Faktoren, die die Eigenschaften von CMC beeinflussen

Die Temperatur des Veretherungsprozesses

Die Temperatur des Veretherungsprozesses spielt eine wichtige Rolle für den DS, den Polymerisationsgrad (DP) und andere physikochemische Eigenschaften wie Viskosität, Quellverhalten, Thixotropie usw. des Endprodukts. Der beste DS-Wert des Produkts wird nur bei einer bestimmten Temperatur erzielt. Zum Beispiel erhielten Pushpamalakar et al. (2006) den höchsten DS ihrer Produkte (0,821) bei einer Reaktionstemperatur von 45 °C. Oberhalb und unterhalb dieser Temperatur nahm der DS-Wert signifikant ab. Golbaghi et al. (2017) erzielten den besten DS-Wert ihres aus Zuckerrohrbagasse gewonnenen CMC-Produkts bei 57,85 °C, nachdem sie Dutzende von Reaktionen bei verschiedenen Temperaturen von 30 °C bis 70 °C durchgeführt hatten.

Ebenso berichteten Singh et al. (2012) über den höchsten DS-Wert ihrer aus Maiskolben gewonnenen CMC-Produkte nur bei einer Temperatur von 60 °C. Silva et al. (2004) untersuchten den Einfluss der Reaktionstemperatur auf die Carboxymethylierung von aus Cashewbaumharz gewonnener Cellulose. Der DS-Wert ihres carboxymethylierten Produkts nahm erheblich ab (d. h. von 0,75 auf 0,16), als die Reaktionstemperatur von 30 °C auf 70 °C erhöht wurde. Die Reaktionsausbeute stieg jedoch unter denselben Umgebungsbedingungen an (d. h. von 32 % auf 57 %). Daher ist die optimale Temperatur nicht für jeden terrestrischen oder anderen cellulosischen Vorläufer gleich. Sie führten jedoch ihre Reaktionsoptimierungstendenz innerhalb eines bestimmten Temperaturbereichs ein. Die Ergebnisse verschiedener Studien zeigten, dass die meisten Carboxymethylierungsreaktionstemperaturen für terrestrische Cellulosevorläufer bei 50 °C–60 °C optimiert wurden. Einige Ausnahmen wurden jedoch auch in anderen Studien berichtet.

Andererseits überschritt die optimale Temperatur 70 °C für die Carboxymethylierung bei Verwendung verschiedener nicht-biologischer Abfallmaterialien als Vorläufer von CMC. Dieses Phänomen kann durch die Erleichterung der Vorwärtsreaktionskinetik der Carboxymethylierung erklärt werden, wenn die Temperatur auf den Optimierungspunkt erhöht wurde. Sobald die Temperatur erreicht ist, erhöht die nachfolgende Steigerung des Wetters die Reaktionskinetik. Dennoch induziert es den Abbau der Cellulose-Struktur in Gegenwart von atmosphärischem Sauerstoff, was die CMC-Produktion automatisch verringert. Daher hängt die optimale Temperatur für die Carboxymethylierung weitgehend vom Cellulosevorläufer ab, um die beste Produktionsausbeute zu erzielen, und es ist entscheidend, die Reaktionstemperatur richtig aufrechtzuerhalten.