عملية تصنيع كربوكسي ميثيل سلولوز الصوديوم

تتضمن عملية تصنيع كربوكسي ميثيل سلولوز الصوديوم (CMC) عدة خطوات، تشمل تحضير السليلوز، والأثيرة، والتنقية، والتجفيف. فيما يلي لمحة عامة عن عملية التصنيع النموذجية:

1. تحضير السليلوز: تبدأ العملية بتحضير السليلوز، الذي يُستخرج عادةً من لب الخشب أو وبر القطن. يُنقى السليلوز أولًا ويُكرّر لإزالة الشوائب مثل اللجنين والهيميسليلوز والملوثات الأخرى. يُستخدم هذا السليلوز المُنقّى كمادة أولية لإنتاج CMC.
2. القلوية: يُعالَج السليلوز المُنقّى بعد ذلك بمحلول قلوي، عادةً هيدروكسيد الصوديوم (NaOH)، لزيادة تفاعليته وتسهيل تفاعل الأثيرة اللاحق. كما تُساعد القلوية على انتفاخ ألياف السليلوز وفتحها، مما يجعلها أكثر قابلية للتعديل الكيميائي.
3. تفاعل الأثيرة: يتفاعل السليلوز القلوي مع حمض أحادي كلورو أسيتيك (MCA) أو ملحه الصوديومي، أحادي كلورو أسيتات الصوديوم (SMCA)، بوجود محفز وفي ظروف مُتحكم بها. يتضمن تفاعل الأثيرة هذا استبدال مجموعات الهيدروكسيل على سلاسل السليلوز بمجموعات كربوكسي ميثيل (-CH2COONa). يمكن التحكم في درجة الاستبدال (DS)، التي تُمثل متوسط ​​عدد مجموعات الكربوكسي ميثيل لكل وحدة جلوكوز في سلسلة السليلوز، عن طريق تعديل مُعاملات التفاعل مثل درجة الحرارة وزمن التفاعل وتركيزات المواد المُتفاعلة.
4. التحييد: بعد تفاعل الأثيرة، يُحايد الناتج لتحويل أي مجموعات حمضية متبقية إلى شكل ملح الصوديوم (كاربوكسي ميثيل سلولوز الصوديوم). يتحقق ذلك عادةً بإضافة محلول قلوي، مثل هيدروكسيد الصوديوم (NaOH)، إلى خليط التفاعل. كما يُساعد التحييد على ضبط درجة حموضة المحلول وتثبيت ناتج CMC.
5. التنقية: يُنقى كربوكسي ميثيل سلولوز الصوديوم الخام لإزالة الشوائب والكواشف غير المتفاعلة والنواتج الثانوية من خليط التفاعل. تشمل طرق التنقية الغسل والترشيح والطرد المركزي والتجفيف. يُغسل CMC المنقى عادةً بالماء لإزالة القلويات والأملاح المتبقية، ثم يُجرى الترشيح أو الطرد المركزي لفصل ناتج CMC الصلب عن الطور السائل.
6. التجفيف: يُجفف كربوكسي ميثيل سلولوز الصوديوم المُنقّى نهائيًا لإزالة الرطوبة الزائدة والحصول على نسبة الرطوبة المطلوبة للتخزين والمعالجة اللاحقة. قد تشمل طرق التجفيف التجفيف بالهواء، أو التجفيف بالرش، أو التجفيف بالأسطوانة، وذلك حسب خصائص المنتج المطلوبة وحجم التصنيع.

منتج كربوكسي ميثيل سلولوز الصوديوم الناتج هو مسحوق أو مادة حبيبية بيضاء إلى بيضاء باهتة، تتميز بذوبان ممتاز في الماء وخواص ريولوجية. يُستخدم على نطاق واسع كعامل تكثيف، ومثبت، ورابط، ومُعدِّل ريولوجي في صناعات متنوعة، بما في ذلك الأغذية، والأدوية، ومستحضرات التجميل، والمنسوجات، والتطبيقات الصناعية.