Natriumcarboxymethylcelluloseviskosität

Die Viskosität von Natriumcarboxymethylcellulose wird je nach Verwendungszweck in verschiedene Klassen unterteilt. Die Viskosität von Waschmitteln liegt bei 10–70 (unter 100), die Obergrenze für die Viskosität in der Baudekoration und anderen Industrien liegt bei 200–1200, und die Viskosität von Lebensmitteln ist sogar noch höher. Sie liegen alle über 1000, und die Viskosität verschiedener Industrien ist unterschiedlich.

Wegen der vielfältigen Einsatzmöglichkeiten.
Die Viskosität von Natriumcarboxymethylcellulose wird durch ihre relative Molekülmasse, Konzentration, Temperatur und ihren pH-Wert beeinflusst. Sie wird mit Ethyl- oder Carboxypropylcellulose, Gelatine, Xanthangummi, Carrageen, Johannisbrotkernmehl, Guarkernmehl, Agar, Natriumalginat, Pektin, Gummi arabicum und Stärke gemischt, und ihre Derivate weisen eine gute Verträglichkeit auf (d. h. synergistische Wirkung).

Bei einem pH-Wert von 7 ist die Viskosität der Natriumcarboxymethylcelluloselösung am höchsten, bei einem pH-Wert von 4–11 ist sie relativ stabil. Carboxymethylcellulose in Form von Alkalimetall- und Ammoniumsalzen ist wasserlöslich. Zweiwertige Metallionen wie Ca2+, Mg2+ und Fe2+ können ihre Viskosität beeinflussen. Schwermetalle wie Silber, Barium, Chrom oder Fe3+ können sie aus der Lösung ausfällen. Wird die Ionenkonzentration kontrolliert, beispielsweise durch Zugabe des Chelatbildners Zitronensäure, kann eine viskosere Lösung entstehen, die zu weichem oder hartem Gummi führt.

Natriumcarboxymethylcellulose ist eine Art natürlicher Cellulose, die im Allgemeinen aus Baumwolllinter oder Holzzellstoff als Rohstoffe hergestellt und unter alkalischen Bedingungen einer Veretherungsreaktion mit Monochloressigsäure unterzogen wird.

Je nach Spezifikation der Rohstoffe und der Substitution des Hydroxylwasserstoffs in der Cellulose-D-Glucose-Einheit durch die Carboxymethylgruppe werden wasserlösliche Polymerverbindungen mit unterschiedlichem Substitutionsgrad und unterschiedlicher Molekulargewichtsverteilung erhalten.

Da Natriumcarboxymethylcellulose über viele einzigartige und hervorragende Eigenschaften verfügt, wird sie häufig in der täglichen chemischen Industrie, in der Lebensmittel- und Medizinindustrie sowie in anderen industriellen Produktionen eingesetzt.

Einer der wichtigsten Indikatoren für Natriumcarboxymethylcellulose ist die Viskosität. Der Viskositätswert hängt von verschiedenen Faktoren wie Konzentration, Temperatur und Schergeschwindigkeit ab. Faktoren wie Konzentration, Temperatur und Schergeschwindigkeit sind jedoch die externen Faktoren, die die Viskosität von Natriumcarboxymethylcellulose beeinflussen.

Das Molekulargewicht und die Molekulargewichtsverteilung sind die internen Faktoren, die die Viskosität der Natriumcarboxymethylcelluloselösung beeinflussen. Für die Produktionskontrolle und Produktleistungsentwicklung von Natriumcarboxymethylcellulose ist die Untersuchung des Molekulargewichts und der Molekulargewichtsverteilung ein äußerst wichtiger Referenzwert, während die Messung der Viskosität nur eine gewisse Referenzfunktion hat.

Newtons Gesetze in der Rheologie. Bitte lesen Sie den relevanten Inhalt der „Rheologie“ in der physikalischen Chemie. Es ist schwierig, sie in ein oder zwei Sätzen zu erklären. Kurz gesagt: Bei einer verdünnten cmc-Lösung, die einer Newtonschen Flüssigkeit nahe kommt, ist die Scherspannung proportional zur Schneidkantengeschwindigkeit, und der Proportionalitätskoeffizient zwischen beiden wird als Viskositätskoeffizient oder kinematische Viskosität bezeichnet.

Die Viskosität ergibt sich aus den Kräften zwischen den Molekülketten der Cellulose, einschließlich Dispersionskräften und Wasserstoffbrücken. Insbesondere die Polymerisation von Cellulosederivaten ist keine lineare, sondern eine vielverzweigte Struktur. In der Lösung sind viele vielverzweigte Celluloseketten zu einer räumlichen Netzwerkstruktur verflochten. Je dichter die Struktur, desto größer sind die Kräfte zwischen den Molekülketten in der resultierenden Lösung.

Um in einer verdünnten Lösung von Cellulosederivaten eine Strömung zu erzeugen, muss die Kraft zwischen den Molekülketten überwunden werden. Daher erfordert eine Lösung mit hohem Polymerisationsgrad eine höhere Kraft zur Erzeugung einer Strömung. Bei der Viskositätsmessung wirkt die Schwerkraft auf die CMC-Lösung. Unter konstanter Schwerkraft übt die Kettenstruktur der CMC-Lösung mit hohem Polymerisationsgrad eine große Kraft aus, und die Strömung ist langsam. Die langsame Strömung spiegelt die Viskosität wider.

Die Viskosität von Natriumcarboxymethylcellulose hängt hauptsächlich vom Molekulargewicht ab und hat wenig mit dem Substitutionsgrad zu tun. Je höher der Substitutionsgrad, desto höher das Molekulargewicht, da das Molekulargewicht der substituierten Carboxymethylgruppe größer ist als das der vorherigen Hydroxylgruppe.

Das Natriumsalz des Cellulosecarboxymethylethers, ein anionischer Celluloseether, ist ein weißes oder milchig-weißes faseriges Pulver oder Granulat mit einer Dichte von 0,5–0,7 g/cm³, nahezu geruchlos, geschmacklos und hygroskopisch. Es lässt sich leicht in Wasser dispergieren und bildet eine transparente kolloidale Lösung. Es ist unlöslich in organischen Lösungsmitteln wie Ethanol. Der pH-Wert einer 1%igen wässrigen Lösung liegt zwischen 6,5 und 8,5. Bei einem pH-Wert > 10 oder < 5 nimmt die Viskosität von Natriumcarboxymethylcellulose deutlich ab, und die beste Leistung wird bei einem pH-Wert von 7 erreicht.

Es ist thermisch stabil. Die Viskosität steigt unter 20 °C schnell an und verändert sich bei 45 °C langsam. Längeres Erhitzen über 80 °C kann das Kolloid denaturieren und die Viskosität sowie die Leistung deutlich reduzieren. Es ist leicht wasserlöslich und die Lösung ist transparent; es ist in alkalischer Lösung sehr stabil und hydrolysiert leicht in Gegenwart von Säure. Bei einem pH-Wert von 2–3 fällt es aus.