Rota de Síntese de CMC

O método convencional para a síntese de CMC é o processo de alquilação-eterificação. Em todos os trabalhos de pesquisa relacionados à síntese de CMC, este processo idiossincrático tem sido usado há muito tempo desde o início da síntese de CMC a partir de vários precursores celulósicos. A única diferença entre esses trabalhos reside nas proporções aplicadas dos produtos químicos afins às extensões celulósicas dos precursores e na variação dos parâmetros de reação, como temperatura, tempo de reação, pH, etc.

É importante notar que todos os precursores celulósicos naturais e industriais (por exemplo, folhas, caules, polpas, resíduos de papel, microbianos, bem como vários precursores à base de têxteis, como borra de algodão, retalhos de malha, etc.) podem não possuir características composicionais semelhantes que possam fornecer uma quantidade fixa de extrato de celulose a cada vez. A maioria dos precursores contém uma quantidade considerável de lignina, pectina, cinzas e outros minerais (por exemplo, fósforo, potássio, cálcio, etc.), além das percentagens celulósicas.

Portanto, ocasionalmente, algumas etapas de pré-carboximetilação, como proteólise (tratamento com enzima protease), inativação de várias enzimas dos precursores de origem vegetal (por exemplo, desativação de enzimas pécticas presentes em cascas de laranja), deslignificação, desparafinação, branqueamento, desengorduramento e lavagem ácida, bem como tratamento com alguns compostos químicos essenciais (por exemplo, metanol, etanol, clorofórmio, etc.) e remoção de hemicelulose são realizados para a extração de α-celulose pura de fontes naturais.

A carboximetilação da α-celulose pura é realizada basicamente em duas etapas significativas. Na primeira etapa, os extratos de celulose pré-purificados são misturados com reagentes alcalinos (por exemplo, NaOH) em um vaso de reação por um tempo específico. Durante este tempo, os conteúdos de celulose pura são mercerizados. Subsequentemente, os grupos funcionais -OH de cada unidade AGU são substituídos por grupos -ONa, visados para a substituição posterior por grupos carboximetil na etapa de eterificação. As concentrações do álcali, as proporções entre o álcali e a celulose, e a temperatura de reação devem ser mantidas com muito cuidado. Uma pequena mudança nesses parâmetros pode alterar significativamente o valor DS do produto final e outras propriedades físico-químicas.

Um solvente inerte (como etanol, 2-propanol, álcool isopropílico ou álcool isobutílico, etc.) é adicionado nesta etapa como diluente e agente de inchaço que facilita a penetração dos reagentes afins na estrutura da celulose.