La carboximetilcelulosa (CMC) se obtiene tras la carboximetilación de la celulosa. Su solución acuosa tiene funciones de espesamiento, formación de película, unión, retención de agua, protección coloidal, emulsificación y suspensión. Se utiliza ampliamente en las industrias petrolera, alimentaria, farmacéutica, textil y papelera, y es uno de los éteres de celulosa más importantes. La celulosa natural es el polisacárido más abundante y ampliamente distribuido en la naturaleza, y sus fuentes son muy ricas. La tecnología actual de modificación de la celulosa se centra principalmente en la eterificación y la esterificación. La carboximetilación es un tipo de tecnología de eterificación.
propiedades físicas
La carboximetilcelulosa sódica (CMC) es un éter de celulosa aniónico, con aspecto de polvo fibroso floculante blanco o ligeramente amarillo, inodoro, insípido y no tóxico; fácilmente soluble en agua fría o caliente, formando una solución transparente de cierta viscosidad. La solución es neutra o ligeramente alcalina, insoluble en etanol, éter, isopropanol, acetona y otros disolventes orgánicos, soluble en una solución de etanol o acetona con un 60% de agua. Es higroscópica, estable a la luz y al calor, su viscosidad disminuye con el aumento de la temperatura, la solución es estable a pH 2-10; si el pH es inferior a 2, hay precipitación sólida y la viscosidad disminuye cuando el pH es superior a 10. La temperatura de decoloración es de 227 ℃, la temperatura de carbonización es de 252 ℃ y la tensión superficial de la solución acuosa al 2% es de 71 mn/n.
propiedades químicas
Se prepara a partir de derivados de celulosa de sustituyentes carboximetilo, tratando la celulosa con hidróxido de sodio para formar celulosa alcalina y luego reaccionando con ácido monocloroacético. La unidad de glucosa que constituye la celulosa tiene 3 grupos hidroxilo que pueden reemplazarse, por lo que se pueden obtener productos con diferentes grados de sustitución. En promedio, se introdujo 1 mmol de carboximetilo por 1 g de peso seco, que es insoluble en agua y ácido diluido, pero puede hincharse y usarse para cromatografía de intercambio iónico. El pKa del carboximetilo es de aproximadamente 4 en agua pura y de aproximadamente 3,5 en NaCl 0,5 mol/L. Es un intercambiador de cationes débilmente ácido y generalmente se usa para la separación de proteínas neutras y básicas a pH>4. Más del 40% de los grupos hidroxilo son reemplazados por grupos carboximetilo, que pueden disolverse en agua para formar una solución coloidal estable de alta viscosidad.
El propósito principal
La carboximetilcelulosa (CMC) es un polvo floculante blanco, inodoro y no tóxico, con un rendimiento estable y fácilmente soluble en agua. Su solución acuosa es un líquido viscoso, transparente, neutro o alcalino, soluble en otros pegamentos y resinas hidrosolubles e insoluble en disolventes orgánicos como el etanol. La CMC se puede utilizar como adhesivo, espesante, agente de suspensión, emulsionante, dispersante, estabilizador, encolante, etc.
La carboximetilcelulosa sódica (CMC) es el producto de mayor producción, el más utilizado y el de uso más conveniente entre los éteres de celulosa, conocido comúnmente como “glutamato monosódico industrial”.
1. Se utiliza para la perforación de petróleo y gas natural, excavación de pozos y otros proyectos.
① El lodo que contiene CMC puede hacer que la pared del pozo forme una torta de filtración delgada y firme con baja permeabilidad, lo que reduce la pérdida de agua.
② Después de agregar CMC al lodo, la plataforma de perforación puede obtener una fuerza de corte inicial baja, de modo que el lodo puede liberar fácilmente el gas envuelto en él y, al mismo tiempo, los escombros se descartan rápidamente en el pozo de lodo.
③El lodo de perforación, al igual que otras dispersiones de suspensión, tiene un cierto período de existencia y la adición de CMC puede hacerlo estable y prolongar el período de existencia.
④ El lodo que contiene CMC rara vez se ve afectado por el moho, por lo que no es necesario mantener un valor de pH alto ni utilizar conservantes.
5. Contiene CMC como agente de tratamiento de fluido de lavado de lodos de perforación, que puede resistir la contaminación de varias sales solubles.
⑥ El lodo que contiene CMC tiene buena estabilidad y puede reducir la pérdida de agua incluso si la temperatura es superior a 150 ℃.
El CMC con alta viscosidad y alto grado de sustitución es adecuado para lodos de baja densidad, y el CMC con baja viscosidad y alto grado de sustitución es adecuado para lodos de alta densidad. La selección del CMC debe determinarse según diferentes condiciones, como el tipo de lodo, la región y la profundidad del pozo.
2. Se utiliza en la industria textil, de impresión y teñido. La industria textil utiliza CMC como agente de encolado para el encolado de hilos ligeros de algodón, seda, lana, fibras químicas, mezclas y otros materiales resistentes.
3. En la industria papelera, el CMC se puede utilizar como suavizante y encolador de superficies de papel. Añadir entre un 0,1 % y un 0,3 % de CMC a la pulpa puede mejorar la resistencia a la tracción del papel entre un 40 % y un 50 %, aumentar la resistencia a la compresión un 50 % y aumentar la amasabilidad de 4 a 5 veces.
4. La CMC se puede utilizar como adsorbente de suciedad cuando se añade a detergentes sintéticos; en productos químicos cotidianos como la industria de la pasta de dientes, la solución acuosa de glicerina CMC se utiliza como base de goma para la pasta de dientes; en la industria farmacéutica se utiliza como espesante y emulsionante; la solución acuosa de CMC se espesa y se utiliza para el procesamiento de minerales flotantes, etc.
5. En la industria cerámica, se puede utilizar como adhesivo, plastificante, agente de suspensión para esmaltes, agente fijador de color, etc.
6. Se utiliza en la construcción para mejorar la retención de agua y la resistencia.
7. Se utiliza en la industria alimentaria. La CMC, con un alto grado de sustitución, se utiliza como espesante para helados, alimentos enlatados, fideos de cocción rápida y estabilizador de espuma para cerveza, entre otros. Se utiliza como espesante, aglutinante o excipiente.
8. La industria farmacéutica selecciona CMC con la viscosidad adecuada como aglutinante de comprimidos, desintegrante y agente de suspensión para suspensiones.
Hora de publicación: 03-nov-2022