กระบวนการผลิตและขอบเขตการใช้งานของโซเดียมคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส (CMC)

โซเดียมคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส (CMC) เป็นเซลลูโลสอีเทอร์แบบโซ่ตรงที่มีประจุลบ ละลายน้ำได้ เป็นอนุพันธ์ของเซลลูโลสธรรมชาติและกรดคลอโรอะซิติกโดยการดัดแปลงทางเคมี สารละลายในน้ำของ CMC มีคุณสมบัติในการเพิ่มความหนืด การสร้างฟิล์ม การยึดเกาะ การกักเก็บน้ำ การปกป้องคอลลอยด์ การทำให้เกิดอิมัลชัน และการแขวนลอย และสามารถใช้เป็นสารตกตะกอน สารคีเลต สารทำให้เกิดอิมัลชัน สารเพิ่มความหนืด สารกักเก็บน้ำ สารปรับขนาด วัสดุสร้างฟิล์ม ฯลฯ ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมอาหาร ยา อิเล็กทรอนิกส์ ยาฆ่าแมลง หนัง พลาสติก การพิมพ์ เซรามิก เคมีภัณฑ์ในชีวิตประจำวัน และสาขาอื่นๆ

โซเดียมคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลสโดยทั่วไปเป็นของแข็งผง บางครั้งอาจเป็นเม็ดหรือเส้นใย สีขาวหรือเหลืองอ่อน ไม่มีกลิ่นเฉพาะ เป็นสารเคมีโมเลกุลขนาดใหญ่ มีความสามารถในการดูดซับน้ำสูง สามารถละลายในน้ำได้ และเมื่อละลายในน้ำจะเกิดเป็นสารละลายหนืดที่มีความใสสูง ไม่ละลายในสารละลายอินทรีย์ทั่วไป เช่น เอทานอล อีเทอร์ คลอโรฟอร์ม และเบนซีน แต่สามารถละลายในน้ำได้ การละลายในน้ำโดยตรงค่อนข้างช้า แต่ความสามารถในการละลายยังคงสูงมาก และสารละลายในน้ำมีความหนืดระดับหนึ่ง ของแข็งชนิดนี้มีความเสถียรในสภาพแวดล้อมทั่วไปมากกว่า เนื่องจากสามารถดูดซับน้ำและความชื้นได้ ในสภาพแวดล้อมที่แห้ง สามารถเก็บรักษาได้นาน

① กระบวนการผลิต

1. วิธีการใช้ตัวกลางเป็นน้ำ

กระบวนการผลิตโซเดียมคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลสด้วยกระบวนการน้ำ-ถ่านหินเป็นกระบวนการผลิตที่ค่อนข้างเก่าในระดับอุตสาหกรรม ในกระบวนการนี้ เซลลูโลสอัลคาไลและสารทำให้เกิดอีเทอร์จะทำปฏิกิริยากันในสารละลายน้ำที่มีไอออนออกซิเจนออกไซด์อิสระ โดยใช้น้ำเป็นตัวกลางในการทำปฏิกิริยาโดยไม่ใช้ตัวทำละลายอินทรีย์

2. วิธีการใช้ตัวทำละลาย

วิธีการใช้ตัวทำละลายอินทรีย์ เป็นกระบวนการผลิตที่พัฒนาขึ้นบนพื้นฐานของวิธีการใช้น้ำเป็นตัวกลาง โดยแทนที่น้ำด้วยตัวทำละลายอินทรีย์เป็นตัวกลางในการทำปฏิกิริยา กระบวนการนี้เป็นการทำให้เป็นด่างและเกิดปฏิกิริยาอีเทอร์ริฟิเคชันของอัลคาไลเซลลูโลสและกรดโมโนคลอโรอะซิติกในตัวทำละลายอินทรีย์ ตามปริมาณของตัวกลางในการทำปฏิกิริยา สามารถแบ่งออกได้เป็นสองวิธี คือ วิธีผสมและวิธีปั่นเหวี่ยง ปริมาณตัวทำละลายอินทรีย์ที่ใช้ในวิธีผสมจะมากกว่าวิธีผสมมาก โดยปริมาณตัวทำละลายอินทรีย์ที่ใช้ในวิธีผสมจะเป็นอัตราส่วนของปริมาตรน้ำหนักของเซลลูโลส ในขณะที่ปริมาณตัวทำละลายอินทรีย์ที่ใช้ในวิธีปั่นเหวี่ยงจะเป็นอัตราส่วนของปริมาตรน้ำหนักของเซลลูโลส เมื่อเตรียมโซเดียมคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลสด้วยวิธีปั่นเหวี่ยง ของแข็งที่ทำปฏิกิริยาจะอยู่ในสถานะสารละลายแขวนลอยในระบบ ดังนั้นวิธีปั่นเหวี่ยงจึงเรียกว่าวิธีแขวนลอยด้วยเช่นกัน

