Carboxymethylcellulose (CMC) یک افزودنی کاربردی است که به طور گسترده در صنایع مختلف مانند مواد غذایی ، داروسازی ، پاپرم سازی ، منسوجات و معدن مورد استفاده قرار می گیرد. از سلولز طبیعی حاصل می شود ، که در گیاهان و سایر مواد بیولوژیکی فراوان است. CMC یک پلیمر محلول در آب با خواص منحصر به فرد از جمله ویسکوزیته ، هیدراتاسیون ، چسبندگی و چسبندگی است.
خصوصیات CMC
CMC یک مشتق سلولز است که با معرفی گروه های کربوکسی متیل در ساختار آن از نظر شیمیایی اصلاح می شود. این اصلاح باعث افزایش حلالیت و آبگریز سلولز می شود و در نتیجه عملکرد را بهبود می بخشد. خواص یک CMC به میزان تعویض آن (DS) و وزن مولکولی (MW) بستگی دارد. DS به عنوان میانگین تعداد گروه های کربوکسی متیل در واحد گلوکز در ستون فقرات سلولز تعریف شده است ، در حالی که MW نشان دهنده اندازه و توزیع زنجیره های پلیمری است.
یکی از خصوصیات اصلی CMC حلالیت آب آن است. CMC به راحتی در آب محلول است و یک محلول چسبناک با خواص شبه پلاستیک تشکیل می دهد. این رفتار رئولوژیکی ناشی از فعل و انفعالات بین مولکولی بین مولکول های CMC است و در نتیجه کاهش استرس زیر برشی ویسکوزیته ایجاد می شود. ماهیت شبه پلاستیک راه حل های CMC باعث می شود که آنها برای انواع کاربردهای مختلف مانند ضخیم کننده ها ، تثبیت کننده ها و عوامل تعلیق مناسب باشند.
یکی دیگر از ویژگی های مهم CMC ، توانایی فیلم سازی آن است. راه حل های CMC را می توان در فیلم هایی با خصوصیات مکانیکی عالی ، شفافیت و انعطاف پذیری قرار داد. از این فیلم ها می توان به عنوان پوشش ، لمینت و مواد بسته بندی استفاده کرد.
علاوه بر این ، CMC خاصیت پیوند و پیوند خوبی دارد. این پیوند قوی با سطوح مختلف از جمله چوب ، فلز ، پلاستیک و پارچه تشکیل می دهد. این خاصیت منجر به استفاده از CMC در تولید پوشش ، چسب و جوهر شده است.
ویسکوزیته CMC
ویسکوزیته محلول های CMC به چندین عامل مانند غلظت ، DS ، MW ، دما و pH بستگی دارد. به طور کلی ، راه حل های CMC ویسکوزیته بالاتری را در غلظت های بالاتر ، DS و MW نشان می دهد. ویسکوزیته همچنین با کاهش دما و pH افزایش می یابد.
ویسکوزیته محلول های CMC با تعامل بین زنجیره های پلیمری و مولکول های حلال در محلول کنترل می شود. مولکول های CMC از طریق پیوندهای هیدروژن با مولکول های آب در تعامل هستند و یک پوسته هیدراتاسیون را در اطراف زنجیره های پلیمری تشکیل می دهند. این پوسته هیدراتاسیون تحرک زنجیرهای پلیمری را کاهش می دهد و در نتیجه ویسکوزیته محلول را افزایش می دهد.
رفتار رئولوژیکی راه حل های CMC با منحنی های جریان مشخص می شود ، که رابطه بین استرس برشی و میزان برشی محلول را توصیف می کند. راه حل های CMC رفتار جریان غیر نیوتونی را نشان می دهد ، به این معنی که ویسکوزیته آنها با میزان برشی تغییر می کند. در نرخ برشی پایین ، ویسکوزیته محلول های CMC بیشتر است ، در حالی که با نرخ برشی بالا ، ویسکوزیته کاهش می یابد. این رفتار نازک شدن برشی به دلیل تراز کردن زنجیره های پلیمری و کشش استرس زیر برشی است و در نتیجه باعث کاهش نیروهای بین مولکولی بین زنجیرها و کاهش ویسکوزیته می شود.
