나트륨셀룰로오스

나트륨셀룰로오스는 셀룰로오스 화학의 반응성 중간체입니다. 이는 최종 제품이 아니라 셀룰로오스의 필수 활성화 상태입니다. 셀룰로오스를 농축 수산화나트륨 용액으로 처리할 때 생성됩니다. 이 단계를 알칼리화라고 합니다. 이 과정에서 셀룰로오스의 하이드록실 그룹이 부분적으로 탈양자화됩니다. 그 결과 나트륨 형태의 셀룰로오스 알코올레이트가 생성됩니다. 셀룰로오스의 원래 중합체 골격은 유지되지만 반응성이 현저히 증가합니다.

산업적으로 나트륨 셀룰로오스는 펄프를 미세한 분말 또는 섬유질로 가공한 후 제조됩니다. 사용되는 수산화나트륨 용액은 일반적으로 40~50% 농도를 보입니다. 알칼리화는 발열 반응이므로 온도 조절이 필요합니다. 생성된 제품은 고체 상태이며 습기가 많고 알칼리성이며 화학적 반응성이 매우 높습니다. 강한 흡습성을 지니며 불균일한 습윤에 민감하게 반응합니다.

나트륨 셀룰로오스 자체는 경제적 가치가 없습니다. 그 기능은 후속 치환 반응을 위해 셀룰로오스를 활성화하는 데 있습니다. 이러한 상태를 통해서만 셀룰로오스 에테르의 제조가 가능해집니다. 카르복시메틸셀룰로오스 합성 시, 나트륨 셀룰로오스는 클로로아세트산 또는 그 나트륨 염과 반응합니다. 이 과정에서 카르복시메틸기가 셀룰로오스 분자에 도입됩니다. 부산물로 염화나트륨이 생성됩니다. 이 반응은 유기 용매를 사용하거나 사용하지 않고 슬러리 형태로 수행될 수 있습니다.

다른 셀룰로오스 에테르도 유사한 방식으로 제조됩니다. 이때 메틸클로라이드, 에틸렌옥사이드 또는 프로필렌옥사이드와 같은 기체 반응제가 사용됩니다. 이러한 공정에는 높은 온도와 압력이 필요합니다. 나트륨셀룰로오스는 여기서 친핵성 반응 중심 역할을 합니다. 이전 알칼리화의 균일성은 치환도와 폴리머 사슬을 따라의 분포에 상당한 영향을 미칩니다.

공정 기술적으로, 나트륨 셀룰로오스의 사용은 혼합 및 반응기 기술에 높은 요구 사항을 제시합니다. 펄프 내 수산화나트륨 용액의 균일한 분포가 결정적입니다. 국부적인 과알칼리화 또는 저알칼리화는 최종 제품의 불균일성을 초래합니다. 이는 셀룰로오스 에테르의 용해도, 점도, 겔화 특성 및 적용 특성에 영향을 미칩니다. 따라서 대용량 혼합기와 합성 반응기는 균일한 습윤, 제어된 온도 관리 및 섬유의 부드러운 처리를 보장해야 합니다.