कार्बोक्झिमिथाइल सेल्युलोजचे गुणधर्म आणि अनुप्रयोग

१. कार्बोक्झिमिथाइल सेल्युलोजचा संक्षिप्त परिचय

इंग्रजी नाव: कार्बोक्झिल मिथाइल सेल्युलोज

संक्षेप: सीएमसी

आण्विक सूत्र परिवर्तनशील आहे: [C6H7O2(OH)2CH2COONa]n

स्वरूप: पांढरा किंवा हलका पिवळा तंतुमय दाणेदार पावडर.

पाण्यात विद्राव्यता: पाण्यात सहज विरघळणारे, पारदर्शक चिकट कोलाइड तयार करते आणि द्रावण तटस्थ किंवा किंचित अल्कधर्मी असते.

वैशिष्ट्ये: पृष्ठभागावर सक्रिय कोलाइडचे उच्च आण्विक संयुग, गंधहीन, चवहीन आणि विषारी नाही.

नैसर्गिक सेल्युलोज निसर्गात मोठ्या प्रमाणात वितरित केला जातो आणि तो सर्वात मुबलक पॉलिसेकेराइड आहे. परंतु उत्पादनात, सेल्युलोज सहसा सोडियम कार्बोक्झिमिथाइल सेल्युलोजच्या स्वरूपात अस्तित्वात असतो, म्हणून पूर्ण नाव सोडियम कार्बोक्झिमिथाइल सेल्युलोज किंवा CMC-Na असावे. उद्योग, बांधकाम, औषध, अन्न, कापड, मातीकाम आणि इतर क्षेत्रात मोठ्या प्रमाणात वापरले जाते.

२. कार्बोक्झिमेथिल सेल्युलोज तंत्रज्ञान

सेल्युलोजच्या सुधारणेच्या तंत्रज्ञानामध्ये हे समाविष्ट आहे: इथरिफिकेशन आणि एस्टरिफिकेशन.

कार्बोक्झिमिथाइल सेल्युलोजचे रूपांतर: इथरिफिकेशन तंत्रज्ञानामध्ये कार्बोक्झिमिथाइलेशन अभिक्रिया, सेल्युलोजला कार्बोक्झिमिथाइल सेल्युलोज मिळविण्यासाठी कार्बोक्झिमिथाइलेट केले जाते, ज्याला CMC म्हणतात.

कार्बोक्झिमिथाइल सेल्युलोज जलीय द्रावणाची कार्ये: घट्ट होणे, फिल्म तयार करणे, बंधन, पाणी धारणा, कोलॉइड संरक्षण, इमल्सिफिकेशन आणि सस्पेंशन.

३. कार्बोक्झिमिथाइल सेल्युलोजची रासायनिक अभिक्रिया

सेल्युलोज अल्कलीकरण अभिक्रिया:

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

अल्कली सेल्युलोज नंतर मोनोक्लोरोएसेटिक आम्लाची इथरिफिकेशन अभिक्रिया:

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

म्हणून: कार्बोक्झिमिथाइल सेल्युलोज तयार करण्याचे रासायनिक सूत्र आहे: सेल-ओ-सीएच२-कोओना NaCMC

सोडियम कार्बोक्झिमिथाइल सेल्युलोज(NaCMC किंवा थोडक्यात CMC) हे पाण्यात विरघळणारे सेल्युलोज इथर आहे जे सर्वात जास्त वापरल्या जाणाऱ्या जलीय द्रावण सूत्रांची चिकटपणा काही cP ते अनेक हजार cP पर्यंत बदलू शकते.

४. कार्बोक्झिमिथाइल सेल्युलोजची उत्पादन वैशिष्ट्ये

१. सीएमसी जलीय द्रावणाची साठवणूक: कमी तापमानात किंवा सूर्यप्रकाशात ते स्थिर असते, परंतु तापमानातील बदलांमुळे द्रावणाची आम्लता आणि क्षारता बदलते. अतिनील किरणांच्या किंवा सूक्ष्मजीवांच्या प्रभावाखाली, द्रावणाची चिकटपणा कमी होते किंवा ती खराब देखील होते. दीर्घकालीन साठवणूक आवश्यक असल्यास, योग्य संरक्षक जोडावे.

२. सीएमसी जलीय द्रावण तयार करण्याची पद्धत: प्रथम कण एकसारखे ओले करा, ज्यामुळे विरघळण्याचा दर लक्षणीयरीत्या वाढू शकतो.

३. सीएमसी हे हायग्रोस्कोपिक आहे आणि साठवणुकीदरम्यान ते ओलाव्यापासून संरक्षित केले पाहिजे.

४. जस्त, तांबे, शिसे, अॅल्युमिनियम, चांदी, लोखंड, कथील आणि क्रोमियम यांसारख्या जड धातूंच्या क्षारांमुळे CMC मध्ये अवक्षेपण होऊ शकते.

