सोडियम कार्बोक्सीमेथिल सेल्युलोज (CMC) ची उत्पादन प्रक्रिया आणि उपयोगाची व्याप्ती

सोडियम कार्बोक्सीमेथिल सेल्युलोज (सीएमसी) हे एक ॲनायोनिक, सरळ साखळीचे, पाण्यात विरघळणारे सेल्युलोज इथर आहे, जे नैसर्गिक सेल्युलोज आणि क्लोरोॲसिटिक ॲसिडपासून रासायनिक बदलाद्वारे तयार केलेले एक व्युत्पन्न आहे. त्याच्या जलीय द्रावणात घट्ट करणे, फिल्म तयार करणे, बंधन घालणे, पाणी धरून ठेवणे, कलिल संरक्षण, पायसीकरण आणि निलंबन हे गुणधर्म आहेत आणि त्याचा उपयोग फ्लॉक्युलंट, चिलेटिंग एजंट, पायसीकारक, घट्ट करणारे, पाणी धरून ठेवणारे एजंट, सायझिंग एजंट, फिल्म तयार करणारे साहित्य इत्यादी म्हणून केला जाऊ शकतो. याचा वापर अन्न, औषध, इलेक्ट्रॉनिक्स, कीटकनाशके, चामड्याचे उद्योग, प्लॅस्टिक्स, छपाई, सिरॅमिक्स, दैनंदिन रासायनिक उद्योग आणि इतर क्षेत्रांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर केला जातो.

सोडियम कार्बोक्सीमेथिल सेल्युलोज हा सामान्यतः एक चूर्णरूप घन पदार्थ आहे, जो कधीकधी दाणेदार किंवा तंतुमय असतो. तो पांढऱ्या किंवा फिकट पिवळ्या रंगाचा असून त्याला कोणताही विशेष वास नसतो. हा एक बृहत्-आण्विक रासायनिक पदार्थ आहे, ज्याची ओलावा शोषण्याची क्षमता तीव्र असते आणि तो पाण्यात विरघळतो. पाण्यात विरघळल्यावर तो उच्च पारदर्शकतेचे एक चिकट द्रावण तयार करतो. इथेनॉल, ईथर, क्लोरोफॉर्म आणि बेंझिन यांसारख्या सामान्य सेंद्रिय द्रावणांमध्ये तो अविद्राव्य असतो, परंतु पाण्यात विरघळू शकतो. पाण्यात थेट विरघळण्याची प्रक्रिया तुलनेने मंद असली तरी, त्याची विद्राव्यता खूप जास्त असते आणि जलीय द्रावणाला एक विशिष्ट चिकटपणा असतो. घन अवस्थेत तो सामान्य वातावरणात अधिक स्थिर असतो, कारण त्याच्यामध्ये पाणी आणि आर्द्रता शोषण्याची एक विशिष्ट क्षमता असते. कोरड्या वातावरणात तो दीर्घकाळ टिकून राहू शकतो.

① उत्पादन प्रक्रिया

१. पाणी माध्यम पद्धत

सोडियम कार्बोक्सीमेथिल सेल्युलोजच्या औद्योगिक निर्मितीमधील जल-कोळसा प्रक्रिया ही एक तुलनेने जुनी उत्पादन प्रक्रिया आहे. या प्रक्रियेत, मुक्त ऑक्सिजन ऑक्साईड आयन असलेल्या जलीय द्रावणात अल्कली सेल्युलोज आणि इथरिफायिंग एजंट यांची अभिक्रिया होते आणि या अभिक्रिया प्रक्रियेत सेंद्रिय द्रावकांशिवाय, अभिक्रिया माध्यम म्हणून पाण्याचा वापर केला जातो.

२. द्रावक पद्धत

सॉल्व्हेंट पद्धत ही सेंद्रिय सॉल्व्हेंट पद्धत आहे, जी जल माध्यम पद्धतीच्या आधारावर विकसित केलेली एक उत्पादन प्रक्रिया आहे, ज्यात अभिक्रिया माध्यम म्हणून पाण्याऐवजी सेंद्रिय सॉल्व्हेंटचा वापर केला जातो. ही सेंद्रिय सॉल्व्हेंटमध्ये अल्कली सेल्युलोज आणि मोनोक्लोरोऍसिटिक ऍसिडच्या अल्कलीकरण आणि इथरीकरणाची प्रक्रिया आहे. अभिक्रिया माध्यमाच्या प्रमाणानुसार, तिचे मळणी पद्धत (kneading method) आणि जलमिश्रण पद्धत (swimming slurry method) असे वर्गीकरण केले जाऊ शकते. लगदा बनवण्याच्या पद्धतीत वापरल्या जाणाऱ्या सेंद्रिय सॉल्व्हेंटचे प्रमाण मळणी पद्धतीपेक्षा खूप जास्त असते, आणि मळणी पद्धतीत वापरल्या जाणाऱ्या सेंद्रिय सॉल्व्हेंटचे प्रमाण हे सेल्युलोजच्या प्रमाणाच्या आकारमान वजनाशी गुणोत्तर असते, तर लगदा बनवण्याच्या पद्धतीत वापरल्या जाणाऱ्या सेंद्रिय सॉल्व्हेंटचे प्रमाण हे सेल्युलोजच्या प्रमाणाच्या आकारमान वजनाशी गुणोत्तर असते. जेव्हा सोडियम कार्बोक्सिमिथाइल सेल्युलोज जलमिश्रण पद्धतीने तयार केले जाते, तेव्हा अभिक्रिया घन पदार्थ प्रणालीमध्ये स्लरी किंवा निलंबन अवस्थेत असतो, म्हणून जलमिश्रण पद्धतीला निलंबन पद्धत असेही म्हटले जाते.

