કાર્બોક્સિમિથાઈલ સેલ્યુલોઝના ગુણધર્મો અને ઉપયોગો

1. કાર્બોક્સિમિથાઈલ સેલ્યુલોઝનો સંક્ષિપ્ત પરિચય

અંગ્રેજી નામ: કાર્બોક્સિલ મિથાઈલ સેલ્યુલોઝ

સંક્ષેપ: સીએમસી

આણ્વિક સૂત્ર ચલ છે: [C6H7O2(OH)2CH2COONa]n

દેખાવ: સફેદ અથવા આછો પીળો તંતુમય દાણાદાર પાવડર.

પાણીમાં દ્રાવ્યતા: પાણીમાં સરળતાથી દ્રાવ્ય, પારદર્શક ચીકણું કોલોઇડ બનાવે છે, અને દ્રાવણ તટસ્થ અથવા સહેજ આલ્કલાઇન હોય છે.

વિશેષતાઓ: સપાટી સક્રિય કોલોઇડનું ઉચ્ચ પરમાણુ સંયોજન, ગંધહીન, સ્વાદહીન અને બિન-ઝેરી.

કુદરતી સેલ્યુલોઝ પ્રકૃતિમાં વ્યાપકપણે વિતરિત થાય છે અને તે સૌથી વધુ વિપુલ પ્રમાણમાં પોલિસેકરાઇડ છે. પરંતુ ઉત્પાદનમાં, સેલ્યુલોઝ સામાન્ય રીતે સોડિયમ કાર્બોક્સિમિથાઇલ સેલ્યુલોઝના સ્વરૂપમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે, તેથી તેનું પૂરું નામ સોડિયમ કાર્બોક્સિમિથાઇલ સેલ્યુલોઝ, અથવા CMC-Na હોવું જોઈએ. ઉદ્યોગ, બાંધકામ, દવા, ખોરાક, કાપડ, સિરામિક્સ અને અન્ય ક્ષેત્રોમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે.

2. કાર્બોક્સિમિથાઈલ સેલ્યુલોઝ ટેકનોલોજી

સેલ્યુલોઝની ફેરફાર તકનીકમાં શામેલ છે: ઇથેરિફિકેશન અને એસ્ટેરિફિકેશન.

કાર્બોક્સિમિથાઈલ સેલ્યુલોઝનું રૂપાંતર: ઈથેરિફિકેશન ટેકનોલોજીમાં કાર્બોક્સિમિથાઈલેશન પ્રતિક્રિયા, સેલ્યુલોઝને કાર્બોક્સિમિથાઈલ સેલ્યુલોઝ મેળવવા માટે કાર્બોક્સિમિથાઈલેટેડ કરવામાં આવે છે, જેને CMC તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

કાર્બોક્સિમિથાઇલ સેલ્યુલોઝ જલીય દ્રાવણના કાર્યો: જાડું થવું, ફિલ્મ બનાવવી, બંધન, પાણી જાળવી રાખવું, કોલોઇડ રક્ષણ, પ્રવાહી મિશ્રણ અને સસ્પેન્શન.

3. કાર્બોક્સિમિથાઈલ સેલ્યુલોઝની રાસાયણિક પ્રતિક્રિયા

સેલ્યુલોઝ આલ્કલાઈઝેશન પ્રતિક્રિયા:

[C6H7O2(OH) 3]n + nNaOH→[C6H7O2(OH) 2ONa ]n + nH2O

આલ્કલી સેલ્યુલોઝ પછી મોનોક્લોરોએસેટિક એસિડની ઇથેરિફિકેશન પ્રતિક્રિયા:

[C6H7O2(OH) 2ONa ]n + nClCH2COONa →[C6H7O2(OH) 2OCH2COONa ]n + nNaC

તેથી: કાર્બોક્સિમિથાઈલ સેલ્યુલોઝ બનાવવાનું રાસાયણિક સૂત્ર છે: સેલ-O-CH2-COONa NaCMC

સોડિયમ કાર્બોક્સિમિથાઈલ સેલ્યુલોઝ(NaCMC અથવા ટૂંકમાં CMC) એ પાણીમાં દ્રાવ્ય સેલ્યુલોઝ ઈથર છે જે સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતા જલીય દ્રાવણ ફોર્મ્યુલેશનની સ્નિગ્ધતા થોડા cP થી કેટલાક હજાર cP સુધી બદલી શકે છે.

