Karboksymetylcellulose (CMC) er et funksjonelt tilsetningsstoff som er mye brukt i forskjellige bransjer som mat, legemidler, papirproduksjon, tekstiler og gruvedrift. Den er avledet fra naturlig cellulose, som er rikelig i planter og andre biologiske materialer. CMC er en vannløselig polymer med unike egenskaper inkludert viskositet, hydrering, vedheft og vedheft.
CMC -egenskaper
CMC er et cellulosderivat som er kjemisk modifisert ved å introdusere karboksymetylgrupper i strukturen. Denne modifiseringen forbedrer løseligheten og hydrofilisiteten til cellulose, og forbedrer dermed funksjonaliteten. Egenskapene til en CMC avhenger av dens substitusjonsgrad (DS) og molekylvekt (MW). DS er definert som det gjennomsnittlige antallet karboksymetylgrupper per glukoseenhet i celluloseryggraden, mens MW gjenspeiler størrelsen og fordelingen av polymerkjedene.
En av de viktigste egenskapene til CMC er vannløseligheten. CMC er lett oppløselig i vann, og danner en viskøs løsning med pseudoplastiske egenskaper. Denne reologiske atferden er resultatet av intermolekylære interaksjoner mellom CMC -molekyler, noe som resulterer i en reduksjon i viskositet under skjærspenning. Den pseudoplastiske naturen til CMC -løsninger gjør dem egnet for en rekke bruksområder som fortykningsmidler, stabilisatorer og suspenderingsmidler.
Et annet viktig kjennetegn ved CMC er dens filmdannende evne. CMC -løsninger kan støpes i filmer med utmerkede mekaniske egenskaper, åpenhet og fleksibilitet. Disse filmene kan brukes som belegg, laminater og emballasjematerialer.
I tillegg har CMC gode bindings- og bindingsegenskaper. Det danner et sterkt bånd med forskjellige overflater, inkludert tre, metall, plast og stoff. Denne egenskapen har ført til bruk av CMC i produksjon av belegg, lim og blekk.
CMC -viskositet
Viskositeten til CMC -løsninger avhenger av flere faktorer som konsentrasjon, DS, MW, temperatur og pH. Generelt viser CMC -løsninger høyere viskositeter ved høyere konsentrasjoner, DS og MW. Viskositeten øker også med synkende temperatur og pH.
Viskositeten til CMC -løsninger styres av interaksjonen mellom polymerkjedene og løsningsmiddelmolekyler i løsningen. CMC -molekyler interagerer med vannmolekyler gjennom hydrogenbindinger, og danner et hydreringsskall rundt polymerkjedene. Dette hydreringsskallet reduserer mobiliteten til polymerkjedene, og øker dermed viskositeten til løsningen.
Den reologiske oppførselen til CMC -løsninger er preget av strømningskurver, som beskriver forholdet mellom skjærspenningen og skjærhastigheten til løsningen. CMC-løsninger viser ikke-Newtonsk strømningsatferd, noe som betyr at viskositeten deres endres med skjærhastighet. Ved lave skjærhastigheter er viskositeten til CMC -oppløsninger høyere, mens ved høye skjærhastigheter avtar viskositeten. Denne skjærfortynnende oppførselen skyldes at polymerkjeder justerer og strekker seg under skjærspenning, noe som resulterer i reduserte intermolekylære krefter mellom kjeder og en reduksjon i viskositet.
Anvendelse av CMC
CMC er mye brukt i forskjellige felt på grunn av dens unike egenskaper og reologiske atferd. I matindustrien brukes CMC som et fortykningsmiddel, stabilisator, emulgator og tekstur improver. Det tilsettes mat som iskrem, drikke, sauser og bakevarer for å forbedre tekstur, konsistens og holdbarhet. CMC forhindrer også dannelse av iskrystaller i frosne matvarer, noe som resulterer i et jevnt, kremet produkt.
I legemiddelindustrien brukes CMC som et bindemiddel, desintegrant og kontrollert frigjøringsmiddel i tablettformuleringer. Forbedre komprimerbarheten og fluiditeten til pulveret og sikre enhetligheten og stabiliteten til tablettene. På grunn av sine mucoadhesive og bioadhesive egenskaper brukes CMC også som en hjelpestoff i oftalmiske, nasale og orale formuleringer.
I papirindustrien brukes CMC som et vått endetilsetningsstoff, beleggbindemiddel og dimensjoneringspresseagent. Det forbedrer masseoppbevaring og drenering, øker papirstyrken og tettheten og gir en jevn og skinnende overflate. CMC fungerer også som en vann- og oljebarriere, og forhindrer blekk eller andre væsker fra å trenge gjennom papiret.
I tekstilindustrien brukes CMC som dimensjoneringsmiddel, utskrift av fortykningsmiddel og fargestoffer. Det forbedrer fiberadhesjon, forbedrer fargens penetrasjon og fiksering, og reduserer friksjon og rynker. CMC gir også stoffet og stivheten til stoffet, avhengig av DS og MW til polymeren.
I gruveindustrien brukes CMC som flokkulant, hemmer og reologimodifiserer i mineralbehandling. Det forbedrer bosetting og filtrering av faste stoffer, minimerer separasjon fra kullganguen og kontrollerer opphengsviskositet og stabilitet. CMC reduserer også miljøpåvirkningen av gruveprosessen ved å minimere bruken av giftige kjemikalier og vann.
Avslutningsvis
CMC er et allsidig og verdifullt tilsetningsstoff som viser unike egenskaper og viskositet på grunn av dens kjemiske struktur og interaksjon med vann. Dets løselighet, filmdannende evne, bindende og vedheftelsesegenskaper gjør den egnet for forskjellige applikasjoner i mat-, farmasøytiske, papir-, tekstil- og gruvesektorer. Viskositeten til CMC-løsninger kan kontrolleres av flere faktorer, for eksempel konsentrasjon, DS, MW, temperatur og pH, og kan karakteriseres av dens pseudoplastiske og skjær-tynnende oppførsel. CMC har en positiv innvirkning på kvaliteten, effektiviteten og bærekraften til produkter og prosesser, noe som gjør det til en viktig del av moderne industri.
Post Time: SEP-25-2023