Route de synthèse du CMC

La méthode conventionnelle de synthèse du CMC est le procédé d'alkylation-éthérification. Dans tous les travaux de recherche liés à la synthèse du CMC, ce procédé idiosyncratique est utilisé depuis le tout début de la synthèse du CMC à partir de divers précurseurs cellulosiques. La seule différence entre ces travaux réside dans les rapports appliqués des produits chimiques affinés aux étendues cellulosiques des précurseurs et dans la variation des paramètres de réaction tels que la température, le temps de réaction, le pH, etc.

Il est à noter que tous les précurseurs cellulosiques naturels et industriels (par exemple, feuilles, tiges, pâtes, déchets de papier, précurseurs microbiens ainsi que divers précurseurs à base de textile tels que les linter de coton, les chiffons tricotés, etc.) peuvent ne pas posséder des caractéristiques compositionnelles similaires qui peuvent fournir une quantité fixe d'extrait de cellulose à chaque fois. La plupart des précurseurs contiennent une quantité considérable de lignine, de pectine, de cendres et d'autres minéraux (par exemple, phosphore, potassium, calcium, etc.) en plus des pourcentages de cellulose.

Par conséquent, à l'occasion, certaines étapes de pré-carboxyméthylation telles que la protéolyse (traitement avec une enzyme protéase), l'inactivation de diverses enzymes des précurseurs d'origine végétale (par exemple, désactivation des enzymes pectiques présentes dans les écorces d'orange), la délignification, le déparaffinage, le blanchiment, le dégraissage et le lavage acide, ainsi que le traitement avec certains composés chimiques essentiels (par exemple, méthanol, éthanol, chloroforme, etc.) et l'élimination de l'hémicellulose sont effectués pour l'extraction de la pure α-cellulose à partir de sources naturelles.

La carboxyméthylation de la pure α-cellulose est réalisée en deux étapes importantes. Dans la première étape, les extraits de cellulose pré-purifiés sont mélangés avec des réactifs alcalins (par exemple, NaOH) dans un récipient de réaction pendant un temps spécifique. Pendant ce temps, les contenus de cellulose pure sont mercerisés. Par la suite, les groupes fonctionnels -OH de chaque unité AGU sont substitués par des groupes -ONa destinés à la substitution ultérieure par des groupes carboxyméthyle dans l'étape d'éthérification. Les concentrations de l'alcali, les rapports entre l'alcali et la cellulose, et la température de réaction doivent être maintenus très soigneusement. Un léger changement dans ces paramètres peut modifier considérablement la valeur DS du produit final et d'autres propriétés physico-chimiques.

Un solvant inerte (tel que l'éthanol, le 2-propanol, l'alcool isopropylique ou l'alcool isobutylique, etc.) est ajouté dans cette étape comme diluant ainsi que comme agent gonflant qui facilite la pénétration des réactifs affinés dans la structure de la cellulose.