4. કાર્બોક્સિમિથાઈલ સેલ્યુલોઝની ઉત્પાદન લાક્ષણિકતાઓ

1. CMC જલીય દ્રાવણનો સંગ્રહ: તે નીચા તાપમાને અથવા સૂર્યપ્રકાશમાં સ્થિર રહે છે, પરંતુ તાપમાનમાં ફેરફારને કારણે દ્રાવણની એસિડિટી અને ક્ષારતા બદલાશે. અલ્ટ્રાવાયોલેટ કિરણો અથવા સુક્ષ્મસજીવોના પ્રભાવ હેઠળ, દ્રાવણની સ્નિગ્ધતા ઘટશે અથવા દૂષિત પણ થશે. જો લાંબા ગાળાના સંગ્રહની જરૂર હોય, તો યોગ્ય પ્રિઝર્વેટિવ ઉમેરવું જોઈએ.

2. CMC જલીય દ્રાવણ તૈયાર કરવાની પદ્ધતિ: પહેલા કણોને એકસરખી ભીના કરો, જે વિસર્જન દરમાં નોંધપાત્ર વધારો કરી શકે છે.

૩. સીએમસી હાઇગ્રોસ્કોપિક છે અને સંગ્રહ દરમિયાન તેને ભેજથી સુરક્ષિત રાખવું જોઈએ.

૪. ઝીંક, તાંબુ, સીસું, એલ્યુમિનિયમ, ચાંદી, લોખંડ, ટીન અને ક્રોમિયમ જેવા ભારે ધાતુઓના ક્ષાર CMC અવક્ષેપનું કારણ બની શકે છે.

5. PH2.5 ની નીચેના જલીય દ્રાવણમાં વરસાદ થાય છે, જેને ક્ષાર ઉમેરીને તટસ્થ કર્યા પછી પુનઃપ્રાપ્ત કરી શકાય છે.

૬. કેલ્શિયમ, મેગ્નેશિયમ અને ટેબલ સોલ્ટ જેવા ક્ષાર CMC પર વરસાદની અસર કરતા નથી, છતાં તેઓ દ્રાવણની સ્નિગ્ધતા ઘટાડશે.

7. CMC અન્ય પાણીમાં દ્રાવ્ય ગુંદર, સોફ્ટનર અને રેઝિન સાથે સુસંગત છે.

8. વિવિધ પ્રક્રિયાને કારણે, CMC નો દેખાવ બારીક પાવડર, બરછટ અનાજ અથવા તંતુમય હોઈ શકે છે, જેનો ભૌતિક અને રાસાયણિક ગુણધર્મો સાથે કોઈ સંબંધ નથી.

9. CMC પાવડરનો ઉપયોગ કરવાની પદ્ધતિ સરળ છે. તેને સીધા ઉમેરી શકાય છે અને 40-50°C તાપમાને ઠંડા પાણી અથવા ગરમ પાણીમાં ઓગાળી શકાય છે.

5. કાર્બોક્સિમિથાઈલ સેલ્યુલોઝના અવેજીકરણ અને દ્રાવ્યતાની ડિગ્રી

પ્રતિસ્થાપનની ડિગ્રી દરેક સેલ્યુલોઝ એકમ સાથે જોડાયેલા સોડિયમ કાર્બોક્સિમિથાઇલ જૂથોની સરેરાશ સંખ્યાનો ઉલ્લેખ કરે છે; પ્રતિસ્થાપનની ડિગ્રીનું મહત્તમ મૂલ્ય 3 છે, પરંતુ સૌથી વધુ ઔદ્યોગિક રીતે ઉપયોગી NaCMC છે જેની પ્રતિસ્થાપનની ડિગ્રી 0.5 થી 1.2 સુધી બદલાય છે. 0.2-0.3 ની પ્રતિસ્થાપનની ડિગ્રી સાથે NaCMC ના ગુણધર્મો 0.7-0.8 ની પ્રતિસ્થાપનની ડિગ્રી સાથે NaCMC કરતા તદ્દન અલગ છે. પહેલું pH 7 પાણીમાં ફક્ત આંશિક રીતે દ્રાવ્ય છે, પરંતુ બાદમાં સંપૂર્ણપણે દ્રાવ્ય છે. આલ્કલાઇન પરિસ્થિતિઓમાં વિપરીત સાચું છે.

