Utjecaj DS na kvalitet karboksimetil celuloze

Karboksimetil celuloza (CMC) je derivat celuloze rastvorljiv u vodi koji se široko koristi u raznim industrijama, uključujući hranu, farmaceutske proizvode i ličnu njegu. Stepen supstitucije (DS) je važan parametar koji utiče na svojstva CMC. U ovom članku ćemo raspravljati o utjecaju DS na kvalitetu karboksimetil celuloze.

Prvo, važno je razumjeti koji je stepen zamjene. Stepen supstitucije se odnosi na broj karboksimetil grupa po jedinici glukoze u celuloznom lancu. CMC se proizvodi reakcijom celuloze sa natrijum monohloroacetatom i natrijum hidroksidom. Tokom ove reakcije, hidroksilne grupe na celuloznom lancu su zamenjene karboksimetil grupama. Stepen supstitucije se može kontrolisati variranjem uslova reakcije, kao što su koncentracija natrijum hidroksida i natrijum monohloracetata, vreme reakcije i temperatura.

DS CMC utiče na njegova fizička i hemijska svojstva, kao što su rastvorljivost, viskozitet i termička stabilnost. CMC sa niskim DS ima viši stepen kristalnosti i manje je rastvorljiv u vodi od CMC sa visokim DS. To je zato što se karboksimetil grupe u CMC sa niskim DS nalaze na površini celuloznog lanca, što smanjuje njegovu topljivost u vodi. Nasuprot tome, CMC sa visokim DS ima amorfniju strukturu i rastvorljiviji je u vodi od CMC sa niskim DS.

DS takođe utiče na viskozitet CMC. CMC sa niskim DS ima niži viskozitet od CMC sa visokim DS. To je zato što su karboksimetilne grupe u CMC sa niskim DS razmaknute dalje, što smanjuje interakciju između celuloznih lanaca i smanjuje viskozitet. Nasuprot tome, CMC sa visokim DS ima veći viskozitet jer su karboksimetilne grupe bliže jedna drugoj, što povećava interakciju između celuloznih lanaca i podiže viskoznost.

Pored svojih fizičkih svojstava, DS CMC utiče i na njegova hemijska svojstva. CMC sa niskim DS je manje stabilan na visokim temperaturama i pH vrijednostima od CMC sa visokim DS. To je zato što su karboksimetilne grupe u CMC sa niskim DS podložnije hidrolizi i mogu se razbiti u teškim uslovima. Nasuprot tome, CMC s visokim DS je stabilniji na visokim temperaturama i pH vrijednostima jer su karboksimetilne grupe čvršće vezane za celulozni lanac.