Технологический процесс и область применения карбоксиметилцеллюлозы натрия (КМЦ)

Карбоксиметилцеллюлоза натрия (КМЦ) — это анионный, прямоцепочечный, водорастворимый эфир целлюлозы, производное природной целлюлозы и хлоруксусной кислоты, полученное путем химической модификации. Ее водный раствор обладает загустителями, пленкообразующими свойствами, связующими веществами, влагоудерживающими свойствами, коллоидной защитой, эмульгирующими свойствами и свойствами суспензии. Она может использоваться в качестве флокулянта, хелатирующего агента, эмульгатора, загустителя, влагоудерживающего агента, проклеивающего агента, пленкообразующего материала и т.д., и широко применяется в пищевой, медицинской, электронной, пестицидной, кожевенной, пластмассовой, полиграфической, керамической, химической промышленности и других областях.

Карбоксиметилцеллюлоза натрия обычно представляет собой порошкообразное твердое вещество, иногда гранулированное или волокнистое, белого или светло-желтого цвета, без особого запаха. Это макромолекулярное химическое вещество, обладающее высокой смачиваемостью, способное растворяться в воде, образуя в воде вязкий раствор с высокой прозрачностью. В большинстве органических растворов, таких как этанол, эфир, хлороформ и бензол, она нерастворима, но растворяется в воде. Растворение в воде происходит относительно медленно, но растворимость остается очень высокой, а водный раствор обладает определенной вязкостью. В обычных условиях твердое вещество более стабильно, поскольку обладает определенной водопоглощающей способностью и способностью к хранению при определенной влажности; в сухой среде оно может храниться длительное время.

① Производственный процесс

1. Метод с использованием водной среды

Водоугольный процесс — это относительно ранний производственный процесс в промышленном получении карбоксиметилцеллюлозы натрия. В этом процессе щелочная целлюлоза и этерифицирующий агент реагируют в водном растворе, содержащем свободные ионы оксида кислорода, при этом в качестве реакционной среды используется вода, без органических растворителей.

2. Метод с использованием растворителя

Растворительный метод — это метод с использованием органических растворителей, представляющий собой производственный процесс, разработанный на основе метода с водной средой, в котором вода заменена органическим растворителем в качестве реакционной среды. Это процесс ощелачивания и этерификации щелочной целлюлозы и монохлоруксусной кислоты в органическом растворителе. В зависимости от количества реакционной среды его можно разделить на метод перемешивания и метод плавающей суспензии. Количество органического растворителя, используемого в методе перемешивания, значительно больше, чем в методе перемешивания, и в этом случае оно пропорционально объему целлюлозы, тогда как в методе перемешивания оно пропорционально объему целлюлозы. При приготовлении карбоксиметилцеллюлозы натрия методом плавающей суспензии реакционное вещество находится в суспензионном состоянии, поэтому метод плавающей суспензии также называют методом суспензии.

3. Метод суспензии

Шламовый метод — это новейшая технология производства карбоксиметилцеллюлозы натрия. Шламовый метод позволяет получать не только высокочистую карбоксиметилцеллюлозу натрия, но и карбоксиметилцеллюлозу натрия с высокой степенью замещения и равномерным распределением замещения. Процесс производства шламовым методом примерно следующий: измельченная в порошок хлопковая пульпа подается в вертикальную щелочную машину, оснащенную изопропиловым спиртом, где при добавлении раствора гидроксида натрия происходит щелочная обработка при температуре около 20℃. После щелочной обработки материал перекачивается в вертикальную этерифицирующую машину, где добавляется раствор хлоруксусной кислоты в изопропиловом спирте, а температура этерификации составляет около 65℃. В зависимости от конкретного применения продукта и требований к качеству, концентрация щелочной обработки, время щелочной обработки, количество этерифицирующего агента, время этерификации и другие параметры процесса могут быть скорректированы.

② Область применения

1. КМЦ является не только хорошим эмульгирующим стабилизатором и загустителем в пищевой промышленности, но также обладает превосходной стабильностью при замораживании и таянии, может улучшать вкус продукта и продлевать срок хранения.

2. В моющих средствах КМЦ может использоваться в качестве средства против повторного загрязнения и повторного осаждения загрязнений, особенно для гидрофобных синтетических волокон, обеспечивая значительно лучший эффект по сравнению с карбоксиметиловыми волокнами.

3. В нефтедобыче для защиты нефтяных скважин можно использовать стабилизатор бурового раствора и водоудерживающий агент; объем каждого бурового раствора составляет 2-3 тонны для неглубоких скважин и 5-6 тонн для глубоких.

4. Используется в текстильной промышленности в качестве проклеивающего агента, загустителя для печатных и красильных суспензий, для печати на текстиле и придания ему жесткости.

5. Используется в качестве противоосадочного агента для покрытий, эмульгатора, диспергатора, выравнивающего агента, клея; обеспечивает равномерное распределение твердых частиц краски в растворителе, предотвращая расслоение краски в течение длительного времени; также используется в шпатлевках.

6. В качестве флокулянта он более эффективен при удалении ионов кальция, чем глюконат натрия, а в качестве катионообменника обладает обменной емкостью до 1,6 мл/г.

7. В бумажной промышленности используется в качестве проклеивающего агента для бумаги, что позволяет значительно улучшить прочность бумаги в сухом и влажном состоянии, а также маслостойкость, впитываемость чернил и водостойкость.

8. В косметике в качестве гидрозоля, используемого как загуститель в зубной пасте, его дозировка составляет около 5%.

Оптовый производитель и поставщик карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) | EVERBRIGHT (cnchemist.com)