3. วิธีการผสมสารละลายข้น

วิธีสลอรี่เป็นเทคโนโลยีล่าสุดในการผลิตโซเดียมคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส วิธีนี้ไม่เพียงแต่สามารถผลิตโซเดียมคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลสที่มีความบริสุทธิ์สูงเท่านั้น แต่ยังสามารถผลิตโซเดียมคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลสที่มีระดับการแทนที่สูงและสม่ำเสมออีกด้วย กระบวนการผลิตด้วยวิธีสลอรี่โดยคร่าวๆ มีดังนี้: เยื่อฝ้ายที่บดเป็นผงแล้วจะถูกส่งไปยังเครื่องปรับสภาพด่างแนวตั้งที่ติดตั้งไอโซโพรพิลแอลกอฮอล์ และเติมสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ในขณะที่ผสมเพื่อทำการปรับสภาพด่าง โดยอุณหภูมิในการปรับสภาพด่างอยู่ที่ประมาณ 20℃ หลังจากปรับสภาพด่างแล้ว วัสดุจะถูกปั๊มไปยังเครื่องทำปฏิกิริยาอีเทอร์แนวตั้ง และเติมสารละลายไอโซโพรพิลแอลกอฮอล์ของกรดคลอโรอะซิติก โดยอุณหภูมิในการทำปฏิกิริยาอีเทอร์อยู่ที่ประมาณ 65℃ ความเข้มข้นของการปรับสภาพด่าง เวลาในการปรับสภาพด่าง ปริมาณของสารทำปฏิกิริยาอีเทอร์ และพารามิเตอร์กระบวนการอื่นๆ สามารถปรับได้ตามการใช้งานของผลิตภัณฑ์และข้อกำหนดด้านคุณภาพที่เฉพาะเจาะจง

② ขอบเขตการใช้งาน

1. CMC ไม่เพียงแต่เป็นสารให้ความคงตัวและสารเพิ่มความข้นที่ดีเยี่ยมในงานด้านอาหารเท่านั้น แต่ยังมีเสถียรภาพในการแช่แข็งและการละลายที่ดีเยี่ยม และสามารถปรับปรุงรสชาติของผลิตภัณฑ์และยืดอายุการเก็บรักษาได้อีกด้วย

2. ในผงซักฟอก CMC สามารถใช้เป็นสารป้องกันการเกาะติดของคราบสกปรก โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับผ้าใยสังเคราะห์ที่ไม่ชอบน้ำ ซึ่งมีประสิทธิภาพในการป้องกันการเกาะติดของคราบสกปรกดีกว่าเส้นใยคาร์บอกซีเมทิลอย่างเห็นได้ชัด

3. ในการขุดเจาะน้ำมัน สามารถใช้เพื่อปกป้องบ่อน้ำมันโดยทำหน้าที่เป็นสารทำให้โคลนคงตัวและสารกักเก็บน้ำ ปริมาณที่ใช้ต่อบ่อน้ำมันคือ 2-3 ตันสำหรับบ่อน้ำมันตื้น และ 5-6 ตันสำหรับบ่อน้ำมันลึก

4. ใช้ในอุตสาหกรรมสิ่งทอเป็นสารปรับขนาดผ้า สารเพิ่มความข้นในสารละลายสำหรับการพิมพ์และการย้อมสี สารเคลือบผิวสำหรับการพิมพ์สิ่งทอ และสารเพิ่มความแข็งให้กับผ้า

5. ใช้เป็นสารป้องกันการตกตะกอน สารทำให้เกิดอิมัลชัน สารกระจายตัว สารปรับระดับ และสารยึดเกาะ ช่วยให้ส่วนที่เป็นของแข็งของสีกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอในตัวทำละลาย ทำให้สีไม่แยกชั้นเป็นเวลานาน และยังใช้ในสีโป๊วได้อีกด้วย

6. ในฐานะสารตกตะกอนที่มีประสิทธิภาพในการกำจัดไอออนแคลเซียมมากกว่าโซเดียมกลูโคเนต และในฐานะสารแลกเปลี่ยนแคตไอออน มีความสามารถในการแลกเปลี่ยนสูงถึง 1.6 มล./กรัม

7. ในอุตสาหกรรมกระดาษ ใช้เป็นสารปรับขนาดกระดาษ ซึ่งสามารถปรับปรุงความแข็งแรงของกระดาษทั้งในสภาพแห้งและเปียก รวมถึงความต้านทานต่อน้ำมัน การดูดซับหมึก และความต้านทานต่อน้ำได้อย่างมีนัยสำคัญ

8. ในฐานะไฮโดรซอลที่ใช้ในเครื่องสำอาง ใช้เป็นสารเพิ่มความหนืดในยาสีฟัน โดยมีปริมาณการใช้ประมาณ 5%

ผู้ผลิตและจำหน่ายคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส (CMC) แบบขายส่ง | EVERBRIGHT (cnchemist.com)