A carboximetilcelulosa (CMC) é un aditivo funcional amplamente usado en diversas industrias como alimentos, farmacéuticos, fabricación de papel, téxtiles e minería. Deriva da celulosa natural, que é abundante en plantas e outros materiais biolóxicos. CMC é un polímero soluble en auga con propiedades únicas, incluíndo viscosidade, hidratación, adhesión e adhesión.
Características CMC
CMC é un derivado de celulosa que se modifica químicamente introducindo grupos carboximetílicos na súa estrutura. Esta modificación aumenta a solubilidade e a hidrofilicidade da celulosa, mellorando así a funcionalidade. As propiedades dun CMC dependen do seu grao de substitución (DS) e do peso molecular (MW). DS defínese como o número medio de grupos carboximetílicos por unidade de glicosa na columna vertebral de celulosa, mentres que MW reflicte o tamaño e a distribución das cadeas de polímeros.
Unha das propiedades clave de CMC é a súa solubilidade en auga. O CMC é facilmente soluble en auga, formando unha solución viscosa con propiedades pseudoplásticas. Este comportamento reolóxico resulta de interaccións intermoleculares entre moléculas de CMC, obtendo unha diminución da viscosidade baixo o estrés do cizallamento. A natureza pseudoplástica das solucións CMC fai que sexan adecuadas para unha variedade de aplicacións como engrosadores, estabilizadores e axentes suspendidos.
Outra característica importante do CMC é a súa capacidade de formación de películas. As solucións CMC pódense publicar en películas con excelentes propiedades mecánicas, transparencia e flexibilidade. Estas películas pódense usar como revestimentos, laminados e materiais de envasado.
Ademais, CMC ten boas propiedades de unión e vinculación. Forma un forte vínculo con diferentes superficies, incluíndo madeira, metal, plástico e tecido. Esta propiedade levou ao uso de CMC na produción de revestimentos, adhesivos e tintas.
Viscosidade CMC
A viscosidade das solucións CMC depende de varios factores como a concentración, DS, MW, temperatura e PH. En xeral, as solucións CMC presentan maiores viscosidades a concentracións máis altas, DS e MW. A viscosidade tamén aumenta coa diminución da temperatura e o pH.
A viscosidade das solucións CMC está controlada pola interacción entre as cadeas de polímeros e as moléculas de disolvente na solución. As moléculas de CMC interactúan coas moléculas de auga a través de enlaces de hidróxeno, formando unha cuncha de hidratación arredor das cadeas de polímeros. Esta cuncha de hidratación reduce a mobilidade das cadeas de polímeros, aumentando así a viscosidade da solución.
O comportamento reolóxico das solucións CMC caracterízase por curvas de fluxo, que describen a relación entre o estrés do cizallamento e a taxa de cizalladura da solución. As solucións CMC presentan un comportamento de fluxo non newtoniano, o que significa que a súa viscosidade cambia coa taxa de cizalladura. A baixas taxas de cizallamento, a viscosidade das solucións CMC é maior, mentres que a altas taxas de cizallamento, a viscosidade diminúe. Este comportamento de adelgazamento do cizallamento débese a que as cadeas de polímeros se aliñan e se estenden baixo a tensión do cizallamento, obtendo forzas intermoleculares reducidas entre as cadeas e unha diminución da viscosidade.
Aplicación de CMC
O CMC é amplamente utilizado en diferentes campos debido ás súas propiedades únicas e ao comportamento reolóxico. Na industria alimentaria, CMC úsase como engrosamento, estabilizador, emulsionante e improvisación de textura. Engádese a alimentos como xeado, bebidas, salsas e cocidos para mellorar a súa textura, coherencia e vida útil. CMC tamén impide a formación de cristais de xeo en alimentos conxelados, obtendo un produto liso e cremoso.
Na industria farmacéutica, CMC úsase como aglutinante, axente de liberación desintegrante e controlado nas formulacións de tabletas. Mellora a compresibilidade e a fluidez do po e garanten a uniformidade e a estabilidade das tabletas. Debido ás súas propiedades mucoadhesivas e bioadhesivas, o CMC tamén se usa como excipiente en formulacións oftálmicas, nasais e orais.
Na industria do papel, o CMC úsase como aditivo final húmido, aglutinante de revestimento e axente de prensa. Mellora a retención e drenaxe da pulpa, aumenta a forza e a densidade do papel e proporciona unha superficie lisa e brillante. CMC tamén actúa como unha barreira de auga e petróleo, evitando que a tinta ou outros líquidos penetren no papel.
Na industria téxtil, CMC úsase como axente de tamaño, engrosamento de impresión e tinguindo auxiliar. Mellora a adhesión de fibras, aumenta a penetración e a fixación da cor e reduce a fricción e as engurras. O CMC tamén ofrece suavidade e rixidez ao tecido, dependendo do DS e MW do polímero.
Na industria mineira, o CMC úsase como modificador de floculante, inhibidor e reoloxía no procesamento de minerais. Mellora o asentamento e a filtración de sólidos, minimiza a separación do gangue de carbón e controla a viscosidade e a estabilidade da suspensión. CMC tamén reduce o impacto ambiental do proceso mineiro minimizando o uso de produtos químicos tóxicos e auga.
en conclusión
CMC é un aditivo versátil e valioso que presenta propiedades e viscosidade únicas debido á súa estrutura química e interacción coa auga. A súa solubilidade, capacidade de formación de películas, propiedades de unión e adhesión fan que sexa adecuado para diferentes aplicacións nos sectores alimentarios, farmacéuticos, papel, téxtiles e mineiros. A viscosidade das solucións CMC pode ser controlada por varios factores, como a concentración, DS, MW, temperatura e pH, e pode caracterizarse polo seu comportamento pseudoplástico e de delimitación. CMC ten un impacto positivo na calidade, eficiencia e sustentabilidade de produtos e procesos, o que o converte nunha parte esencial da industria moderna.
Tempo de publicación: 25-2023 de setembro