La CMC a viscosità ultra-bassa è una forma speciale di carbossimetilcellulosa sodica (CMC-Na), caratterizzata da bassa viscosità, buona solubilità in acqua e forte stabilità. È ampiamente utilizzato in vari campi. Le informazioni rilevanti sono le seguenti:
Caratteristiche: ha un peso molecolare inferiore, una migliore solubilità e fluidità e può dissolversi rapidamente in acqua per formare una soluzione colloidale. Allo stesso tempo, ha anche una buona stabilità, può mantenere uno stato disciolto a diverse temperature e condizioni di pH e può emulsionare e disperdersi efficacemente nei liquidi.
La CMC a viscosità ultra-bassa, grazie alle sue proprietà uniche, ha ampie applicazioni in molteplici campi, come segue:
Industria della carta: utilizzato nel rivestimento della produzione di carta e cartone, come agente di controllo reologico, agente di ritenzione dell'acqua, agente filmogeno-e adesivo ausiliario per rivestimenti, può aumentare il contenuto solido del rivestimento e mantenere buone proprietà reologiche, migliorare l'adattabilità della stampa su carta ed è adatto per processi di produzione di rivestimenti ad alta-velocità.
Industria tessile: utilizzato come agente di collatura e addensante per le paste da stampa, aiuta a migliorare la qualità di stampa dei tessuti e può essere utilizzato anche per il trattamento di irrigidimento dei tessuti per migliorare l'adesione e la resistenza all'usura delle fibre.
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Pretrattamento delle materie prime:
Selezionare materie prime di cellulosa di elevata-purezza, dopo averle macinate e vagliate, trattarle con una soluzione alcalina (solitamente una soluzione di NaOH) per l'alcalinizzazione per rilassare le catene molecolari della cellulosa e generare alchilcellulosa (cellulosa sodica), creando le condizioni per la successiva reazione di eterificazione. Le condizioni di alcalinizzazione (come temperatura, concentrazione di alcali e tempo) devono essere controllate con precisione per evitare un degrado eccessivo o reazioni irregolari.
Reazione di eterificazione:
l'alchilcellulosa reagisce con un agente eterificante (come il cloroacetato di sodio) a una certa temperatura (solitamente 50-70 gradi) e un solvente (come una miscela di etanolo-acqua) per introdurre gruppi carbossimetilici (-CH₂COONa). Questo passaggio è cruciale per il controllo della viscosità: regolando il dosaggio dell'agente eterificante, il tempo di reazione, la temperatura, ecc., il grado di sostituzione e il peso molecolare possono essere controllati - un peso molecolare inferiore e un grado di sostituzione moderato (solitamente 0,5-1,2) possono raggiungere caratteristiche di viscosità ultrabassa.
Neutralizzazione e lavaggio:
Dopo la reazione, neutralizzare l'eccesso di alcali con acido (come acido cloridrico) per rendere neutro il valore del pH del prodotto. Quindi, attraverso il lavaggio (comunemente con una soluzione di etanolo), rimuovere le impurità, i sali e i sottoprodotti non reagiti per migliorare la purezza del prodotto, evitando che le impurità residue incidano sulle applicazioni successive (come nei settori alimentare e medico dove la purezza è estremamente elevata).
Essiccazione e macinazione:
Il prodotto umido dopo la reazione viene essiccato (come l'essiccazione ad aria calda) per rimuovere l'umidità, controllare il contenuto di umidità al di sotto del 10% e quindi macinato in polvere di una certa dimensione delle particelle per ottenere il prodotto CMC a viscosità ultra-bassa. La temperatura di asciugatura deve essere moderata per evitare la degradazione del prodotto o cambiamenti di colore causati dalle alte temperature.
Post-trattamento:
A seconda dei requisiti applicativi, alcuni prodotti possono essere sottoposti a ulteriore perfezionamento (come decolorazione, rimozione di impurità) o trattamento di modifica (come reticolazione-, composizione) per ottimizzarne la disperdibilità, la resistenza al sale e altre proprietà per soddisfare i requisiti di campi specifici (come batterie al litio, medicinali).
processo speciale:
Seconda riduzione chimica della viscosità. Il fulcro dell'intero processo risiede nel controllo preciso delle condizioni di pretrattamento delle materie prime e di reazione di eterificazione per ottenere una regolazione efficace del peso molecolare e della viscosità, garantendo al contempo indicatori chiave come la solubilità in acqua e la stabilità.
