Produksi CMC dari bahan prekursor non-konvensional

Selain prekursor selulosa nabati konvensional, beberapa limbah industri tekstil (misalnya, kain perca rajutan, serat kapas) serta produk rumah tangga dan kantor yang umum digunakan (misalnya, kertas bekas kantor, lumpur kertas, limbah tekstil, dll.) tersedia hampir gratis, yang dapat dimanfaatkan untuk sintesis CMC. Produksi CMC dan berbagai kompositnya untuk berbagai aplikasi dari limbah ini mengurangi biaya produksi dan memainkan peran penting dalam mencegah polusi lingkungan.

Sebagai contoh, serat kapas adalah produk limbah dari pabrik pembersih kapas. Pada tahun 1954, Ott et al. menemukan bahwa hampir 3-5% serat kapas terbuang sebagai serat kapas, yang mengandung persentase selulosa yang tinggi (yaitu, sekitar 90%) dalam keadaan mentahnya. Oleh karena itu, mereka dapat mensintesis berbagai tingkatan produk CMC untuk berbagai aplikasi. Beberapa tahun lalu, Jahan et al. (2007) melaporkan sintesis CMC yang larut dalam air dari serat kapas yang menunjukkan nilai DS yang cukup dengan viskositas tinggi. Dalam studi lain, Hivechi et al. (2015) melaporkan proses yang hemat biaya dan ramah lingkungan untuk sintesis CMC dari serat kapas menggunakan radiasi ultrasonik dan gelombang mikro yang memfasilitasi pendekatan konvensional (yaitu, alkilasi-eterifikasi) produksi CMC.

Fakrul Alam dan Mondal (2012) mensintesis selulosa karboksimetilasi dari kain perca rajutan, yang merupakan limbah umum dari hampir semua industri tekstil dan mengandung persentase tinggi α-selulosa (misalnya, 95-98%). Untuk menyelidiki efek beberapa langkah karboksimetilasi pada kualitas dan tingkatan CMC, penulis melakukan tujuh langkah karboksimetilasi berturut-turut menggunakan kondisi eksperimental dan bahan kimia yang sama yang tercantum dalam Materi Tambahan (Tabel S2). Beberapa langkah karboksimetilasi dari selulosa mentah menunjukkan hasil CMC (%) yang tinggi, DS, berat molekul, dan kelarutan dalam air. Lebih spesifik, pada karboksimetilasi pertama, nilai DS dan hasil CMC yang diperoleh masing-masing hanya 0,91 dan 360%. Sebaliknya, setelah mengulang proses tujuh kali, nilai-nilai ini mencapai masing-masing 2,84 dan 1494%.

Baru-baru ini, Li et al. (2020) mensintesis CMC dari kertas bekas kantor untuk membuat penekan debu kerak yang ramah lingkungan dan berbiaya rendah. Namun, beberapa tahun sebelumnya, Joshi dan rekan-rekannya (2015) mendemonstrasikan kelayakan sintesis CMC dari campuran kertas bekas kantor setelah proses deinking dan pulping. Perlu disebutkan bahwa deinking adalah proses kuno untuk menggunakan kembali kertas bekas. Partikel tinta dihilangkan dari permukaan serat baik dengan metode pengolahan kimia seperti perebusan alkali. Partikel tinta yang terdispersi dihilangkan dari suspensi serat dengan metode flotasi]. Oleh karena itu, ribuan ton kertas bekas yang diperoleh setiap hari dari berbagai kantor dan industri dapat dimanfaatkan sebagai prekursor CMC yang melimpah. Tabel S2 dalam Materi Tambahan mengumpulkan beberapa karya penelitian yang paling menjanjikan berdasarkan sintesis CMC dari bahan selulosa limbah tersebut. Kami telah merangkum esensi pentingnya secara singkat.