1. Brève introduction à la carboxyméthylcellulose
Nom anglais : Carboxylmethylcellulose
Abréviation : CMC
La formule moléculaire est variable : [C6H7O2(OH)2CH2COONa]n
Aspect : poudre granuleuse fibreuse blanche ou jaune clair.
Solubilité dans l'eau : facilement soluble dans l'eau, formant un colloïde visqueux transparent, et la solution est neutre ou légèrement alcaline.
Caractéristiques : Composé moléculaire élevé de colloïde tensioactif, inodore, sans goût et non toxique.
La cellulose naturelle est largement répandue dans la nature et constitue le polysaccharide le plus abondant. Cependant, en production, elle se présente généralement sous forme de carboxyméthylcellulose sodique ; son nom complet devrait donc être « carboxyméthylcellulose sodique », ou CMC-Na. Elle est largement utilisée dans l'industrie, la construction, la médecine, l'alimentation, le textile, la céramique et d'autres domaines.
2. Technologie de la carboxyméthylcellulose
La technologie de modification de la cellulose comprend : l’éthérification et l’estérification.
Transformation de la carboxyméthylcellulose : réaction de carboxyméthylation dans la technologie d'éthérification, la cellulose est carboxyméthylée pour obtenir de la carboxyméthylcellulose, appelée CMC.
Fonctions de la solution aqueuse de carboxyméthylcellulose : épaississement, formation de film, liaison, rétention d'eau, protection colloïdale, émulsification et suspension.
3. Réaction chimique de la carboxyméthylcellulose
Réaction d'alcalinisation de la cellulose :
[C6H7O2(OH)3]n + nNaOH→[C6H7O2(OH)2ONa]n + nH2O
La réaction d'éthérification de l'acide monochloroacétique après la cellulose alcaline :
[C6H7O2(OH)2ONa]n + nClCH2COONa →[C6H7O2(OH)2OCH2COONa]n + nNaC
Par conséquent : la formule chimique pour former la carboxyméthylcellulose est : Cell-O-CH2-COONa NaCMC
Carboxyméthylcellulose sodique(NaCMC ou CMC en abrégé) est un éther de cellulose hydrosoluble qui peut faire varier la viscosité des formulations de solutions aqueuses les plus couramment utilisées de quelques cP à plusieurs milliers de cP.
4. Caractéristiques du produit de la carboxyméthylcellulose
1. Stockage de la solution aqueuse de CMC : elle est stable à basse température ou à la lumière du soleil, mais son acidité et son alcalinité varient en fonction de la température. Sous l'influence des rayons ultraviolets ou des micro-organismes, sa viscosité diminue, voire s'altère. En cas de stockage prolongé, un conservateur approprié doit être ajouté.
2. Méthode de préparation de la solution aqueuse de CMC : mouiller d'abord uniformément les particules, ce qui peut augmenter considérablement le taux de dissolution.
3. Le CMC est hygroscopique et doit être protégé de l’humidité pendant le stockage.
4. Les sels de métaux lourds tels que le zinc, le cuivre, le plomb, l’aluminium, l’argent, le fer, l’étain et le chrome peuvent provoquer la précipitation du CMC.
5. La précipitation se produit dans la solution aqueuse en dessous de PH 2,5, qui peut être récupérée après neutralisation en ajoutant un alcali.
6. Bien que les sels tels que le calcium, le magnésium et le sel de table n’aient pas d’effet de précipitation sur la CMC, ils réduiront la viscosité de la solution.
7. Le CMC est compatible avec d’autres colles, assouplissants et résines hydrosolubles.
8. En raison de différents traitements, l'apparence du CMC peut être une poudre fine, un grain grossier ou fibreux, ce qui n'a rien à voir avec les propriétés physiques et chimiques.
9. La méthode d'utilisation de la poudre CMC est simple. Elle peut être ajoutée directement et dissoute dans de l'eau froide ou tiède à 40-50 °C.
5. Degré de substitution et solubilité de la carboxyméthylcellulose
Le degré de substitution désigne le nombre moyen de groupes carboxyméthyle de sodium attachés à chaque unité cellulosique ; sa valeur maximale est de 3, mais le NaCMC le plus utilisé industriellement est celui dont le degré de substitution varie de 0,5 à 1,2. Les propriétés du NaCMC dont le degré de substitution est de 0,2 à 0,3 sont très différentes de celles du NaCMC dont le degré de substitution est de 0,7 à 0,8. Le premier n'est que partiellement soluble dans l'eau à pH 7, tandis que le second l'est totalement. L'inverse est vrai en milieu alcalin.
