Karboksimetil celuloza (CMC) i natrijum karboksimetil celuloza (CMC-Na) uobičajena su jedinjenja u hemijskoj industriji i prehrambenoj industriji. Imaju određene razlike i veze u strukturi, performansama i upotrebi. Ovaj članak će detaljno analizirati svojstva, metode pripreme, primjenu i važnost njih u različitim poljima.
(1) karboksimetil celuloza (CMC)
1. Osnovna svojstva
Karboksimetil celuloza (CMC) je karboksimetilirani derivat celuloze i anjonski je linearni polisaharid. Njegova osnovna struktura je da se neke hidroksilne grupe (-OH) u molekulu celuloze zamenjuju karboksimetil grupama (-CH2-COOH), čime se menjaju rastvorljivost i funkcionalna svojstva celuloze. CMC je općenito bijeli do blago žuti prah, bez mirisa i ukusa, nerastvorljiv u organskim rastvaračima, ali može apsorbirati vodu i formirati gel.
2. Način pripreme
Priprema CMC obično uključuje sljedeće korake:
Reakcija alkalizacije: Pomiješajte celulozu sa natrijum hidroksidom (NaOH) kako biste pretvorili hidroksilne grupe u celulozi u alkalne soli.
Reakcija eterifikacije: Alkalizovana celuloza reaguje sa hloroctenom kiselinom (ClCH₂COOH) da bi se stvorila karboksimetil celuloza i natrijum hlorid (NaCl).
Ovaj proces se obično izvodi u vodi ili otopini etanola, a temperatura reakcije se kontrolira između 60℃-80℃. Nakon što je reakcija završena, konačni CMC proizvod se dobija kroz pranje, filtriranje, sušenje i druge korake.
3. Polja aplikacije
CMC se uglavnom koristi u prehrambenoj industriji, medicini, tekstilu, proizvodnji papira i drugim poljima. Ima više funkcija kao što su zgušnjavanje, stabilizacija, zadržavanje vode i stvaranje filma. Na primjer, u prehrambenoj industriji, CMC se može koristiti kao zgušnjivač, stabilizator i emulgator za sladoled, džem, jogurt i druge proizvode; u farmaceutskom polju, CMC se koristi kao vezivo, zgušnjivač i stabilizator za lijekove; u industriji tekstila i papira, CMC se koristi kao aditiv za suspenziju i sredstvo za veličanje površine za poboljšanje kvaliteta i stabilnosti proizvoda.
(2) Natrijum karboksimetil celuloza (CMC-Na)
1. Osnovna svojstva
Natrijum karboksimetil celuloza (CMC-Na) je oblik natrijumove soli karboksimetil celuloze. U poređenju sa CMC, CMC-Na ima bolju rastvorljivost u vodi. Njegova osnovna struktura je da se karboksilmetil grupe u CMC djelimično ili potpuno pretvaraju u svoje natrijeve soli, odnosno da su atomi vodika na karboksilmetil grupama zamijenjeni natrijevim ionima (Na⁺). CMC-Na je obično bijeli ili blago žuti prah ili granule, lako rastvorljiv u vodi i formira viskoznu prozirnu otopinu.
2. Način pripreme
Metoda pripreme CMC-Na je slična onoj za CMC, a glavni koraci uključuju:
Reakcija alkalizacije: celuloza se alkalizira upotrebom natrijum hidroksida (NaOH).
Reakcija eterifikacije: Alkalizovana celuloza reaguje sa hloroctenom kiselinom (ClCH₂COOH) da bi se dobio CMC.
Reakcija natrijumizacije: CMC se pretvara u oblik natrijumove soli reakcijom neutralizacije u vodenom rastvoru.
U ovom procesu potrebno je obratiti pažnju na kontrolu uvjeta reakcije, kao što su pH i temperatura, kako bi se dobili CMC-Na proizvodi s optimalnim performansama.
3. Polja aplikacije
Područja primjene CMC-Na su vrlo široka, pokrivajući mnoge industrije kao što su hrana, medicina, dnevne kemikalije i nafta. U prehrambenoj industriji, CMC-Na je važan zgušnjivač, stabilizator i emulgator, te se široko koristi u mliječnim proizvodima, sokovima, začinima, itd. U farmaceutskoj oblasti, CMC-Na se koristi kao ljepilo, gel i lubrikant za tablete . U svakodnevnoj hemijskoj industriji, CMC-Na se koristi u proizvodima kao što su paste za zube, šamponi i regeneratori, i ima dobre efekte zgušnjavanja i stabilizacije. Osim toga, u bušenju nafte, CMC-Na se koristi kao zgušnjivač i regulator reologije za isplaku za bušenje, što može poboljšati fluidnost i stabilnost isplake.
(3) Razlika i veza između CMC i CMC-Na
1. Struktura i svojstva
Glavna razlika između CMC i CMC-Na u molekularnoj strukturi je da karboksilmetil grupa CMC-Na postoji djelomično ili u potpunosti u obliku natrijeve soli. Ova strukturna razlika čini da CMC-Na pokazuje veću rastvorljivost i bolju stabilnost u vodi. CMC je obično djelomično ili potpuno karboksimetilirana celuloza, dok je CMC-Na oblik natrijeve soli ove karboksimetil celuloze.
2. Rastvorljivost i upotreba
CMC ima određenu topljivost u vodi, ali CMC-Na ima bolju topljivost i može formirati stabilnu viskoznu otopinu u vodi. Zbog svoje bolje rastvorljivosti u vodi i jonizacionih karakteristika, CMC-Na pokazuje bolje performanse od CMC u mnogim primenama. Na primjer, u prehrambenoj industriji, CMC-Na se široko koristi kao zgušnjivač i stabilizator zbog svoje dobre rastvorljivosti u vodi i visokog viskoziteta, dok se CMC češće koristi u aplikacijama koje ne zahtijevaju veliku topljivost u vodi.
3. Proces pripreme
Iako su procesi pripreme ova dva otprilike slični, konačni proizvod proizvodnje CMC-a je karboksimetil celuloza, dok CMC-Na dalje pretvara karboksimetil celulozu u njen oblik natrijumove soli kroz reakciju neutralizacije tokom procesa proizvodnje. Ova konverzija daje CMC-Na bolje performanse u nekim posebnim aplikacijama, kao što su bolje performanse u aplikacijama koje zahtijevaju topljivost u vodi i stabilnost elektrolita.
Karboksimetil celuloza (CMC) i natrijum karboksimetil celuloza (CMC-Na) su dva derivata celuloze sa važnom industrijskom vrednošću. Iako su slične strukture, CMC-Na pokazuje veću topljivost i stabilnost u vodi zbog konverzije nekih ili svih karboksilnih grupa u CMC-Na u natrijevu sol. Ova razlika čini da CMC i CMC-Na imaju svoje jedinstvene prednosti i funkcije u različitim industrijskim aplikacijama. Razumijevanje i pravilna primjena ove dvije supstance može pomoći u optimizaciji performansi proizvoda i poboljšanju efikasnosti proizvodnje u mnogim poljima kao što su hrana, medicina i hemijska industrija.
Vrijeme objave: Jun-17-2024