1. Krótkie wprowadzenie do karboksymetylocelulozy
Nazwa angielska: Karboksymetyloceluloza
Skrót: CMC
Wzór sumaryczny jest zmienny: [C6H7O2(OH)2CH2COONa]n
Wygląd: biały lub jasnożółty, włóknisty, granulowany proszek.
Rozpuszczalność w wodzie: łatwo rozpuszcza się w wodzie, tworząc przezroczysty, lepki koloid, a roztwór ma odczyn obojętny lub lekko zasadowy.
Właściwości: Wielkocząsteczkowy związek powierzchniowo czynnego koloidu, bezwonny, bezsmakowy i nietoksyczny.
Naturalna celuloza jest szeroko rozpowszechniona w naturze i jest najobficiej występującym polisacharydem. Jednak w produkcji celuloza zwykle występuje w postaci karboksymetylocelulozy sodowej, więc pełna nazwa powinna brzmieć karboksymetyloceluloza sodowa lub CMC-Na. Szeroko stosowana w przemyśle, budownictwie, medycynie, żywności, tekstyliach, ceramice i innych dziedzinach.
2. Technologia karboksymetylocelulozy
Technologia modyfikacji celulozy obejmuje: eteryfikację i estryfikację.
Przemiana karboksymetylocelulozy: reakcja karboksymetylacji w technologii eteryfikacji, celuloza jest karboksymetylowana w celu uzyskania karboksymetylocelulozy, zwanej CMC.
Funkcje wodnego roztworu karboksymetylocelulozy: zagęszczanie, tworzenie filmu, wiązanie, zatrzymywanie wody, ochrona koloidów, emulgowanie i tworzenie zawiesiny.
3. Reakcja chemiczna karboksymetylocelulozy
Reakcja alkalizacji celulozy:
[C6H7O2(OH)3]n + nNaOH→[C6H7O2(OH)2ONa]n + nH2O
Reakcja eteryfikacji kwasu monochlorooctowego po alkalicelulozie:
[C6H7O2(OH)2ONa]n + nClCH2COONa →[C6H7O2(OH)2OCH2COONa]n + nNaC
Dlatego: wzór chemiczny dla tworzenia karboksymetylocelulozy to: Cell-O-CH2-COONa NaCMC
Karboksymetyloceluloza sodowa(NaCMC lub w skrócie CMC) to rozpuszczalny w wodzie eter celulozy, który może sprawić, że lepkość najczęściej stosowanych roztworów wodnych będzie się wahać od kilku cP do kilku tysięcy cP.
4. Charakterystyka produktu karboksymetylocelulozy
1. Przechowywanie wodnego roztworu CMC: Jest stabilny w niskiej temperaturze lub w świetle słonecznym, ale kwasowość i zasadowość roztworu ulegną zmianie ze względu na zmiany temperatury. Pod wpływem promieni ultrafioletowych lub mikroorganizmów lepkość roztworu zmniejszy się lub nawet ulegnie uszkodzeniu. Jeśli wymagane jest długotrwałe przechowywanie, należy dodać odpowiedni środek konserwujący.
2. Metoda przygotowania wodnego roztworu CMC: najpierw należy równomiernie zwilżyć cząsteczki, co znacznie zwiększy szybkość rozpuszczania.
3. CMC jest higroskopijny i podczas przechowywania należy go chronić przed wilgocią.
4. Sole metali ciężkich, takich jak cynk, miedź, ołów, aluminium, srebro, żelazo, cyna i chrom, mogą powodować wytrącanie się CMC.
5. Opad następuje w roztworze wodnym o pH poniżej 2,5; można go odzyskać po neutralizacji przez dodanie zasady.
6. Chociaż sole takie jak wapń, magnez i sól kuchenna nie powodują wytrącania się CMC, to jednak zmniejszają lepkość roztworu.
7. CMC jest kompatybilny z innymi klejami rozpuszczalnymi w wodzie, zmiękczaczami i żywicami.
8. Ze względu na różny proces przetwarzania, CMC może mieć postać drobnego proszku, grubego ziarna lub włókna, co nie ma nic wspólnego z właściwościami fizycznymi i chemicznymi.
9. Metoda użycia proszku CMC jest prosta. Można go bezpośrednio dodać i rozpuścić w zimnej wodzie lub ciepłej wodzie o temperaturze 40-50°C.
5. Stopień podstawienia i rozpuszczalność karboksymetylocelulozy
Stopień podstawienia odnosi się do średniej liczby grup karboksymetylowych sodu przyłączonych do każdej jednostki celulozy; maksymalna wartość stopnia podstawienia wynosi 3, ale najbardziej użyteczny przemysłowo jest NaCMC ze stopniem podstawienia wahającym się od 0,5 do 1,2. Właściwości NaCMC ze stopniem podstawienia 0,2-0,3 są zupełnie inne od właściwości NaCMC ze stopniem podstawienia 0,7-0,8. Pierwszy jest tylko częściowo rozpuszczalny w wodzie o pH 7, ale drugi jest całkowicie rozpuszczalny. Odwrotnie jest w warunkach alkalicznych.