6. કાર્બોક્સિમિથાઈલ સેલ્યુલોઝની પોલિમરાઇઝેશન ડિગ્રી અને સ્નિગ્ધતા

પોલિમરાઇઝેશન ડિગ્રી: સેલ્યુલોઝ સાંકળની લંબાઈનો ઉલ્લેખ કરે છે, જે સ્નિગ્ધતા નક્કી કરે છે. સેલ્યુલોઝ સાંકળ જેટલી લાંબી હશે, સ્નિગ્ધતા વધારે હશે, અને NaCMC દ્રાવણ પણ એટલું જ હશે.

સ્નિગ્ધતા: NaCMC દ્રાવણ એ ન્યુટોનિયન પ્રવાહી નથી, અને જ્યારે શીયર ફોર્સ વધે છે ત્યારે તેની સ્પષ્ટ સ્નિગ્ધતા ઘટે છે. હલાવવાનું બંધ કર્યા પછી, સ્નિગ્ધતા પ્રમાણસર વધે છે જ્યાં સુધી તે સ્થિર રહે નહીં. એટલે કે, દ્રાવણ થિક્સોટ્રોપિક છે.

7. કાર્બોક્સિમિથાઈલ સેલ્યુલોઝની એપ્લિકેશન શ્રેણી

૧. બાંધકામ અને સિરામિક ઉદ્યોગ

(1) આર્કિટેક્ચરલ કોટિંગ્સ: સારું વિક્ષેપ, એકસમાન કોટિંગ વિતરણ; કોઈ સ્તરીકરણ નહીં, સારી સ્થિરતા; સારી જાડાઈ અસર, એડજસ્ટેબલ કોટિંગ સ્નિગ્ધતા.

(2) સિરામિક ઉદ્યોગ: માટીકામની માટીની પ્લાસ્ટિસિટી સુધારવા માટે ખાલી બાઈન્ડર તરીકે ઉપયોગ થાય છે; ટકાઉ ગ્લેઝ.

૨. ધોવા, સૌંદર્ય પ્રસાધનો, તમાકુ, કાપડ છાપકામ અને રંગકામ ઉદ્યોગો

(૧) ધોવા: ધોવાઇ ગયેલી ગંદકીને કાપડ પર ફરીથી જમા થતી અટકાવવા માટે ડિટર્જન્ટમાં CMC ઉમેરવામાં આવે છે.

(૨) સૌંદર્ય પ્રસાધનો: જાડું થવું, વિખેરવું, સ્થગિત કરવું, સ્થિર કરવું, વગેરે. સૌંદર્ય પ્રસાધનોના વિવિધ ગુણધર્મોને સંપૂર્ણ રીતે રજૂ કરવું ફાયદાકારક છે.

(૩) તમાકુ: સીએમસીનો ઉપયોગ તમાકુના ચાદરને બાંધવા માટે થાય છે, જે અસરકારક રીતે ચિપ્સનો ઉપયોગ કરી શકે છે અને કાચા તમાકુના પાનનું પ્રમાણ ઘટાડી શકે છે.

(૪) કાપડ: કાપડ માટે ફિનિશિંગ એજન્ટ તરીકે, CMC હાઇ-સ્પીડ લૂમ પર યાર્ન સ્કિપિંગ અને એન્ડ બ્રેકેજ ઘટાડી શકે છે.

(૫) પ્રિન્ટિંગ અને ડાઈંગ: તેનો ઉપયોગ પ્રિન્ટિંગ પેસ્ટમાં થાય છે, જે રંગોની હાઇડ્રોફિલિક અને પેનિટ્રેટિંગ ક્ષમતાને વધારી શકે છે, ડાઈંગને એકસમાન બનાવી શકે છે અને રંગ તફાવત ઘટાડી શકે છે.

૩. મચ્છર કોઇલ અને વેલ્ડીંગ સળિયા ઉદ્યોગ

(૧) મચ્છર કોઇલ: મચ્છર કોઇલમાં CMCનો ઉપયોગ મચ્છર કોઇલની મજબૂતાઈ વધારવા અને તેને તૂટવાની અને તૂટવાની શક્યતા ઓછી કરવા માટે થાય છે.

(2) ઇલેક્ટ્રોડ: CMC નો ઉપયોગ સિરામિક કોટિંગને વધુ સારી રીતે બંધાયેલ અને રચના આપવા માટે ગ્લેઝ એજન્ટ તરીકે થાય છે, જેનાથી બ્રશિંગની કામગીરી વધુ સારી બને છે, અને તે ઊંચા તાપમાને બર્નઆઉટ કામગીરી પણ ધરાવે છે.

