Celuloza sodowa

Celuloza sodowa jest reaktywnym produktem pośrednim w chemii celulozy. Nie jest to produkt końcowy, ale niezbędny stan aktywacji celulozy. Powstaje on w wyniku poddania celulozy działaniu stężonego wodorotlenku sodu. Etap ten nazywany jest alkalizacją. W trakcie tego procesu grupy hydroksylowe celulozy ulegają częściowej deprotonizacji. Powstają alkoholany celulozy w postaci sodowej. Pierwotna struktura polimerowa celulozy pozostaje zachowana, ale staje się znacznie bardziej reaktywna.

W przemyśle celuloza sodowa jest wytwarzana z masy celulozowej, która została wcześniej przetworzona na drobny proszek lub włókno. Stosowana ług sodowy ma często stężenie od 40 do 50 procent. Alkalizacja jest reakcją egzotermiczną, która musi odbywać się w kontrolowanej temperaturze. Powstały produkt jest stały, wilgotny, alkaliczny i wysoce reaktywny chemicznie. Jest silnie higroskopijny i wrażliwy na niejednorodne zwilżanie.

Sama celuloza sodowa nie ma samodzielnego znaczenia gospodarczego. Jej funkcją jest aktywacja celulozy do kolejnych reakcji substytucji. Dopiero ten stan umożliwia produkcję eterów celulozy. Podczas syntezy karboksymetylocelulozy celuloza sodowa reaguje z kwasem chlorooctowym lub jego solą sodową. W wyniku tego procesu grupy karboksymetylowe są wbudowywane w cząsteczkę celulozy. Produktem ubocznym jest chlorek sodu. Reakcja może być przeprowadzana z użyciem lub bez użycia rozpuszczalnika organicznego w postaci zawiesiny.

Inne etery celulozy są wytwarzane w podobny sposób. Wykorzystuje się tu gazowe odczynniki, takie jak chlorek metylu, tlenek etylenu lub tlenek propylenu. Procesy te wymagają podwyższonych temperatur i ciśnień. Celuloza sodowa pełni tu rolę nukleofilowego centrum reakcji. Równomierność poprzedniego alkalizowania ma decydujący wpływ na stopień podstawienia i jego rozkład wzdłuż łańcuchów polimerowych.

Pod względem technologicznym stosowanie celulozy sodowej stawia wysokie wymagania wobec technologii mieszania i reaktorów. Decydujące znaczenie ma równomierny rozkład ługu sodowego w masie celulozowej. Lokalna nadmierna lub niedostateczna alkalizacja prowadzi do niejednorodności produktu końcowego. Wpływa to na rozpuszczalność, lepkość, właściwości żelujące i właściwości użytkowe eterów celulozy. Dlatego też mieszalniki i reaktory syntezowe o dużej pojemności muszą zapewniać równomierne zwilżanie, kontrolowaną regulację temperatury i delikatną obróbkę włókien.