५. PH2.5 पेक्षा कमी असलेल्या जलीय द्रावणात वर्षाव होतो, जो अल्कली घालून तटस्थीकरणानंतर पुनर्प्राप्त केला जाऊ शकतो.

६. कॅल्शियम, मॅग्नेशियम आणि टेबल सॉल्ट सारख्या क्षारांचा CMC वर पर्जन्य परिणाम होत नसला तरी, ते द्रावणाची चिकटपणा कमी करतील.

७. सीएमसी इतर पाण्यात विरघळणारे गोंद, सॉफ्टनर आणि रेझिनशी सुसंगत आहे.

८. वेगवेगळ्या प्रक्रियेमुळे, सीएमसीचे स्वरूप बारीक पावडर, खडबडीत धान्य किंवा तंतुमय असू शकते, ज्याचा भौतिक आणि रासायनिक गुणधर्मांशी काहीही संबंध नाही.

९. सीएमसी पावडर वापरण्याची पद्धत सोपी आहे. ती थेट ४०-५०°C तापमानावर थंड पाण्यात किंवा कोमट पाण्यात मिसळता येते आणि विरघळवता येते.

५. कार्बोक्झिमिथाइल सेल्युलोजच्या प्रतिस्थापनाची आणि विद्राव्यतेची डिग्री

प्रतिस्थापनाची डिग्री म्हणजे प्रत्येक सेल्युलोज युनिटला जोडलेल्या सोडियम कार्बोक्झिमिथाइल गटांची सरासरी संख्या; प्रतिस्थापनाच्या डिग्रीचे कमाल मूल्य 3 आहे, परंतु औद्योगिकदृष्ट्या सर्वात उपयुक्त म्हणजे NaCMC ज्याची प्रतिस्थापनाची डिग्री 0.5 ते 1.2 पर्यंत असते. 0.2-0.3 च्या प्रतिस्थापनाची डिग्री असलेल्या NaCMC चे गुणधर्म 0.7-0.8 च्या प्रतिस्थापनाची डिग्री असलेल्या NaCMC पेक्षा बरेच वेगळे आहेत. पहिले pH 7 पाण्यात फक्त अंशतः विरघळणारे आहे, परंतु नंतरचे पूर्णपणे विरघळणारे आहे. क्षारीय परिस्थितीत उलट सत्य आहे.

६. कार्बोक्झिमिथाइल सेल्युलोजची पॉलिमरायझेशन डिग्री आणि चिकटपणा

पॉलिमरायझेशन डिग्री: सेल्युलोज साखळीची लांबी दर्शवते, जी चिकटपणा निश्चित करते. सेल्युलोज साखळी जितकी लांब असेल तितकी चिकटपणा जास्त असेल आणि NaCMC द्रावण देखील तितकेच जास्त असेल.

स्निग्धता: NaCMC द्रावण हे नॉन-न्यूटोनियन द्रव आहे आणि कातरण्याचे बल वाढले की त्याची स्पष्ट स्निग्धता कमी होते. ढवळणे थांबवल्यानंतर, स्निग्धता प्रमाणानुसार वाढली जोपर्यंत ती स्थिर राहिली नाही. म्हणजेच, द्रावण थिक्सोट्रॉपिक आहे.

७. कार्बोक्झिमिथाइल सेल्युलोजची अनुप्रयोग श्रेणी

१. बांधकाम आणि सिरेमिक उद्योग

(१) आर्किटेक्चरल कोटिंग्ज: चांगले फैलाव, एकसमान कोटिंग वितरण; थर नाही, चांगली स्थिरता; चांगला जाड होण्याचा प्रभाव, समायोज्य कोटिंग स्निग्धता.

(२) सिरेमिक उद्योग: मातीची प्लॅस्टिकिटी सुधारण्यासाठी रिक्त बाईंडर म्हणून वापरले जाते; टिकाऊ ग्लेझ.

२. धुलाई, सौंदर्यप्रसाधने, तंबाखू, कापड छपाई आणि रंगाई उद्योग

(१) धुणे: धुतलेली घाण कापडावर पुन्हा जमा होऊ नये म्हणून डिटर्जंटमध्ये CMC जोडले जाते.

(२) सौंदर्यप्रसाधने: घट्ट करणे, पसरवणे, निलंबित करणे, स्थिर करणे इ. सौंदर्यप्रसाधनांच्या विविध गुणधर्मांना पूर्ण खेळ देणे फायदेशीर आहे.

(३) तंबाखू: तंबाखूच्या चादरींना बांधण्यासाठी सीएमसीचा वापर केला जातो, ज्यामुळे चिप्सचा प्रभावीपणे वापर करता येतो आणि कच्च्या तंबाखूच्या पानांचे प्रमाण कमी करता येते.

