CMC'nin sentez yolu

CMC sentezinin geleneksel yöntemi alkilasyon-eterifikasyon işlemidir. CMC sentezi ile ilgili her araştırma çalışmasında, bu kendine özgü işlem, çeşitli selülozik öncüllerden CMC sentezinin başlangıcından beri uzun süredir kullanılmaktadır. Bu çalışmalar arasındaki tek fark, uygulanan ilgili kimyasalların öncüllerin selülozik miktarlarına oranlarında ve sıcaklık, reaksiyon süresi, pH vb. gibi reaksiyon parametrelerindeki değişimdir.

Doğal ve endüstriyel selülozik öncüllerin (örneğin, yapraklar, saplar, hamurlar, kağıt atıkları, mikrobiyal ve pamuk lifleri, örgü paçavralar gibi çeşitli tekstil bazlı öncüller vb.) her seferinde sabit miktarda selüloz özütü sağlayabilen benzer bileşimsel özelliklere sahip olmayabileceği dikkate değerdir. Çoğu öncül, selülozik yüzdelerin yanı sıra önemli miktarda lignin, pektin, kül ve diğer mineraller (örneğin, fosfor, potasyum, kalsiyum vb.) içerir.

Bu nedenle, bazen, proteoliz (proteaz enzimi ile muamele), bitki bazlı öncüllerin çeşitli enzimlerinin inaktivasyonu (örneğin, portakal kabuklarında bulunan pektik enzimlerin deaktive edilmesi), delignifikasyon, balmumu giderme, ağartma, yağ giderme ve asitle yıkama gibi bazı ön-karboksimetilasyon adımları ile birlikte bazı temel kimyasal bileşiklerle (örneğin, metanol, etanol, kloroform vb.) muamele ve hemiselülozun uzaklaştırılması, doğal kaynaklardan saf α-selülozun ekstraksiyonu için gerçekleştirilir.

Saf α-selülozun karboksimetilasyonu temelde iki önemli adımda gerçekleştirilir. İlk adımda, önceden saflaştırılmış selüloz özütleri, belirli bir süre için bir reaksiyon kabında alkali reaktiflerle (örneğin, NaOH) karıştırılır. Bu süre zarfında, saf selüloz içerikleri merserize edilir. Daha sonra, her AGU birimindeki -OH fonksiyonel grupları, eterifikasyon adımında karboksimetil grupları ile posterior sübstitüsyon için hedeflenen -ONa grupları ile sübstitüe edilir. Alkali konsantrasyonları, alkali ve selüloz arasındaki oranlar ve reaksiyon sıcaklığı çok dikkatli bir şekilde korunmalıdır. Bu parametrelerdeki küçük bir değişiklik, nihai ürünün DS değerini ve diğer fizikokimyasal özelliklerini önemli ölçüde değiştirebilir.

Bu adımda, bir seyreltici ve aynı zamanda ilgili reaktiflerin selüloz yapısına nüfuz etmesini kolaylaştıran bir şişirme ajanı olarak bir inert çözücü (etanol, 2-propanol, izopropil alkol veya izobutil alkol vb. gibi) eklenir.