Karboxymethylcellulóza (CMC) je funkční aditiva široce používaná v různých průmyslových odvětvích, jako jsou potraviny, lékárny, tvorba papíru, textil a těžba. Je odvozen od přirozené celulózy, která je hojná v rostlinách a jiných biologických materiálech. CMC je polymer rozpustný ve vodě s jedinečnými vlastnostmi včetně viskozity, hydratace, adheze a adheze.
Charakteristiky CMC
CMC je derivát celulózy, který je chemicky modifikován zavedením karboxymethylových skupin do jeho struktury. Tato modifikace zvyšuje rozpustnost a hydrofilitu celulózy, čímž se zlepšuje funkčnost. Vlastnosti CMC závisí na jeho stupni substituce (DS) a molekulové hmotnosti (MW). DS je definován jako průměrný počet karboxymethylových skupin na glukózovou jednotku v páteři celulózy, zatímco MW odráží velikost a distribuci polymerních řetězců.
Jednou z klíčových vlastností CMC je rozpustnost ve vodě. CMC je snadno rozpustný ve vodě a vytváří viskózní roztok s pseudoplastickými vlastnostmi. Toto reologické chování je výsledkem intermolekulárních interakcí mezi molekulami CMC, což má za následek snížení viskozity při smykovém stresu. Pseudoplastická povaha řešení CMC je činí vhodnými pro různé aplikace, jako jsou zahušťovače, stabilizátory a pozastavení látek.
Další důležitou charakteristikou CMC je jeho schopnost formování filmu. Řešení CMC lze vrhnout do filmů s vynikajícími mechanickými vlastnostmi, průhledností a flexibilitou. Tyto filmy lze použít jako povlaky, lamináty a obalové materiály.
Kromě toho má CMC dobré spojení a lepení. Vytváří silnou vazbu s různými povrchy, včetně dřeva, kovu, plastu a tkaniny. Tato vlastnost vedla k použití CMC při výrobě povlaků, lepidel a inkoustů.
Viskozita CMC
Viskozita roztoků CMC závisí na několika faktorech, jako je koncentrace, DS, MW, teplota a pH. Obecně vykazují roztoky CMC vyšší viskozity při vyšších koncentracích, DS a MW. Viskozita se také zvyšuje s klesající teplotou a pH.
Viskozita roztoků CMC je řízena interakcí mezi polymerními řetězci a molekulami rozpouštědla v roztoku. Molekuly CMC interagují s molekulami vody prostřednictvím vodíkových vazeb a vytvářejí hydratační skořepinu kolem polymerních řetězců. Tato hydratační skořápka snižuje mobilitu polymerních řetězců, čímž se zvyšuje viskozita roztoku.
Rheologické chování řešení CMC je charakterizováno křivkami toku, které popisují vztah mezi smykovým napětím a smykovou rychlostí roztoku. Řešení CMC vykazují newtonovské chování toku, což znamená, že se jejich viskozita mění s rychlostí smyku. Při nízkých smykových rychlostech je viskozita roztoků CMC vyšší, zatímco při vysoké rychlosti smyku se viskozita snižuje. Toto chování smykové ztenčení je způsobeno vyrovnáváním polymerních řetězců a protahování pod napětím smykem, což má za následek snížené intermolekulární síly mezi řetězci a snížení viskozity.
Aplikace CMC
CMC se široce používá v různých oborech díky svým jedinečným vlastnostem a reologickému chování. V potravinářském průmyslu se CMC používá jako zahušťovač, stabilizátor, emulgátor a zlepšení textury. Přidává se do potravin, jako je zmrzlina, nápoje, omáčky a pečivo, aby se zlepšila jejich textura, konzistence a trvanlivost. CMC také zabraňuje tvorbě ledových krystalů v zamrzlých potravinách, což má za následek hladký, krémový produkt.
Ve farmaceutickém průmyslu se CMC používá jako pojivo, dezintegrační a kontrolovaná uvolňovací činidla ve formulacích tabletů. Zlepšete stlačitelnost a plynulost prášku a zajistěte uniformitu a stabilitu tabletů. Vzhledem k jeho mukoadhezivním a bioadhezivním vlastnostem se CMC používá také jako pomocný prostředek v oftalmických, nosních a ústních formulacích.
V papírovém průmyslu se CMC používá jako přísada mokrý koncový, potahovací pořadač a velikost tiskového činidla. Zlepšuje retenci a drenáž buničiny, zvyšuje sílu a hustotu papíru a poskytuje hladký a lesklý povrch. CMC také působí jako bariéra vody a oleje, což brání inkoustu nebo jiným kapalinám v pronikání papíru.
V textilním průmyslu se CMC používá jako velikostní činidlo, tisk zahušťovače a barvení pomocného. Zlepšuje adhezi vlákna, zvyšuje průnik a fixaci barev a snižuje tření a vrásky. CMC také propůjčuje látce měkkost a tuhost, v závislosti na DS a MW polymeru.
V těžebním průmyslu se CMC používá jako flokulant, inhibitor a modifikátor reologie při zpracování minerálů. Zlepšuje usazování a filtraci pevných látek, minimalizuje separaci od uhelné gangu a kontroluje viskozitu a stabilitu suspenze. CMC také snižuje dopad procesu těžby na životní prostředí minimalizací používání toxických chemikálií a vody.
na závěr
CMC je všestranná a cenná aditiva, která vykazuje jedinečné vlastnosti a viskozitu díky jeho chemické struktuře a interakci s vodou. Díky jeho rozpustnosti, schopnosti formování filmu, vazby a adheze jsou vhodné pro různé aplikace v potravinách, farmaceutickém, papírovém, textilním a těžebním sektoru. Viskozita roztoků CMC může být řízena několika faktory, jako je koncentrace, DS, MW, teplota a pH, a může být charakterizována jeho pseudoplastickým a smykovým chováním. CMC má pozitivní dopad na kvalitu, efektivitu a udržitelnost produktů a procesů, což z něj činí zásadní součást moderního průmyslu.
Čas příspěvku: září-25-2023