Processo di produzione
Controllo delle materie prime - Seleziona rigorosamente le materie prime
Utilizzare cellulosa ad alta-purezza (come la pasta di legno Silver Star), che richiede un elevato contenuto di cellulosa (solitamente maggiore o uguale al 95%) e poche impurità (come un basso contenuto di ceneri, un basso contenuto di ioni metallici), per evitare che le impurità incidano sulle reazioni successive e sulla purezza del prodotto.. -Pretrattamento standardizzato della materia prima-: la dimensione delle particelle della cellulosa frantumata deve essere uniforme. Prima dell'alcalinizzazione, le particelle di grandi dimensioni devono essere rimosse mediante screening per garantire una reazione di alcalinizzazione sufficiente e coerente.
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Controllo dei parametri del processo di reazione - Fase di alcalinizzazione:
Controllare con precisione la concentrazione della soluzione alcalina (come la concentrazione di NaOH al 15%-20%), la temperatura (20-30 gradi) e il tempo di reazione (1-2 ore), per evitare un'eccessiva alcalinizzazione che porta a una degradazione non uniforme della cellulosa e influisce sulla successiva efficienza di eterificazione. - Fase di eterificazione: regolando il dosaggio dell'agente eterificante (cloroacetato di sodio), la temperatura di reazione (50-70 gradi), il tempo di reazione e rapporto solvente, controllare rigorosamente il grado di sostituzione (solitamente 0,5-1,2) e il peso molecolare - Un grado di sostituzione basso risulterà in una scarsa solubilità in acqua, mentre un grado di sostituzione elevato può aumentare la viscosità; il peso molecolare deve essere controllato attraverso le condizioni di reazione nell'intervallo target per garantire che la viscosità del prodotto finale soddisfi lo standard (come viscosità della soluzione acquosa all'1% < 50 mPa·s).
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Controllo della purificazione e del lavaggio - Precisione della neutralizzazione:
Quando si neutralizza l'eccesso di alcalinità con acido cloridrico, controllare rigorosamente il valore del pH entro 6,5-7,5 per evitare una forte acidità, che causa la degradazione del prodotto o l'alcalinità residua che compromette la stabilità. - Lavaggio multi-fase: utilizzare una miscela di etanolo e acqua per lavaggi multipli per rimuovere sali non reagiti, agenti eterificanti residui e sottoprodotti, garantendo la purezza del prodotto (come purezza per uso alimentare Maggiore o uguale al 99%, superiore per grado farmaceutico) e testare la conduttività del liquido di lavaggio per garantire che soddisfi lo standard prima di interrompere il lavaggio.
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Condizioni di asciugatura e controllo post-trattamento -:
Controllare la temperatura di asciugatura (60-80 gradi) e il tempo per evitare che temperature elevate causino degrado o scolorimento del prodotto, garantendo un contenuto di umidità < 10%, prevenendo la formazione di incrostazioni o muffe.. - Dimensione delle particelle di frantumazione: controllare la dimensione delle particelle del prodotto finito (ad esempio 80-200 mesh) in base ai requisiti dell'applicazione per garantire la disperdibilità del prodotto e la velocità di dissoluzione.
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Test del prodotto finito e tracciabilità della qualità - Test degli indicatori chiave:
Prima di lasciare la fabbrica, testare la viscosità (soluzione acquosa all'1%, 25 gradi), il grado di sostituzione, la purezza (contenuto di ceneri, metalli pesanti), il valore del pH, l'umidità, ecc., per garantire la conformità agli standard di settore.. - Gestione dei lotti: registra le fonti delle materie prime, i parametri di reazione e i risultati dei test per ottenere la tracciabilità della qualità, facilitando l'identificazione tempestiva dei problemi. Attraverso le misure di cui sopra, la CMC a viscosità ultra-bassa può soddisfare i severi requisiti di vari settori come quello alimentare, medicinale e delle batterie al litio in termini di stabilità della viscosità, purezza e applicabilità.
05
Indicatori fisici e chimici
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Aspetto |
Particelle di polvere bianche o leggermente gialle |
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PH |
7.5-8.5 |
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D.S |
8.0-9.0 |
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Umidità |
7-9 |
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Viscosità |
＜25 |
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Purezza |
＞90 |
Caratteristiche del prodotto
① Eccellente solubilità, può essere sciolto uniformemente agitando a temperatura ambiente.
② Le proprietà stabili possono essere conservate per lungo tempo.
③ L'adesivo della carta trasferibile patinata è relativamente stabile e può essere conservato a lungo.
④ La velocità di trasferimento della carta trasferibile patinata è superiore all'85% e i motivi trasferiti hanno colori brillanti e alta precisione.
⑤ Se utilizzato in combinazione con CMC, può ridurre il costo del rivestimento a sublimazione termica e migliorare il tempo di asciugatura.
⑥ Aumenta il contenuto solido della soluzione di sublimazione termica, riduce la viscosità del rivestimento e il colore della stampa trasferita è brillante.
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