(४) कापड: कापडांसाठी फिनिशिंग एजंट म्हणून, CMC हाय-स्पीड लूम्सवर धागा स्किपिंग आणि ब्रेकेज कमी करू शकते.

(५) छपाई आणि रंगकाम: हे छपाई पेस्टमध्ये वापरले जाते, जे रंगांची हायड्रोफिलिक आणि भेदक क्षमता वाढवू शकते, रंगकाम एकसमान बनवू शकते आणि रंगातील फरक कमी करू शकते.

३. मॉस्किटो कॉइल आणि वेल्डिंग रॉड उद्योग

(१) मॉस्किटो कॉइल्स: मॉस्किटो कॉइल्सची कडकपणा वाढवण्यासाठी आणि त्यांना तुटण्याची आणि तुटण्याची शक्यता कमी करण्यासाठी मॉस्किटो कॉइल्समध्ये CMC चा वापर केला जातो.

(२) इलेक्ट्रोड: सिरेमिक कोटिंगला चांगले बंधन आणि आकार देण्यासाठी, ब्रशिंगची कार्यक्षमता चांगली करण्यासाठी, आणि उच्च तापमानात बर्नआउट कार्यक्षमता देखील असते, यासाठी CMC चा वापर ग्लेझ एजंट म्हणून केला जातो.

४. टूथपेस्ट उद्योग

(१) टूथपेस्टमधील विविध कच्च्या मालाशी सीएमसीची चांगली सुसंगतता आहे;

(२) ही पेस्ट नाजूक आहे, पाणी वेगळे करत नाही, सोलत नाही, घट्ट होत नाही आणि त्यात भरपूर फेस असतो;

(३) चांगली स्थिरता आणि योग्य सुसंगतता, ज्यामुळे टूथपेस्टला चांगला आकार, टिकवून ठेवण्याची क्षमता आणि विशेषतः आरामदायी चव मिळू शकते;

(४) तापमानातील बदलांना, मॉइश्चरायझिंगला आणि सुगंध स्थिरीकरणाला प्रतिरोधक.

(५) कॅनमध्ये लहान कातरणे आणि शेपटी काढणे.

५. अन्न उद्योग

(१) आम्लयुक्त पेये: उदाहरणार्थ, दह्यामध्ये प्रथिनांचे एकत्रीकरण झाल्यामुळे होणारे अवक्षेपण आणि स्तरीकरण रोखण्यासाठी स्थिरीकरण म्हणून; पाण्यात विरघळल्यानंतर चांगली चव; चांगली प्रतिस्थापन एकरूपता.

(२) आईस्क्रीम: बर्फाचे स्फटिक टाळण्यासाठी पाणी, चरबी, प्रथिने इत्यादींचे एकसमान, विखुरलेले आणि स्थिर मिश्रण बनवा.

(३) ब्रेड आणि पेस्ट्री: सीएमसी पिठाची चिकटपणा नियंत्रित करू शकते, उत्पादनाची ओलावा टिकवून ठेवण्याची क्षमता आणि शेल्फ लाइफ वाढवू शकते.

(४) इन्स्टंट नूडल्स: नूडल्सची कडकपणा आणि स्वयंपाक प्रतिकार वाढवते; बिस्किटे आणि पॅनकेक्समध्ये त्याची चांगली फॉर्मेबिलिटी असते आणि केकची पृष्ठभाग गुळगुळीत असते आणि ती तुटणे सोपे नसते.

(५) इन्स्टंट पेस्ट: गम बेस म्हणून.

(६) CMC हे शारीरिकदृष्ट्या निष्क्रिय आहे आणि त्याचे कोणतेही कॅलरीफिक मूल्य नाही. म्हणून, कमी कॅलरीयुक्त पदार्थ तयार करता येतात.

६. कागद उद्योग

कागदाच्या आकारमानासाठी CMC चा वापर केला जातो, ज्यामुळे कागदाची घनता जास्त असते, शाईचा चांगला प्रवेश प्रतिकार असतो, मेणाचा संग्रह जास्त असतो आणि गुळगुळीतपणा जास्त असतो. कागद रंगवण्याच्या प्रक्रियेत, ते रंगीत पेस्टची रोलबिलिटी नियंत्रित करण्यास मदत करते; ते कागदाच्या आतील तंतूंमधील चिकटपणाची स्थिती सुधारू शकते, ज्यामुळे कागदाची ताकद आणि घडी प्रतिकार सुधारतो.

७. पेट्रोलियम उद्योग

सीएमसीचा वापर तेल आणि वायू खोदकाम, विहीर खोदकाम आणि इतर प्रकल्पांमध्ये केला जातो.

८. इतर

शूज, टोप्या, पेन्सिल इत्यादींसाठी चिकटवता, चामड्यासाठी पॉलिश आणि रंगद्रव्ये, फोम अग्निशामक यंत्रांसाठी स्टेबिलायझर्स इ.