Carboxymethylcellulose (CMC) is een functioneel additief dat veel wordt gebruikt in verschillende industrieën, zoals voedsel, farmaceutische producten, papermaten, textiel en mijnbouw. Het is afgeleid van natuurlijke cellulose, die overvloedig is in planten en andere biologische materialen. CMC is een in water oplosbaar polymeer met unieke eigenschappen, waaronder viscositeit, hydratatie, hechting en hechting.
CMC -kenmerken
CMC is een cellulosekleed dat chemisch wordt gemodificeerd door carboxymethylgroepen in zijn structuur te introduceren. Deze aanpassing verbetert de oplosbaarheid en hydrofiliciteit van cellulose, waardoor de functionaliteit wordt verbeterd. De eigenschappen van een CMC zijn afhankelijk van de mate van substitutie (DS) en molecuulgewicht (MW). DS wordt gedefinieerd als het gemiddelde aantal carboxymethylgroepen per glucose -eenheid in de cellulose -ruggengraat, terwijl MW de grootte en verdeling van de polymeerketens weerspiegelt.
Een van de belangrijkste eigenschappen van CMC is de oplosbaarheid in water. CMC is gemakkelijk oplosbaar in water en vormt een viskeuze oplossing met pseudoplastische eigenschappen. Dit reologische gedrag is het gevolg van intermoleculaire interacties tussen CMC -moleculen, wat resulteert in een afname van viscositeit onder afschuifspanning. De pseudoplastische aard van CMC -oplossingen maakt ze geschikt voor verschillende toepassingen, zoals verdikkers, stabilisatoren en suspenderende middelen.
Een ander belangrijk kenmerk van CMC is het filmvormende vermogen. CMC -oplossingen kunnen worden geworpen in films met uitstekende mechanische eigenschappen, transparantie en flexibiliteit. Deze films kunnen worden gebruikt als coatings, laminaten en verpakkingsmaterialen.
Bovendien heeft CMC goede bindings- en bindingseigenschappen. Het vormt een sterke binding met verschillende oppervlakken, waaronder hout, metaal, plastic en stof. Deze eigenschap heeft geleid tot het gebruik van CMC bij de productie van coatings, lijmen en inkten.
CMC viscositeit
De viscositeit van CMC -oplossingen hangt af van verschillende factoren, zoals concentratie, DS, MW, temperatuur en pH. Over het algemeen vertonen CMC -oplossingen hogere viscositeiten bij hogere concentraties, DS en MW. Viscositeit neemt ook toe met afnemende temperatuur en pH.
De viscositeit van CMC -oplossingen wordt geregeld door de interactie tussen de polymeerketens en oplosmiddelmoleculen in de oplossing. CMC -moleculen interageren met watermoleculen door waterstofbruggen en vormen een hydratatieschaal rond de polymeerketens. Deze hydratatieschaal vermindert de mobiliteit van de polymeerketens, waardoor de viscositeit van de oplossing wordt vergroot.
Het reologische gedrag van CMC -oplossingen wordt gekenmerkt door stroomcurves, die de relatie beschrijven tussen de schuifspanning en afschuifsnelheid van de oplossing. CMC-oplossingen vertonen niet-Newtoniaans stroomgedrag, wat betekent dat hun viscositeit verandert met afschuifsnelheid. Bij lage afschuifsnelheden is de viscositeit van CMC -oplossingen hoger, terwijl bij hoge afschuifsnelheden de viscositeit afneemt. Dit afschuifverdunninggedrag is te wijten aan polymeerketens die uitlijnen en zich uitrekken onder schuifspanning, wat resulteert in verminderde intermoleculaire krachten tussen ketens en een afname van viscositeit.
Toepassing van CMC
CMC wordt veel gebruikt op verschillende velden vanwege zijn unieke eigenschappen en reologisch gedrag. In de voedingsindustrie wordt CMC gebruikt als een verdikkingsmiddel, stabilisator, emulgator en textuurverbeteraar. Het wordt toegevoegd aan voedingsmiddelen zoals ijs, drankjes, sauzen en gebakken producten om hun textuur, consistentie en houdbaarheid te verbeteren. CMC voorkomt ook de vorming van ijskristallen in bevroren voedingsmiddelen, wat resulteert in een glad, romig product.
In de farmaceutische industrie wordt CMC gebruikt als een bindmiddel, desintegrant en gecontroleerd releasemiddelen in tabletformuleringen. Verbeter de samendrukbaarheid en vloeibaarheid van het poeder en zorg voor de uniformiteit en stabiliteit van de tabletten. Vanwege zijn mucoadhesieve en bioadhesieve eigenschappen wordt CMC ook gebruikt als een excipiënt in oogheelkundige, neus- en orale formuleringen.
In de papieren industrie wordt CMC gebruikt als een natte eind -additief, coatingmap en grootte -persagent. Het verbetert de pulpretentie en drainage, verhoogt de papiersterkte en dichtheid en biedt een glad en glanzend oppervlak. CMC fungeert ook als een water- en oliebarrière, waardoor inkt of andere vloeistoffen het papier doordringen.
In de textielindustrie wordt CMC gebruikt als maatagent, het afdrukken van verdikkingsmiddel en het verven van hulp. Het verbetert de hechting van de vezel, verbetert kleurpenetratie en fixatie en vermindert wrijving en rimpels. CMC geeft ook zachtheid en stijfheid aan de stof, afhankelijk van de DS en MW van het polymeer.
In de mijnindustrie wordt CMC gebruikt als een flocculant, remmer en reologie -modificator bij minerale verwerking. Het verbetert het bezinken en de filtratie van vaste stoffen, minimaliseert de scheiding van kolen gangue en controleert viscositeit en stabiliteit van de ophanging. CMC vermindert ook de milieu -impact van het mijnbouwproces door het gebruik van giftige chemicaliën en water te minimaliseren.
conclusie
CMC is een veelzijdig en waardevol additief dat unieke eigenschappen en viscositeit vertoont vanwege zijn chemische structuur en interactie met water. De oplosbaarheid, filmvormende vaardigheden, bindende en adhesie-eigenschappen maken het geschikt voor verschillende toepassingen in de voedsel-, farmaceutische, papier-, textiel- en mijnbouwsectoren. De viscositeit van CMC-oplossingen kan worden geregeld door verschillende factoren, zoals concentratie, DS, MW, temperatuur en pH, en kan worden gekenmerkt door zijn pseudoplastische en afschuifdunnend gedrag. CMC heeft een positief effect op de kwaliteit, efficiëntie en duurzaamheid van producten en processen, waardoor het een essentieel onderdeel is van de moderne industrie.
Posttijd: SEP-25-2023