Carboxymetilceluloza (CMC) este un aditiv funcțional utilizat pe scară largă în diferite industrii, cum ar fi alimente, produse farmaceutice, fabricare de hârtie, textile și minerit. Este derivat din celuloză naturală, care este abundentă în plante și alte materiale biologice. CMC este un polimer solubil în apă, cu proprietăți unice, inclusiv vâscozitate, hidratare, aderență și aderență.
Caracteristicile CMC
CMC este un derivat de celuloză care este modificat chimic prin introducerea grupărilor carboximetil în structura sa. Această modificare îmbunătățește solubilitatea și hidrofilicitatea celulozei, îmbunătățind astfel funcționalitatea. Proprietățile unui CMC depind de gradul său de substituție (DS) și de greutatea moleculară (MW). DS este definit ca numărul mediu de grupări carboximetil pe unitate de glucoză în coloana vertebrală a celulozei, în timp ce MW reflectă dimensiunea și distribuția lanțurilor polimerice.
Una dintre proprietățile cheie ale CMC este solubilitatea sa în apă. CMC este ușor solubil în apă, formând o soluție vâscoasă cu proprietăți pseudoplastice. Acest comportament reologic rezultă din interacțiuni intermoleculare între moleculele CMC, ceea ce duce la o scădere a vâscozității sub stres de forfecare. Natura pseudoplastică a soluțiilor CMC le face potrivite pentru o varietate de aplicații, cum ar fi îngroșări, stabilizatori și agenți de suspendare.
O altă caracteristică importantă a CMC este capacitatea sa de formare a filmului. Soluțiile CMC pot fi aruncate în filme cu proprietăți mecanice excelente, transparență și flexibilitate. Aceste filme pot fi utilizate ca acoperiri, laminate și materiale de ambalare.
În plus, CMC are proprietăți bune de legare și legătură. Formează o legătură puternică cu diferite suprafețe, inclusiv lemn, metal, plastic și țesătură. Această proprietate a dus la utilizarea CMC în producerea de acoperiri, adezivi și cerneluri.
Vâscozitate CMC
Vâscozitatea soluțiilor CMC depinde de mai mulți factori precum concentrația, DS, MW, temperatură și pH. În general, soluțiile CMC prezintă vâscozități mai mari la concentrații mai mari, DS și MW. De asemenea, vâscozitatea crește odată cu scăderea temperaturii și a pH -ului.
Vâscozitatea soluțiilor CMC este controlată de interacțiunea dintre lanțurile polimerice și moleculele de solvent în soluție. Moleculele CMC interacționează cu moleculele de apă prin legături de hidrogen, formând o coajă de hidratare în jurul lanțurilor de polimer. Această coajă de hidratare reduce mobilitatea lanțurilor polimerice, crescând astfel vâscozitatea soluției.
Comportamentul reologic al soluțiilor CMC se caracterizează prin curbe de flux, care descriu relația dintre stresul de forfecare și rata de forfecare a soluției. Soluțiile CMC prezintă un comportament de flux non-newtonian, ceea ce înseamnă că vâscozitatea lor se schimbă cu rata de forfecare. La rate scăzute de forfecare, vâscozitatea soluțiilor CMC este mai mare, în timp ce la rate mari de forfecare, vâscozitatea scade. Acest comportament de subțiere a forfecării se datorează alinierii lanțurilor de polimeri și se întinde sub tensiune de forfecare, ceea ce duce la reducerea forțelor intermoleculare între lanțuri și o scădere a vâscozității.
Aplicarea CMC
CMC este utilizat pe scară largă în diferite domenii datorită proprietăților sale unice și comportamentului reologic. În industria alimentară, CMC este utilizat ca un îngroșător, stabilizator, emulgator și textură. Se adaugă la alimente precum înghețată, băuturi, sosuri și produse coapte pentru a -și îmbunătăți textura, consistența și durata de valabilitate. CMC împiedică, de asemenea, formarea de cristale de gheață în alimente congelate, rezultând un produs neted și cremos.
În industria farmaceutică, CMC este utilizat ca agent de liant, dezintegrant și de eliberare controlată în formulările tabletelor. Îmbunătățiți compresibilitatea și fluiditatea pulberii și asigurați uniformitatea și stabilitatea tabletelor. Datorită proprietăților sale mucoadezive și bioadezive, CMC este, de asemenea, utilizat ca excipient în formulări oftalmice, nazale și orale.
În industria hârtiei, CMC este utilizat ca un aditiv final umed, liant de acoperire și agent de presă de dimensionare. Îmbunătățește retenția și drenajul pulpei, crește rezistența și densitatea hârtiei și oferă o suprafață netedă și strălucitoare. CMC acționează, de asemenea, ca o barieră de apă și ulei, împiedicând să pătrundă în hârtie cerneala sau alte lichide.
În industria textilă, CMC este utilizat ca agent de dimensionare, îngroșare de imprimare și vopsire auxiliară. Îmbunătățește aderența fibrelor, îmbunătățește penetrarea și fixarea culorilor și reduce frecarea și ridurile. CMC oferă, de asemenea, moale și rigiditate țesăturii, în funcție de DS și MW al polimerului.
În industria minieră, CMC este utilizat ca un modificator floculant, inhibitor și reologie în procesarea mineralelor. Îmbunătățește soluționarea și filtrarea solidelor, minimizează separarea de ganga de cărbune și controlează vâscozitatea și stabilitatea suspensiei. CMC reduce, de asemenea, impactul asupra mediului al procesului minier prin minimizarea utilizării substanțelor chimice toxice și a apei.
în concluzie
CMC este un aditiv versatil și valoros care prezintă proprietăți unice și vâscozitate datorită structurii sale chimice și interacțiunii cu apa. Solubilitatea sa, capacitatea de formare a filmului, proprietățile de legare și aderență o fac potrivită pentru diferite aplicații din sectoarele alimentare, farmaceutice, hârtie, textile și miniere. Vâscozitatea soluțiilor CMC poate fi controlată de mai mulți factori, cum ar fi concentrația, DS, MW, temperatura și pH-ul și poate fi caracterizată prin comportamentul său pseudoplastic și subțire. CMC are un impact pozitiv asupra calității, eficienței și durabilității produselor și proceselor, ceea ce îl face o parte esențială a industriei moderne.
Timpul post: 25-2023 septembrie