Processo di produzione e campo di applicazione della carbossimetilcellulosa sodica (CMC)
La carbossimetilcellulosa sodica (CMC) è un etere di cellulosa anionico, a catena lineare e solubile in acqua, derivato dalla cellulosa naturale e dall'acido cloroacetico tramite modificazione chimica. La sua soluzione acquosa possiede proprietà addensanti, filmogene, leganti, di ritenzione idrica, di protezione colloidale, emulsionanti e sospendenti, e può essere utilizzata come flocculante, agente chelante, emulsionante, addensante, agente di ritenzione idrica, agente di dimensionamento, materiale filmogeno, ecc., trovando ampio impiego nell'industria alimentare, farmaceutica, elettronica, dei pesticidi, della pelle, delle materie plastiche, della stampa, della ceramica, dei prodotti chimici per uso domestico e in altri settori.
La carbossimetilcellulosa sodica è generalmente un solido in polvere, a volte granulare o fibroso, di colore bianco o giallo chiaro, inodore. È una sostanza chimica macromolecolare con elevata bagnabilità, solubile in acqua, dove forma una soluzione viscosa ad alta trasparenza. È insolubile nelle comuni soluzioni organiche, come etanolo, etere, cloroformio e benzene, ma si dissolve in acqua. La dissoluzione diretta in acqua è relativamente lenta, ma la solubilità rimane comunque elevata e la soluzione acquosa presenta una certa viscosità. Allo stato solido, è generalmente stabile nell'ambiente circostante, grazie alla sua capacità di assorbire acqua e umidità; in un ambiente asciutto, può essere conservata a lungo.
① Processo di produzione
1. Metodo con mezzo acquoso
Il processo acqua-carbone è un processo produttivo relativamente antico nella preparazione industriale della carbossimetilcellulosa sodica. In questo processo, la cellulosa alcalina e l'agente eterificante reagiscono in una soluzione acquosa contenente ioni ossido di ossigeno liberi, e l'acqua viene utilizzata come mezzo di reazione, senza solventi organici.
2. Metodo con solvente
Il metodo a solvente organico è un processo produttivo sviluppato a partire dal metodo a mezzo acquoso, in cui l'acqua viene sostituita con un solvente organico come mezzo di reazione. Si tratta di un processo di alcalinizzazione ed eterificazione della cellulosa alcalina e dell'acido monocloroacetico in un solvente organico. In base alla quantità di mezzo di reazione, si può distinguere tra metodo a impastamento e metodo a sospensione. La quantità di solvente organico utilizzata nel metodo a impastamento è molto maggiore rispetto a quella del metodo a impastamento, e la quantità di solvente organico utilizzata nel metodo a impastamento è proporzionale al peso volumetrico della cellulosa, mentre nel metodo a impastamento è proporzionale al peso volumetrico della cellulosa. Quando la carbossimetilcellulosa sodica viene preparata con il metodo a sospensione, il solido di reazione si trova allo stato di sospensione nel sistema, quindi il metodo a sospensione è anche chiamato metodo a sospensione.
3. Metodo della sospensione
Il metodo a sospensione è la tecnologia più recente per la produzione di carbossimetilcellulosa sodica. Questo metodo non solo permette di produrre carbossimetilcellulosa sodica ad elevata purezza, ma anche con un alto grado di sostituzione e una sostituzione uniforme. Il processo produttivo con il metodo a sospensione è approssimativamente il seguente: la polpa di cotone, macinata in polvere, viene inviata a un'unità di alcalinizzazione verticale dotata di alcol isopropilico, dove viene aggiunta una soluzione di idrossido di sodio durante la miscelazione e il processo viene alcalinizzato a una temperatura di circa 20°C. Dopo l'alcalinizzazione, il materiale viene pompato in un'unità di eterificazione verticale, dove viene aggiunta una soluzione di acido cloroacetico in alcol isopropilico e la temperatura di eterificazione è di circa 65°C. In base all'utilizzo specifico del prodotto e ai requisiti di qualità, è possibile regolare la concentrazione di alcalinizzazione, il tempo di alcalinizzazione, la quantità di agente eterificante e altri parametri di processo.
② Ambito di applicazione
1. La CMC non è solo un ottimo stabilizzante emulsionante e addensante nelle applicazioni alimentari, ma possiede anche un'eccellente stabilità al congelamento e allo scongelamento, e può migliorare il sapore del prodotto e prolungarne i tempi di conservazione.
2. Nel detergente, la CMC può essere utilizzata come agente anti-reincrostazione, in particolare per l'effetto anti-reincrostazione su tessuti in fibra sintetica idrofobica, significativamente migliore rispetto alla fibra carbossimetilata.
3. Nelle trivellazioni petrolifere può essere utilizzato per proteggere i pozzi petroliferi come stabilizzatore del fango e agente di ritenzione idrica; la quantità per ciascun pozzo petrolifero è di 2-3 t per i pozzi poco profondi e di 5-6 t per i pozzi profondi.
4. Utilizzato nell'industria tessile come agente di apprettatura, addensante per sospensioni di stampa e tintura, e come finitura irrigidente per la stampa tessile.
5. Utilizzato come agente anti-sedimentazione, emulsionante, disperdente, livellante e adesivo per rivestimenti, permette una distribuzione uniforme della parte solida della vernice nel solvente, evitando così la stratificazione della vernice per lungo tempo, ed è utilizzato anche nello stucco.
6. Come flocculante nella rimozione degli ioni calcio è più efficace del gluconato di sodio, come agente di scambio cationico, con una capacità di scambio fino a 1,6 ml/g.
7. Nell'industria cartaria, utilizzato come agente di collatura, può migliorare significativamente la resistenza a secco e a umido della carta, nonché la resistenza all'olio, l'assorbimento dell'inchiostro e la resistenza all'acqua.
8. Come idrolato nei cosmetici, utilizzato come agente addensante nel dentifricio, il suo dosaggio è di circa il 5%.
Produttore e fornitore all'ingrosso di carbossimetilcellulosa (CMC) | EVERBRIGHT (cnchemist.com)