استفاده از CMC
CMC به دلیل خاصیت منحصر به فرد و رفتار رئولوژیکی به طور گسترده در زمینه های مختلف مورد استفاده قرار می گیرد. در صنایع غذایی از CMC به عنوان ضخیم کننده ، تثبیت کننده ، امولسیفایر و بافت استفاده می شود. برای بهبود بافت ، قوام و ماندگاری آنها به غذاهایی مانند بستنی ، نوشیدنی ، سس و کالاهای پخته شده اضافه می شود. CMC همچنین از تشکیل کریستال های یخ در غذاهای منجمد جلوگیری می کند و در نتیجه محصولی صاف و خامه ای ایجاد می شود.
در صنعت داروسازی ، از CMC به عنوان اتصال دهنده ، تجزیه کننده و عامل رهاسازی کنترل شده در فرمولاسیون قرص استفاده می شود. تراکم و سیالیت پودر را بهبود بخشید و از یکنواختی و پایداری قرص ها اطمینان حاصل کنید. با توجه به خاصیت مخاطی و بیولوژیکی آن ، از CMC نیز به عنوان یک ماده تحریک کننده در فرمولاسیون چشم ، بینی و دهان استفاده می شود.
در صنعت کاغذ ، CMC به عنوان یک افزودنی خیس ، اتصال دهنده پوشش و عامل مطبوعات اندازه گیری استفاده می شود. این باعث افزایش احتباس و زهکشی پالپ ، افزایش استحکام و تراکم کاغذ می شود و یک سطح صاف و براق را فراهم می کند. CMC همچنین به عنوان سد آب و روغن عمل می کند و از نفوذ جوهر یا سایر مایعات به کاغذ جلوگیری می کند.
در صنعت نساجی ، CMC به عنوان عامل اندازه ، ضخیم کننده چاپ و کمکی رنگ آمیزی استفاده می شود. چسبندگی فیبر را بهبود می بخشد ، نفوذ و تثبیت رنگ را تقویت می کند و اصطکاک و چین و چروک را کاهش می دهد. CMC همچنین بسته به DS و MW پلیمر ، نرمی و سفتی را به پارچه منتقل می کند.
در صنعت معدن ، CMC به عنوان اصلاح کننده فلوکولانت ، مهار کننده و رئولوژی در پردازش معدنی استفاده می شود. این امر باعث تسویه و تصفیه مواد جامد می شود ، جدایی از باند زغال سنگ را به حداقل می رساند و ویسکوزیته و ثبات تعلیق را کنترل می کند. CMC همچنین با به حداقل رساندن استفاده از مواد شیمیایی سمی و آب ، تأثیر محیطی فرآیند معدن را کاهش می دهد.
در نتیجه
CMC یک افزودنی همه کاره و با ارزش است که به دلیل ساختار شیمیایی و تعامل با آب ، خواص و ویسکوزیته منحصر به فردی را نشان می دهد. حلالیت ، توانایی فیلم سازی ، خصوصیات اتصال و چسبندگی آن را برای کاربردهای مختلف در بخش های غذایی ، دارویی ، کاغذ ، نساجی و معدن مناسب می کند. ویسکوزیته محلول های CMC را می توان توسط چندین عامل مانند غلظت ، DS ، MW ، دما و pH کنترل کرد و با رفتار شبه پلاستیک و نازک آن قابل توصیف است. CMC تأثیر مثبتی بر کیفیت ، کارآیی و پایداری محصولات و فرآیندها دارد و آن را به بخشی اساسی از صنعت مدرن تبدیل می کند.
زمان پست: سپتامبر 25-2023