૪. ટૂથપેસ્ટ ઉદ્યોગ

(1) ટૂથપેસ્ટમાં વિવિધ કાચા માલ સાથે CMC સારી સુસંગતતા ધરાવે છે;

(૨) આ પેસ્ટ નાજુક છે, પાણી અલગ કરતી નથી, છાલ ઉતારતી નથી, જાડી થતી નથી અને તેમાં ભરપૂર ફીણ હોય છે;

(૩) સારી સ્થિરતા અને યોગ્ય સુસંગતતા, જે ટૂથપેસ્ટને સારો આકાર, જાળવણી અને ખાસ કરીને આરામદાયક સ્વાદ આપી શકે છે;

(૪) તાપમાનમાં ફેરફાર, ભેજયુક્તતા અને સુગંધ-ફિક્સિંગ સામે પ્રતિરોધક.

(૫) કેનમાં નાના કાતર અને પૂંછડી કાપવા.

૫. ખાદ્ય ઉદ્યોગ

(૧) એસિડિક પીણાં: ઉદાહરણ તરીકે, દહીંમાં પ્રોટીનના એકત્રીકરણને કારણે વરસાદ અને સ્તરીકરણને રોકવા માટે સ્ટેબિલાઇઝર તરીકે; પાણીમાં ઓગળ્યા પછી વધુ સારો સ્વાદ; સારી અવેજી એકરૂપતા.

(૨) આઈસ્ક્રીમ: બરફના સ્ફટિકો ટાળવા માટે પાણી, ચરબી, પ્રોટીન વગેરેનું એકસરખું, વિખરાયેલું અને સ્થિર મિશ્રણ બનાવો.

(૩) બ્રેડ અને પેસ્ટ્રી: CMC બેટરની સ્નિગ્ધતાને નિયંત્રિત કરી શકે છે, ભેજ જાળવી રાખવાની ક્ષમતા અને ઉત્પાદનની શેલ્ફ લાઇફ વધારી શકે છે.

(૪) ઇન્સ્ટન્ટ નૂડલ્સ: નૂડલ્સની કઠિનતા અને રસોઈ પ્રતિકાર વધારો; બિસ્કિટ અને પેનકેકમાં તેની સારી રચનાક્ષમતા છે, અને કેકની સપાટી સુંવાળી છે અને તોડવામાં સરળ નથી.

(૫) ઇન્સ્ટન્ટ પેસ્ટ: ગમ બેઝ તરીકે.

(૬) CMC શારીરિક રીતે નિષ્ક્રિય છે અને તેનું કોઈ કેલરીફિક મૂલ્ય નથી. તેથી, ઓછી કેલરીવાળા ખોરાકનું ઉત્પાદન કરી શકાય છે.

૬. કાગળ ઉદ્યોગ

CMC નો ઉપયોગ કાગળના કદ બદલવા માટે થાય છે, જેના કારણે કાગળમાં ઉચ્ચ ઘનતા, સારી શાહી ઘૂંસપેંઠ પ્રતિકાર, ઉચ્ચ મીણ સંગ્રહ અને સરળતા હોય છે. કાગળને રંગવાની પ્રક્રિયામાં, તે રંગ પેસ્ટની રોલેબિલિટીને નિયંત્રિત કરવામાં મદદ કરે છે; તે કાગળની અંદરના તંતુઓ વચ્ચેની સ્ટીકીનેસ સ્થિતિને સુધારી શકે છે, જેનાથી કાગળની મજબૂતાઈ અને ફોલ્ડિંગ પ્રતિકારમાં સુધારો થાય છે.

૭. પેટ્રોલિયમ ઉદ્યોગ

સીએમસીનો ઉપયોગ તેલ અને ગેસ ડ્રિલિંગ, કૂવા ખોદકામ અને અન્ય પ્રોજેક્ટ્સમાં થાય છે.

8. અન્ય

જૂતા, ટોપીઓ, પેન્સિલો વગેરે માટે એડહેસિવ્સ, ચામડા માટે પોલિશ અને કલરન્ટ્સ, ફોમ અગ્નિશામક ઉપકરણો માટે સ્ટેબિલાઇઝર્સ, વગેરે.