Карбоксиметил целулозата (CMC) и натриевата карбоксиметил целулоза (CMC-NA) са често срещани съединения в химическата индустрия и хранителната промишленост. Те имат определени разлики и връзки в структурата, производителността и употребата. Тази статия ще анализира подробно свойствата, методите за подготовка, приложенията и значението на двете в различни области.
(1) карбоксиметил целулоза (CMC)
1. Основни свойства
Карбоксиметил целулозата (CMC) е карбоксиметилирано производно на целулозата и е анионни линеен полизахарид. Основната му структура е, че някои хидроксилни групи (-OH) в целулозната молекула се заменят от карбоксиметилови групи (-ch₂-cooh), като по този начин се променят разтворимостта и функционалните свойства на целулозата. CMC обикновено е бял до леко жълт прах, без мирис и безвкусен, неразтворим в органични разтворители, но може да абсорбира вода, за да образува гел.
2. Метод на подготовка
Подготовката на CMC обикновено включва следните стъпки:
Реакция на алкалинизация: Смесете целулозата с натриев хидроксид (NaOH), за да превърнете хидроксилните групи в целулозата в алкални соли.
Етерификационна реакция: Алкализирана целулоза реагира с хлорооцетна киселина (Clch₂cooH) за генериране на карбоксиметил целулоза и натриев хлорид (NaCl).
Този процес обикновено се провежда във вода или разтвор на етанол и температурата на реакцията се контролира между 60 ℃ -80 ℃. След приключване на реакцията, крайният CMC продукт се получава чрез измиване, филтриране, сушене и други стъпки.
3. Полета за приложение
CMC се използва главно в хранителната промишленост, медицината, текстила, производството на хартия и други области. Той има множество функции като сгъстяване, стабилизация, задържане на вода и образуване на филми. Например, в хранителната индустрия, CMC може да се използва като сгъстител, стабилизатор и емулгатор за сладолед, сладко, кисело мляко и други продукти; Във фармацевтичното поле CMC се използва като свързващо вещество, сгъстител и стабилизатор за лекарства; В индустрията за текстилно и хартиени производство CMC се използва като добавка на суспензия и агент за оразмеряване на повърхността за подобряване на качеството и стабилността на продукта.
(2) натриева карбоксиметил целулоза (CMC-NA)
1. Основни свойства
Натриевата карбоксиметил целулоза (CMC-NA) е натриевата сол от карбоксиметил целулоза. В сравнение с CMC, CMC-NA има по-добра разтворимост на вода. Основната му структура е, че карбоксилметиловите групи в CMC са частично или напълно превърнати в натриевите си соли, тоест водородните атоми на карбоксилметиловите групи се заменят с натриеви йони (Na⁺). CMC-NA обикновено е бял или леко жълт прах или гранули, лесно разтворим във вода и образува вискозен прозрачен разтвор.
2. Метод на подготовка
Методът на подготовка на CMC-NA е подобен на този на CMC, а основните стъпки включват:
Реакция на алкалинизация: Целулозата се алкализира с помощта на натриев хидроксид (NaOH).
Етерификационна реакция: Алкализираната целулоза се реагира с хлорооцетна киселина (Clch₂cooH) за получаване на CMC.
Реакция на натриевазация: CMC се превръща в формата на натриевата си сол чрез реакция на неутрализиране във воден разтвор.
В този процес е необходимо да се обърне внимание на контролирането на реакционните условия, като рН и температура, за да се получат CMC-NA продукти с оптимална производителност.
3. Полета за приложение
Полетата на приложението на CMC-NA са много широки и обхващат много индустрии като храна, медицина, ежедневни химикали и петрол. В хранителната индустрия CMC-NA е важен сгъстител, стабилизатор и емулгатор и се използва широко в млечни продукти, сокове, подправки и др. Във фармацевтичното поле CMC-NA се използва като лепило, гел и смазка за таблетки. В ежедневната химическа индустрия CMC-NA се използва в продукти като паста за зъби, шампоан и балсам и има добри сгъстяващи и стабилизиращи ефекти. В допълнение, при сондиране на нефт, CMC-NA се използва като регулатор на сгъстител и реология за сондиране на кал, което може да подобри плавността и стабилността на калта.
(3) Разликата и връзката между CMC и CMC-NA
1. Структура и свойства
Основната разлика между CMC и CMC-NA в молекулната структура е, че карбоксилметилната група на CMC-NA съществува частично или напълно под формата на натриева сол. Тази структурна разлика прави CMC-NA показва по-висока разтворимост и по-добра стабилност във водата. CMC обикновено е частично или напълно карбоксиметилирана целулоза, докато CMC-NA е натриевата сол форма на тази карбоксиметил целулоза.
2. Разтворимост и употреби
CMC има определена разтворимост във вода, но CMC-NA има по-добра разтворимост и може да образува стабилен вискозен разтвор във вода. Поради по-добрата си разтворимост на водата и характеристиките на йонизацията, CMC-NA показва по-добри показатели от CMC в много приложения. Например, в хранителната индустрия, CMC-NA се използва широко като сгъстител и стабилизатор поради добрата си разтворимост на вода и висок вискозитет, докато CMC се използва по-често в приложения, които не изискват висока разтворимост на вода.
3. Процес на подготовка
Въпреки че процесите на подготовка на двете са приблизително сходни, крайният продукт на производството на CMC е карбоксиметил целулоза, докато CMC-NA допълнително превръща карбоксиметил целулозата в неговата натриева сол чрез реакция на неутрализиране по време на производствения процес. Това преобразуване дава на CMC-NA по-добри показатели в някои специални приложения, като по-добри показатели в приложения, изискващи разтворимост на вода и стабилност на електролитите.
Карбоксиметил целулозата (CMC) и натриевата карбоксиметил целулоза (CMC-NA) са две целулозни производни с важна индустриална стойност. Въпреки че са сходни по структура, CMC-NA показва по-висока разтворимост на вода и стабилност поради превръщането на някои или всички карбоксилни групи в CMC-NA в натриева сол. Тази разлика прави CMC и CMC-NA да имат свои уникални предимства и функции в различни индустриални приложения. Разбирането и правилно прилагането на тези две вещества може да помогне за оптимизиране на производителността на продукта и подобряване на ефективността на производството в много области като храна, медицина и химическа индустрия.
Време за публикация: юни-17-2024