३. स्लरी पद्धत

सोडियम कार्बोक्सीमेथिल सेल्युलोज तयार करण्यासाठी स्लरी पद्धत हे नवीनतम तंत्रज्ञान आहे. स्लरी पद्धतीद्वारे केवळ उच्च शुद्धतेचे सोडियम कार्बोक्सीमेथिल सेल्युलोजच नव्हे, तर उच्च प्रतिस्थापन अंश आणि एकसमान प्रतिस्थापना असलेले सोडियम कार्बोक्सीमेथिल सेल्युलोज देखील तयार करता येते. स्लरी पद्धतीची उत्पादन प्रक्रिया साधारणपणे खालीलप्रमाणे आहे: पावडरमध्ये दळलेला कापसाचा लगदा आयसोप्रोपिल अल्कोहोल असलेल्या उभ्या अल्कलीकरण यंत्रात पाठवला जातो आणि मिश्रण करताना टाकलेल्या सोडियम हायड्रॉक्साईडच्या द्रावणाने त्याचे अल्कलीकरण केले जाते, आणि अल्कलीकरणाचे तापमान सुमारे २०℃ असते. अल्कलीकरणानंतर, पदार्थ उभ्या इथरीकरण यंत्रात पंप केला जातो आणि त्यात क्लोरोऍसिटिक ऍसिडचे आयसोप्रोपिल अल्कोहोल द्रावण टाकले जाते, आणि इथरीकरणाचे तापमान सुमारे ६५℃ असते. विशिष्ट उत्पादन वापर आणि गुणवत्तेच्या आवश्यकतांनुसार, अल्कलीकरणाची तीव्रता, अल्कलीकरणाचा कालावधी, इथरीकरण करणाऱ्या घटकाचे प्रमाण आणि इथरीकरणाचा वेळ व इतर प्रक्रिया मापदंड समायोजित केले जाऊ शकतात.

② अनुप्रयोगाची व्याप्ती

१. सीएमसी हे खाद्यपदार्थांमध्ये केवळ एक चांगले इमल्सिफायिंग स्टॅबिलायझर आणि थिकनरच नाही, तर त्यात उत्कृष्ट फ्रीझिंग आणि मेल्टिंग स्थिरता देखील आहे, आणि ते उत्पादनाची चव सुधारू शकते व साठवणुकीचा कालावधी वाढवू शकते.

२. डिटर्जंटमध्ये, सीएमसीचा वापर अँटी-फॉलिंग रिडिपोझिशन एजंट म्हणून केला जाऊ शकतो, विशेषतः हायड्रोफोबिक सिंथेटिक फायबर फॅब्रिकसाठी अँटी-फॉलिंग रिडिपोझिशन प्रभाव कार्बोक्सीमेथिल फायबरपेक्षा लक्षणीयरीत्या चांगला आहे.

३. तेल उत्खननामध्ये, तेल विहिरींचे संरक्षण करण्यासाठी मड स्टॅबिलायझर आणि वॉटर रिटेंशन एजंट म्हणून याचा वापर केला जाऊ शकतो. प्रत्येक तेल विहिरीसाठी याचे प्रमाण उथळ विहिरींकरिता २ ते ३ टन आणि खोल विहिरींकरिता ५ ते ६ टन असते.

४. वस्त्रोद्योगात सायझिंग एजंट, प्रिंटिंग आणि डायिंग स्लरी थिकनर, टेक्सटाईल प्रिंटिंग आणि स्टिफनिंग फिनिश म्हणून वापरले जाते.

५. कोटिंग अँटी-सेटलिंग एजंट, इमल्सीफायर, डिस्पर्संट, लेव्हलिंग एजंट, अॅडेसिव्ह म्हणून वापरले जाते, जे पेंटच्या घन भागाला सॉल्व्हेंटमध्ये समान रीतीने वितरित करू शकते, जेणेकरून पेंट दीर्घकाळ थरांमध्ये जमा होत नाही, तसेच पुट्टीमध्ये देखील वापरले जाते.

6. कॅल्शियम आयन काढून टाकण्यासाठी फ्लॉक्युलंट म्हणून सोडियम ग्लुकोनेटपेक्षा अधिक प्रभावी, कॅटायन एक्सचेंज म्हणून, एक्सचेंज क्षमता 1.6ml/g पर्यंत आहे.

७. कागद उद्योगात पेपर सायझिंग एजंट म्हणून वापरल्यास, कागदाची कोरडी ताकद, ओल्या स्थितीतली ताकद, तसेच तेल प्रतिरोध, शाई शोषणक्षमता आणि पाणी प्रतिरोध लक्षणीयरीत्या सुधारता येतो.

८. सौंदर्यप्रसाधनांमध्ये हायड्रोसोल म्हणून, टूथपेस्टमध्ये घट्टपणा आणणारे घटक म्हणून त्याचा वापर केला जातो, त्याचे प्रमाण सुमारे ५% असते.

घाऊक कार्बोक्सीमिथाइल सेल्युलोज (CMC) उत्पादक आणि पुरवठादार | एव्हरब्राईट (cnchemist.com)