Šta je CMC u hemijskoj industriji?

U hemijskoj industriji, CMC (karboksimetil celuloza natrijum) se takođe naziva CMC. CMC je važan derivat celuloze dobijen hemijskom modifikacijom prirodne celuloze. Naime, molekularna struktura CMC-a je da se karboksimetilne grupe uvode u molekul celuloze, što mu daje mnoga nova fizička i hemijska svojstva, pa se široko koristi u hemijskoj, prehrambenoj, medicinskoj i drugim industrijama.

1. Hemijska struktura i svojstva CMC
CMC je eter celuloze dobijen reakcijom celuloze i hloroctene kiseline, a njegova osnovna strukturna jedinica je β-1,4-glukozni prsten. Za razliku od prirodne celuloze, karboksimetilne grupe se uvode u molekularnu strukturu CMC-a, što mu omogućava da formira viskozni koloidni rastvor u vodi. Molekularna težina CMC može se podesiti prema stupnju reakcije, a CMC različite molekularne težine pokazuju različitu topljivost i viskozitet u primjeni. Na rastvorljivost i viskoznost CMC utiče stepen supstitucije (tj. broj supstituenata na molekulu celuloze). CMC sa visokim stepenom supstitucije obično ima veću rastvorljivost i viskoznost u vodi. CMC ima visoku hemijsku stabilnost, ima određenu toleranciju na kisele i alkalne sredine, netoksičan je i bezopasan i zadovoljava standarde zaštite životne sredine i zdravlja.

2. CMC proizvodni proces
Proces proizvodnje CMC-a uključuje tri koraka: alkalizaciju, eterifikaciju i naknadnu obradu.

Alkalizacija: Celuloza (obično od prirodnih materijala kao što su pamuk i drvena pulpa) se tretira natrijum hidroksidom kako bi se poboljšala hidroksilna aktivnost celuloze, što je pogodno za naknadne reakcije.
Eterifikacija: natrijum hloracetat se dodaje alkalizovanoj celulozi, a karboksimetil grupe se uvode kroz reakciju da se celuloza pretvori u karboksimetil celulozu.
Naknadna obrada: CMC nastao reakcijom se neutralizira, filtrira, suši i drobi kako bi se konačno dobili proizvodi različitih specifikacija. Stepen supstitucije i molekularna težina proizvoda mogu se podesiti kontrolisanjem reakcionih uslova, koncentracije sirovine i vremena reakcije, kako bi se dobili CMC proizvodi sa različitim viskozitetima i svojstvima rastvorljivosti.

3. Karakteristike performansi CMC-a
Kao visoko efikasan zgušnjivač, stabilizator, formirač filma i lepak, CMC ima sledeće karakteristike performansi:

Dobra rastvorljivost u vodi: CMC je lako rastvorljiv u vodi i može formirati prozirnu koloidnu otopinu, a proces rastvaranja je nježan i jednostavan za rukovanje.
Snažan učinak zgušnjavanja: CMC može značajno povećati viskozitet otopine pri nižoj koncentraciji, što ga čini visokom primjenom u mnogim prilikama gdje su potrebni efekti zgušnjavanja.
Stabilnost: CMC ima visoku toleranciju na kiselinu, alkalije, svjetlost, toplinu, itd., i ima dobru stabilnost otopine.
Siguran i netoksičan: CMC se široko koristi u prehrambenoj, medicinskoj i drugim industrijama. Bezbedan je i netoksičan i pogodan za materijale u direktnom ili indirektnom kontaktu sa hranom.

4. Područja primjene CMC-a
Prehrambena industrija: CMC se široko koristi kao zgušnjivač, emulgator, stabilizator itd. u prehrambenoj industriji. Može se koristiti u sladoledu, džemovu, začinima, pićima, mliječnim proizvodima itd. kako bi se efikasno poboljšala tekstura, okus i stabilnost hrane. Na primjer, CMC kao zgušnjivač u sladoledu može efikasno spriječiti stvaranje kristala leda i učiniti ukus sladoleda glatkijim.

Farmaceutska industrija: U farmaceutskoj oblasti, CMC se može koristiti kao ljepilo za tablete, matriks za masti i zgušnjivač za neke tekuće lijekove. CMC također ima određena svojstva adhezije i stvaranja filma, što može poboljšati učinak kontroliranog oslobađanja lijekova i poboljšati stabilnost i brzinu apsorpcije lijekova.

Svakodnevna hemijska industrija: U kozmetici i proizvodima za ličnu njegu, CMC se široko koristi u losionima, kremama, šamponima i drugim proizvodima kao zgušnjivač i stabilizator. CMC-ova dobra rastvorljivost u vodi i svojstva stvaranja filma omogućavaju stabilizaciju strukture kozmetike i poboljšanje mekoće proizvoda.

Naftna industrija: CMC igra ulogu zgušnjivača i sredstva za filtriranje u tečnosti za bušenje, tečnosti za frakturisanje i cementnoj suspenziji, efikasno smanjujući rizik od gubitka tečnosti i blokade tokom bušenja, i poboljšavajući efikasnost i sigurnost bušenja.

Tekstilna i papirna industrija: CMC se može koristiti kao sredstvo za dimenzioniranje pređe, sredstvo za završnu obradu tekstila i aditiv za papir u oblastima tekstila i papira, što može poboljšati čvrstoću pređe i poboljšati vodootpornost i vlačnu čvrstoću papira.

5. Tržišna potražnja i perspektive razvoja CMC-a
S brzim razvojem globalne ekonomije i tehnološkim napretkom, potražnja na tržištu za CMC raste. Naročito u prehrambenoj i farmaceutskoj industriji, kako potrošači obraćaju više pažnje na zdravlje i sigurnost, prirodni i bezopasni zgušnjivač CMC postepeno je zamijenio neke sintetičke kemikalije. U budućnosti se očekuje da će potražnja za CMC tržištem nastaviti da se širi, posebno u pogledu mogućnosti primjene zgušnjivača hrane, tekućina za bušenje, nosača s kontroliranim oslobađanjem lijekova itd.

Budući da je izvor sirovine CMC uglavnom prirodna celuloza, proces proizvodnje je relativno ekološki prihvatljiv. Kako bi se zadovoljio trend razvoja zelene hemijske industrije, proces proizvodnje CMC-a se takođe konstantno unapređuje, kao što je smanjenje emisije zagađenja u proizvodnom procesu, poboljšanje korišćenja resursa itd., te nastojimo da proizvodnja CMC-a ispuni cilj. održivog razvoja.

Kao važan derivat celuloze, natrijum karboksimetil celuloza (CMC) se široko koristi u mnogim industrijama kao što su hemijska, prehrambena, medicinska, dnevne hemikalije, nafta, tekstil i proizvodnja papira zbog svoje jedinstvene rastvorljivosti u vodi, zgušnjavanja i dobre stabilnosti. Sa napretkom tehnologije i povećanjem potražnje na tržištu, proizvodni proces i područja primjene CMC-a se stalno šire, te ima značajan razvojni potencijal u oblasti zelene kemijske industrije i primjene visokih performansi u budućnosti.