Sodyum karboksimetil selülozun (CMC) üretim süreci ve uygulama alanları

Sodyum karboksimetil selüloz (CMC), doğal selüloz ve kloroasetik asidin kimyasal modifikasyonu ile elde edilen, anyonik, düz zincirli, suda çözünebilen bir selüloz eteridir. Sulu çözeltisi koyulaştırma, film oluşturma, bağlama, su tutma, koloidal koruma, emülsifikasyon ve süspansiyon işlevlerine sahiptir ve flokülant, şelatlayıcı madde, emülgatör, koyulaştırıcı, su tutucu madde, boyutlandırma maddesi, film oluşturucu malzeme vb. olarak kullanılabilir; gıda, ilaç, elektronik, zirai ilaçlar, deri, plastik, baskı, seramik, günlük kimya endüstrisi ve diğer alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır.

Sodyum karboksimetil selüloz genellikle toz halinde, bazen granül veya lifli, beyaz veya açık sarı renkte, özel bir kokusu olmayan, makromoleküler bir kimyasal maddedir. Güçlü bir ıslatma özelliğine sahiptir, suda çözünebilir ve suda yüksek şeffaflığa sahip viskoz bir çözelti oluşturur. Etanol, eter, kloroform ve benzen gibi genel organik çözeltilerde çözünmez, ancak suda çözünebilir. Doğrudan suda çözünmesi nispeten yavaştır, ancak çözünürlüğü yine de çok yüksektir ve sulu çözeltinin belirli bir viskozitesi vardır. Genel ortamda katı halde daha kararlıdır, çünkü belirli bir su emme ve nem emme özelliğine sahiptir; kuru bir ortamda uzun süre saklanabilir.

① Üretim süreci

1. Su ortamı yöntemi

Su-kömür prosesi, sodyum karboksimetil selülozun endüstriyel üretiminde nispeten eski bir üretim prosesidir. Bu proseste, alkali selüloz ve eterleştirici madde, serbest oksijen oksit iyonları içeren sulu bir çözeltide reaksiyona girer ve reaksiyon sürecinde organik çözücüler kullanılmadan su reaksiyon ortamı olarak kullanılır.

2. Çözücü yöntemi

Çözücü yöntemi, su bazlı yöntemin temelinde geliştirilen ve reaksiyon ortamı olarak suyun yerine organik çözücü kullanılan bir üretim sürecidir. Organik çözücü içinde alkali selüloz ve monokloroasetik asidin alkalizasyon ve eterifikasyon işlemidir. Reaksiyon ortamının miktarına göre yoğurma yöntemi ve yüzme bulamaç yöntemi olarak ikiye ayrılabilir. Hamurlaştırma yönteminde kullanılan organik çözücü miktarı, yoğurma yöntemine göre çok daha fazladır ve yoğurma yönteminde kullanılan organik çözücü miktarı, selüloz miktarının hacim ağırlığına oranıdır; hamurlaştırma yönteminde ise selüloz miktarının hacim ağırlığına oranıdır. Sodyum karboksimetil selüloz yüzme bulamaç yöntemiyle hazırlandığında, reaksiyon katısı sistemde bulamaç veya süspansiyon halindedir, bu nedenle yüzme bulamaç yöntemine süspansiyon yöntemi de denir.

3. Bulamaç yöntemi

Sulu çözelti yöntemi, sodyum karboksimetil selüloz üretiminde kullanılan en yeni teknolojidir. Sulu çözelti yöntemi, yalnızca yüksek saflıkta sodyum karboksimetil selüloz üretmekle kalmaz, aynı zamanda yüksek ikame derecesine ve homojen ikameye sahip sodyum karboksimetil selüloz da üretebilir. Sulu çözelti yönteminin üretim süreci kabaca şu şekildedir: Toz haline getirilmiş pamuk hamuru, izopropil alkol ile donatılmış dikey alkalileştirme makinesine gönderilir ve karıştırma sırasında eklenen sodyum hidroksit çözeltisi ile alkalileştirilir; alkalileştirme sıcaklığı yaklaşık 20℃'dir. Alkalileştirmeden sonra, malzeme dikey eterleştirme makinesine pompalanır ve kloroasetik asidin izopropil alkol çözeltisi eklenir; eterleştirme sıcaklığı yaklaşık 65℃'dir. Spesifik ürün kullanımına ve kalite gereksinimlerine göre, alkalileştirme konsantrasyonu, alkalileştirme süresi, eterleştirici madde miktarı ve eterleştirme süresi gibi işlem parametreleri ayarlanabilir.

② Uygulama kapsamı

1. CMC, gıda uygulamalarında iyi bir emülsiyonlaştırıcı stabilizatör ve kıvam arttırıcı olmasının yanı sıra, mükemmel donma ve erime stabilitesine sahiptir ve ürünün lezzetini artırıp raf ömrünü uzatabilir.

2. Deterjanlarda, CMC özellikle hidrofobik sentetik elyaf kumaşlarda kirlenmeyi önleyici etki açısından, karboksimetil elyafına kıyasla önemli ölçüde daha iyi bir kirlenme önleyici madde olarak kullanılabilir.

3. Petrol sondajında, çamur stabilizatörü ve su tutma maddesi olarak petrol kuyularını korumak için kullanılabilir; her bir petrol kuyusu için sığ kuyularda 2-3 ton, derin kuyularda ise 5-6 ton kullanılır.

4. Tekstil endüstrisinde boyutlandırma maddesi, baskı ve boyama bulamaç koyulaştırıcı, tekstil baskı ve sertleştirme apre maddesi olarak kullanılır.

5. Kaplamalarda çökelmeyi önleyici madde, emülgatör, dağıtıcı, düzleştirici madde ve yapıştırıcı olarak kullanılır; boyanın katı kısmının çözücü içinde eşit şekilde dağılmasını sağlayarak boyanın uzun süre tabakalaşmasını önler; ayrıca macun olarak da kullanılır.

6. Kalsiyum iyonlarının uzaklaştırılmasında topaklaştırıcı olarak sodyum glukonattan daha etkilidir; katyon değişimi özelliği sayesinde değişim kapasitesi 1,6 ml/g'ye kadar ulaşır.

7. Kağıt endüstrisinde kağıt boyutlandırma maddesi olarak kullanılır; kağıdın kuru ve ıslak mukavemetini, yağ direncini, mürekkep emilimini ve su direncini önemli ölçüde artırabilir.

8. Kozmetik ürünlerde hidrosol olarak, diş macununda kıvam arttırıcı olarak kullanılır ve dozu yaklaşık %5'tir.

Toptan Karboksimetil Selüloz (CMC) Üreticisi ve Tedarikçisi | EVERBRIGHT (cnchemist.com)