6. Degré de polymérisation et viscosité de la carboxyméthylcellulose
Degré de polymérisation : désigne la longueur de la chaîne cellulosique, qui détermine la viscosité. Plus la chaîne cellulosique est longue, plus la viscosité est élevée, tout comme celle de la solution de NaCMC.
Viscosité : La solution de NaCMC est un liquide non newtonien, et sa viscosité apparente diminue lorsque la force de cisaillement augmente. Après l'arrêt de l'agitation, la viscosité a augmenté proportionnellement jusqu'à rester stable. La solution est donc thixotrope.
7. Domaine d'application de la carboxyméthylcellulose
1. Industrie de la construction et de la céramique
(1) Revêtements architecturaux : bonne dispersion, distribution uniforme du revêtement ; pas de stratification, bonne stabilité ; bon effet épaississant, viscosité du revêtement réglable.
(2) Industrie céramique : utilisé comme liant vierge pour améliorer la plasticité de l'argile de poterie ; glaçure durable.
2. Industries du lavage, des cosmétiques, du tabac, de l'impression et de la teinture des textiles
(1) Lavage : du CMC est ajouté au détergent pour empêcher la saleté lavée de se redéposer sur le tissu.
(2) Cosmétiques : épaississant, dispersant, suspendant, stabilisant, etc. Il est avantageux de donner pleinement vie aux diverses propriétés des cosmétiques.
(3) Tabac : Le CMC est utilisé pour coller les feuilles de tabac, ce qui permet d'utiliser efficacement les copeaux et de réduire la quantité de feuilles de tabac brutes.
(4) Textile : En tant qu'agent de finition pour les tissus, le CMC peut réduire le saut de fil et la rupture des extrémités sur les métiers à tisser à grande vitesse.
(5) Impression et teinture : Il est utilisé dans la pâte d'impression, ce qui peut améliorer la capacité hydrophile et pénétrante des colorants, rendre la teinture uniforme et réduire la différence de couleur.
3. Industrie des bobines anti-moustiques et des baguettes de soudage
(1) Bobines anti-moustiques : le CMC est utilisé dans les bobines anti-moustiques pour améliorer la résistance des bobines anti-moustiques et les rendre moins susceptibles de se casser et de se briser.
(2) Électrode : Le CMC est utilisé comme agent de glaçage pour rendre le revêtement céramique mieux collé et formé, avec de meilleures performances de brossage, et il a également des performances de combustion à haute température.
4. L'industrie du dentifrice
(1) Le CMC présente une bonne compatibilité avec diverses matières premières utilisées dans les dentifrices ;
(2) La pâte est délicate, ne sépare pas l'eau, ne pèle pas, ne s'épaissit pas et possède une mousse riche ;
(3) Bonne stabilité et consistance appropriée, ce qui peut donner au dentifrice une bonne forme, une bonne rétention et un goût particulièrement confortable ;
(4) Résistant aux changements de température, hydratant et fixateur de parfum.
(5) Petit cisaillement et queues dans les boîtes.
5. Industrie alimentaire
(1) Boissons acides : comme stabilisant, par exemple, pour empêcher la précipitation et la stratification des protéines dans le yaourt en raison de l'agrégation ; meilleur goût après dissolution dans l'eau ; bonne uniformité de substitution.
(2) Crème glacée : Faire en sorte que l'eau, la graisse, les protéines, etc. forment un mélange uniforme, dispersé et stable pour éviter les cristaux de glace.
(3) Pain et pâtisserie : le CMC peut contrôler la viscosité de la pâte, améliorer la rétention d'humidité et la durée de conservation du produit.
(4) Nouilles instantanées : augmentent la ténacité et la résistance à la cuisson des nouilles ; elles ont une bonne formabilité dans les biscuits et les crêpes, et la surface du gâteau est lisse et difficile à casser.
(5) Pâte instantanée : comme base de gomme.
(6) La CMC est physiologiquement inerte et n'a aucune valeur calorique. Il est donc possible de produire des aliments hypocaloriques.
6. Industrie du papier
Le CMC est utilisé pour l'encollage du papier, ce qui lui confère une densité élevée, une bonne résistance à la pénétration de l'encre, une excellente rétention de cire et un bon lissé. Lors de la coloration du papier, il permet de contrôler l'aptitude au laminage de la pâte colorante ; il peut améliorer l'adhérence entre les fibres du papier, améliorant ainsi sa résistance et sa résistance au pliage.
7. Industrie pétrolière
Le CMC est utilisé dans le forage pétrolier et gazier, le creusement de puits et d’autres projets.
8. Autres
Adhésifs pour chaussures, chapeaux, crayons, etc., cirages et colorants pour cuir, stabilisateurs pour extincteurs à mousse, etc.
Date de publication : 04/01/2023