6. Stopień polimeryzacji i lepkość karboksymetylocelulozy
Stopień polimeryzacji: odnosi się do długości łańcucha celulozy, który określa lepkość. Im dłuższy łańcuch celulozy, tym większa lepkość, a więc i roztwór NaCMC.
Lepkość: Roztwór NaCMC jest cieczą nienewtonowską, a jego pozorna lepkość maleje, gdy wzrasta siła ścinająca. Po zatrzymaniu mieszania lepkość wzrastała proporcjonalnie, aż pozostała stabilna. Oznacza to, że roztwór jest tiksotropowy.
7. Zakres zastosowania karboksymetylocelulozy
1. Przemysł budowlany i ceramiczny
(1) Powłoki architektoniczne: dobra dyspersja, równomierny rozkład powłoki, brak warstwowania, dobra stabilność, dobry efekt zagęszczania, regulowana lepkość powłoki.
(2) Przemysł ceramiczny: stosowany jako spoiwo poprawiające plastyczność gliny garncarskiej; trwałe szkliwo.
2. Przemysł pralniczy, kosmetyczny, tytoniowy, drukarski i farbiarski tekstyliów
(1) Pranie: CMC dodaje się do detergentu, aby zapobiec ponownemu osadzaniu się na tkaninie brudu powstałego w wyniku prania.
(2) Kosmetyki: zagęszczające, rozpraszające, zawieszające, stabilizujące itp. Korzystne jest pełne wykorzystanie różnych właściwości kosmetyków.
(3) Tytoń: CMC jest stosowany do łączenia arkuszy tytoniu, co pozwala na efektywne wykorzystanie wiórów i redukcję ilości surowych liści tytoniu.
(4) Tekstylia: Jako środek wykańczający tkaniny, CMC może ograniczyć przeskakiwanie przędzy i łamanie się końcówek na krosnach szybkobieżnych.
(5) Drukowanie i barwienie: Stosuje się je w pastach drukarskich, które mogą zwiększyć hydrofilowość i przenikalność barwników, ujednolicić barwienie i zmniejszyć różnicę kolorów.
3. Przemysł cewek przeciw komarom i prętów spawalniczych
(1) Spirale przeciw komarom: CMC jest stosowany w spiralach przeciw komarom w celu zwiększenia wytrzymałości spiral i zmniejszenia ryzyka ich pęknięcia lub stłuczenia.
(2) Elektroda: CMC jest stosowana jako środek szkliwiący, który sprawia, że powłoka ceramiczna lepiej się wiąże i formuje, co zapewnia lepsze właściwości szczotkowania, a także odporność na wypalanie w wysokich temperaturach.
4. Przemysł pasty do zębów
(1) CMC wykazuje dobrą kompatybilność z różnymi surowcami w paście do zębów;
(2) Pasta jest delikatna, nie oddziela wody, nie łuszczy się, nie gęstnieje i ma bogatą pianę;
(3) Dobra stabilność i odpowiednia konsystencja, które mogą nadać paście do zębów dobry kształt, retencję i szczególnie przyjemny smak;
(4) Odporny na zmiany temperatury, nawilżający i utrwalający zapach.
(5) Małe strzyżenie i usuwanie ogonów w puszkach.
5. Przemysł spożywczy
(1) Napoje kwaśne: Jako stabilizator, zapobiegający na przykład wytrącaniu się i rozwarstwianiu białek w jogurcie z powodu agregacji; lepszy smak po rozpuszczeniu w wodzie; dobra jednorodność substytucji.
(2) Lody: Spraw, aby woda, tłuszcz, białko itp. utworzyły jednolitą, rozproszoną i stabilną mieszankę, aby zapobiec tworzeniu się kryształków lodu.
(3) Chleb i ciasto: CMC może kontrolować lepkość ciasta, zwiększać zatrzymywanie wilgoci i wydłużać okres przydatności produktu.
(4) Makaron instant: zwiększa wytrzymałość i odporność makaronu na gotowanie; dobrze nadaje się do formowania w ciasteczkach i naleśnikach, a powierzchnia ciasta jest gładka i niełatwa do złamania.
(5) Pasta instant: jako baza gumy.
(6) CMC jest fizjologicznie obojętny i nie ma wartości kalorycznej. Dlatego można produkować żywność niskokaloryczną.
6. Przemysł papierniczy
CMC jest używany do zaklejania papieru, co sprawia, że papier ma wysoką gęstość, dobrą odporność na przenikanie tuszu, wysokie zbieranie wosku i gładkość. W procesie barwienia papieru pomaga kontrolować rolowalność pasty kolorowej; może poprawić stan lepkości między włóknami wewnątrz papieru, tym samym poprawiając wytrzymałość i odporność papieru na składanie.
7. Przemysł naftowy
CMC stosuje się przy wierceniu otworów naftowych i gazowych, kopaniu studni i innych projektach.
8. Inni
Kleje do butów, czapek, ołówków itp., pasty i barwniki do skóry, stabilizatory do gaśnic pianowych itp.
Czas publikacji: 04-01-2023