ما نوع البوليمر الذي يمثله البوليمر السليلوز (CMC)؟

Carboxymethyl السليلوز (CMC) هو بوليمر ذو قيمة صناعية مهمة. إنه الأثير السليلوز الأنيوني القابل للذوبان في الماء مشتق من السليلوز الطبيعي. السليلوز هي واحدة من أكثر البوليمرات العضوية وفرة في الطبيعة وهي المكون الرئيسي لجدران الخلايا النباتية. السليلوز نفسه لديه قابلية للذوبان في الماء ، ولكن من خلال التعديل الكيميائي ، يمكن تحويل السليلوز إلى مشتقات ذات قابلية للذوبان في المياه الجيدة ، و CMC هي واحدة منها.

يتم الحصول على التركيب الجزيئي لـ CMC عن طريق إثيقان جزء هيدروكسيل (-OH) من جزيء السليلوز مع حمض الكلوروسيتيك (CLCH2COOH) لإنشاء بديل للكربوكيميثيل (—CH2COOH). يحتفظ هيكل CMC ببنية سلسلة glucose β-1،4 من السليلوز ، ولكن يتم استبدال بعض مجموعات الهيدروكسيل فيه بمجموعات الكربوكيثيل. لذلك ، تحتفظ CMC بخصائص سلسلة البوليمر للسليلوز ولديها وظائف مجموعة الكربوكسي ميثيل.

الخصائص الكيميائية لـ CMC
CMC هو بوليمر أنيوني. نظرًا لأن مجموعة الكربوكسيل ( - CH2COOH) في هيكلها يمكن أن تؤين لتوليد شحنات سلبية في محلول مائي ، يمكن أن تشكل CMC محلول غرواني مستقر بعد الذوبان في الماء. تتأثر قابلية ذوبان الماء وذوبانها في CMC بدرجة الاستبدال (DS) ودرجة البلمرة (DP). تشير درجة الاستبدال إلى عدد مجموعات الهيدروكسيل التي تم استبدالها بمجموعات الكربوكسيل في كل وحدة الجلوكوز. بشكل عام ، كلما ارتفعت درجة الاستبدال ، كلما كان ذوبان المياه أفضل. بالإضافة إلى ذلك ، تختلف قابلية الذوبان واللزوجة لـ CMC في قيم الأس الهيدروجيني المختلفة أيضًا. بشكل عام ، يظهر قابلية الذوبان والاستقرار بشكل أفضل في ظل الظروف المحايدة أو القلوية ، بينما في ظل الظروف الحمضية ، ستنخفض قابلية ذوبان CMC وقد تترسب.

الخصائص الفيزيائية لـ CMC
لزوجة حل CMC هي واحدة من أهم خصائصه الفيزيائية. ترتبط لزوجتها بالعديد من العوامل ، بما في ذلك تركيز المحلول ودرجة الاستبدال ودرجة البلمرة ودرجة الحرارة وقيمة الرقم الهيدروجيني. تتيح هذه السمة اللزوجة لـ CMC إظهار التأثيرات السمكية والتشغيل والاستقرار في العديد من التطبيقات. تتمتع لزوجة CMC أيضًا بخصائص تخفيف القص ، أي أن اللزوجة ستنخفض تحت قوة القص العالية ، مما يجعلها مفيدة في بعض التطبيقات التي تتطلب سيولة عالية.

مجالات تطبيق CMC
نظرًا لخصائصه الفيزيائية والكيميائية الفريدة ، يستخدم CMC على نطاق واسع في العديد من الحقول. فيما يلي بعض مجالات التطبيق الرئيسية:

صناعة المواد الغذائية: يتم استخدام CMC كمثخّن ومثبت ومستحلب في صناعة الأغذية. يمكن أن يحسن نسيج واستقرار الطعام ، مثل التطبيقات الشائعة في الآيس كريم واللبن والهلام والصلصة.

صناعة الأدوية: يتم استخدام CMC سواغ للأدوية ومواد لاصقة للأجهزة اللوحية في مجال الأدوية. كما أنه يستخدم كعامل مرطب وتكوين الأفلام في ضمادات الجرح.

المواد الكيميائية اليومية: في المنتجات اليومية مثل معجون الأسنان والشامبو والمنظفات ، وما إلى ذلك ، يتم استخدام CMC كعامل مثخن ، تعليق ومثبت للمساعدة في الحفاظ على مظهر جيد وأداء.

حفر الزيت: يتم استخدام CMC كمحسن اللزوجة وعامل الترشيح في سوائل حفر الزيت ، والتي يمكن أن تحسن الخواص الريولوجية لسوائل الحفر وتمنع الاختراق المفرط لسوائل الحفر.

صناعات النسيج وصناعة الورق: في صناعة النسيج ، يتم استخدام CMC لعوامل لب النسيج والتشطيب ، بينما في صناعة صناعة الورق ، يتم استخدامه كعامل تعزيز وعامل التحجيم للورق لتحسين قوة الورق ونعومة.

حماية البيئة والسلامة
CMC هي مادة صديقة للبيئة يمكن أن تتحلل بسبب الكائنات الحية الدقيقة في الطبيعة ، لذلك لن تسبب تلوثًا طويل الأجل للبيئة. بالإضافة إلى ذلك ، تتمتع CMC بسمية منخفضة وسلامة عالية ، ولديها سجل أمان جيد في تطبيقات الأغذية والمستحضرات الصيدلانية. ومع ذلك ، نظرًا لإنتاجها وتطبيقها على نطاق واسع ، لا يزال ينبغي إيلاء الاهتمام لمعالجة النفايات الكيميائية التي يمكن توليدها أثناء عملية الإنتاج.

Carboxymethyl السليلوز (CMC) هو بوليمر أنيوني قابل للذوبان في الماء متنوع وظيفيًا. تحتفظ CMC التي تم الحصول عليها عن طريق التعديل الكيميائي بالخصائص الممتازة للسليلوز الطبيعي مع وجود قابلية للذوبان في الماء الجيد والخصائص الفيزيائية والكيميائية الفريدة. بفضل سماكةها ، والتثبيت ، والاستقرار وغيرها من الوظائف ، تم استخدام CMC على نطاق واسع في العديد من الصناعات مثل الغذاء والطب والمواد الكيميائية اليومية وحفر النفط والمنسوجات وصنع الورق. حماية وسلامتها البيئية تجعلها الإضافة المفضلة في العديد من المنتجات.