Cellulosa sodica
La cellulosa sodica è un prodotto intermedio reattivo della chimica della cellulosa. Non è un prodotto finale, ma uno stato di attivazione necessario della cellulosa. Si forma quando la cellulosa viene trattata con soda caustica concentrata. Questa fase è denominata alcalinizzazione. Durante questo processo, i gruppi idrossilici della cellulosa vengono parzialmente deprotonati. Si formano alcolati di cellulosa in forma di sodio. La struttura polimerica originale della cellulosa rimane intatta, ma diventa significativamente più reattiva.
A livello industriale, la cellulosa sodica viene prodotta dalla pasta di cellulosa, che viene prima trasformata in una polvere fine o in fibra. La soda caustica utilizzata ha spesso concentrazioni comprese tra il 40 e il 50%. L'alcalinizzazione è una reazione esotermica che deve essere controllata in base alla temperatura. Il prodotto risultante è solido, umido, alcalino e altamente reattivo dal punto di vista chimico. È fortemente igroscopico e reagisce in modo sensibile alla bagnatura non omogenea.
La cellulosa sodica non ha di per sé alcun significato economico. La sua funzione consiste nell'attivare la cellulosa per le successive reazioni di sostituzione. Solo in questo stato è possibile la produzione di eteri di cellulosa. Nella sintesi della carbossimetilcellulosa, la cellulosa sodica reagisce con l'acido cloroacetico o il suo sale sodico. In questo processo, i gruppi carbossimetilici vengono incorporati nella molecola di cellulosa. Come sottoprodotto si forma cloruro di sodio. La reazione può essere eseguita con o senza solvente organico come slurry.
Altri eteri di cellulosa vengono prodotti in modo simile. In questo caso vengono utilizzati reagenti gassosi come il cloruro di metile, l'ossido di etilene o l'ossido di propilene. Questi processi richiedono temperature e pressioni elevate. La cellulosa sodica funge da centro di reazione nucleofila. L'uniformità della precedente alcalinizzazione influenza in modo determinante il grado di sostituzione e la sua distribuzione lungo le catene polimeriche.
Dal punto di vista tecnico, l'uso della cellulosa sodica pone requisiti elevati alla tecnologia di miscelazione e ai reattori. È fondamentale una distribuzione omogenea della soda caustica nella cellulosa. Un'alcalinizzazione locale eccessiva o insufficiente porta a disomogeneità nel prodotto finale. Ciò influisce sulla solubilità, sulla viscosità, sul comportamento gelificante e sulle proprietà applicative degli eteri di cellulosa. I miscelatori e i reattori di sintesi di grande volume devono quindi garantire una bagnatura uniforme, un controllo della temperatura e un trattamento delicato delle fibre.