاه اتری کننده عمودی پمپ می‌شوند و محلول ایزوپروپیل الکل اسید کلرو استیک اضافه می‌شود و دمای اتری شدن حدود 65 درجه سانتیگراد است. با توجه به کاربرد خاص محصول و الزامات کیفی، غلظت قلیایی شدن، زمان قلیایی شدن، مقدار عامل اتری کننده و زمان اتری شدن و سایر پارامترهای فرآیند قابل تنظیم هستند.

② دامنه کاربرد

۱. سی‌ام‌سی نه تنها یک تثبیت‌کننده و غلیظ‌کننده امولسیون‌کننده خوب در کاربردهای غذایی است، بلکه از پایداری انجماد و ذوب بسیار خوبی نیز برخوردار است و می‌تواند طعم محصول را بهبود بخشد و زمان نگهداری را افزایش دهد.

2. در مواد شوینده، CMC می‌تواند به عنوان یک عامل ضد رسوب مجدد استفاده شود، به خصوص برای پارچه الیاف مصنوعی آبگریز که اثر ضد رسوب مجدد آن به طور قابل توجهی بهتر از الیاف کربوکسی متیل است.

۳. در حفاری نفت می‌توان از آن برای محافظت از چاه‌های نفت به عنوان تثبیت‌کننده گل و عامل نگهدارنده آب استفاده کرد. مقدار هر چاه نفت ۲ تا ۳ تن برای چاه‌های کم‌عمق و ۵ تا ۶ تن برای چاه‌های عمیق است.

۴. در صنعت نساجی به عنوان عامل آهاردهی، غلیظ‌کننده دوغاب چاپ و رنگرزی، چاپ پارچه و سفت‌کننده نهایی استفاده می‌شود.

5. به عنوان پوشش دهنده ضد ته نشینی، امولسیفایر، پراکنده کننده، عامل تراز کننده، چسب استفاده می شود، می تواند قسمت جامد رنگ را به طور مساوی در حلال توزیع کند، به طوری که رنگ برای مدت طولانی لایه لایه نشود، بلکه در بتونه نیز استفاده می شود.

۶. به عنوان یک لخته‌ساز در حذف یون‌های کلسیم نسبت به گلوکونات سدیم مؤثرتر است، به عنوان یک تبادل کاتیونی، ظرفیت تبادل تا ۱.۶ میلی‌لیتر بر گرم.

7. در صنعت کاغذ به عنوان عامل آهاردهی کاغذ استفاده می‌شود، می‌تواند به طور قابل توجهی مقاومت خشک و مقاومت مرطوب کاغذ و مقاومت در برابر روغن، جذب جوهر و مقاومت در برابر آب را بهبود بخشد.

۸. به عنوان یک هیدروسول در لوازم آرایشی، به عنوان عامل غلیظ کننده در خمیر دندان استفاده می‌شود، مقدار مصرف آن حدود ۵٪ است.

تولید کننده و تامین کننده عمده فروشی کربوکسی متیل سلولز (CMC) | EVERBRIGHT (cnchemist.com)