La carboximetil cel·lulosa (CMC) i la carboximetil cel·lulosa sòdica (CMC-Na) són compostos comuns a la indústria química i a la indústria alimentària. Tenen certes diferències i connexions en estructura, rendiment i ús. En aquest article s'analitzaran amb detall les propietats, els mètodes de preparació, les aplicacions i la importància dels dos en diferents camps.
(1) Carboximetil cel·lulosa (CMC)
1. Propietats bàsiques
La carboximetil cel·lulosa (CMC) és un derivat carboximetilat de la cel·lulosa i és un polisacàrid lineal aniònic. La seva estructura bàsica és que alguns grups hidroxil (-OH) de la molècula de cel·lulosa són substituïts per grups carboximetil (-CH₂-COOH), canviant així la solubilitat i les propietats funcionals de la cel·lulosa. CMC és generalment una pols de color blanc a lleugerament groc, inodora i insípida, insoluble en dissolvents orgànics, però pot absorbir aigua per formar un gel.
2. Mètode de preparació
La preparació del CMC sol incloure els passos següents:
Reacció d'alcalinització: barreja cel·lulosa amb hidròxid de sodi (NaOH) per convertir els grups hidroxil de la cel·lulosa en sals alcalines.
Reacció d'eterificació: la cel·lulosa alcalinitzada reacciona amb l'àcid cloroacètic (ClCH₂COOH) per generar carboximetil cel·lulosa i clorur de sodi (NaCl).
Aquest procés se sol realitzar en aigua o solució d'etanol i la temperatura de reacció es controla entre 60 ℃ i 80 ℃. Un cop finalitzada la reacció, s'obté el producte CMC final mitjançant el rentat, el filtrat, l'assecat i altres passos.
3. Camps d'aplicació
CMC s'utilitza principalment a la indústria alimentària, medicina, tèxtil, fabricació de paper i altres camps. Té múltiples funcions com ara espessiment, estabilització, retenció d'aigua i formació de pel·lícules. Per exemple, a la indústria alimentària, el CMC es pot utilitzar com a espessidor, estabilitzador i emulsionant per a gelats, melmelada, iogurt i altres productes; en l'àmbit farmacèutic, el CMC s'utilitza com a aglutinant, espessidor i estabilitzador de fàrmacs; a les indústries tèxtils i papereres, CMC s'utilitza com a additiu de purins i agent de mida superficial per millorar la qualitat i l'estabilitat del producte.
(2) Carboximetil cel·lulosa sòdica (CMC-Na)
1. Propietats bàsiques
La carboximetil cel·lulosa sòdica (CMC-Na) és la forma de sal de sodi de la carboximetil cel·lulosa. En comparació amb CMC, CMC-Na té una millor solubilitat en aigua. La seva estructura bàsica és que els grups carboxilmetil en CMC es converteixen parcialment o completament en les seves sals de sodi, és a dir, els àtoms d'hidrogen dels grups carboxilmetil es substitueixen per ions de sodi (Na⁺). CMC-Na sol ser pols o grànuls blancs o lleugerament grocs, fàcilment solubles en aigua i formant una solució viscosa transparent.
2. Mètode de preparació
El mètode de preparació de CMC-Na és similar al de CMC, i els passos principals inclouen:
Reacció d'alcalinització: la cel·lulosa s'alcalinitza mitjançant hidròxid de sodi (NaOH).
Reacció d'eterificació: la cel·lulosa alcalinitzada es fa reaccionar amb àcid cloroacètic (ClCH₂COOH) per produir CMC.
Reacció de sodiització: CMC es converteix en la seva forma de sal de sodi per reacció de neutralització en solució aquosa.
En aquest procés, cal parar atenció a controlar les condicions de reacció, com el pH i la temperatura, per obtenir productes CMC-Na amb un rendiment òptim.
3. Camps d'aplicació
Els camps d'aplicació de CMC-Na són molt amplis i abasten moltes indústries com ara l'alimentació, la medicina, els productes químics diaris i el petroli. A la indústria alimentària, CMC-Na és un important espessidor, estabilitzador i emulsionant, i s'utilitza àmpliament en productes lactis, sucs, condiments, etc. En l'àmbit farmacèutic, CMC-Na s'utilitza com a adhesiu, gel i lubricant per a pastilles. . A la indústria química diària, CMC-Na s'utilitza en productes com pasta de dents, xampú i condicionador, i té bons efectes espessidors i estabilitzadors. A més, en la perforació de petroli, CMC-Na s'utilitza com a espessidor i regulador de reologia per al fang de perforació, que pot millorar la fluïdesa i l'estabilitat del fang.
(3) La diferència i la connexió entre CMC i CMC-Na
1. Estructura i propietats
La principal diferència entre CMC i CMC-Na en l'estructura molecular és que el grup carboxilmetil de CMC-Na existeix parcialment o completament en forma de sal sòdica. Aquesta diferència estructural fa que CMC-Na mostri una major solubilitat i una millor estabilitat a l'aigua. La CMC sol ser cel·lulosa carboximetilada parcial o completament, mentre que la CMC-Na és la forma de sal de sodi d'aquesta carboximetil cel·lulosa.
2. Solubilitat i Usos
CMC té una certa solubilitat en aigua, però CMC-Na té una millor solubilitat i pot formar una solució viscosa estable a l'aigua. A causa de la seva millor solubilitat en aigua i característiques d'ionització, CMC-Na presenta un millor rendiment que CMC en moltes aplicacions. Per exemple, a la indústria alimentària, CMC-Na s'utilitza àmpliament com a espessidor i estabilitzador a causa de la seva bona solubilitat en aigua i alta viscositat, mentre que CMC s'utilitza més sovint en aplicacions que no requereixen una alta solubilitat en aigua.
3. Procés de preparació
Tot i que els processos de preparació dels dos són aproximadament similars, el producte final de la producció de CMC és la carboximetil cel·lulosa, mentre que CMC-Na converteix encara més la carboximetil cel·lulosa en la seva forma de sal sòdica mitjançant una reacció de neutralització durant el procés de producció. Aquesta conversió proporciona a CMC-Na un millor rendiment en algunes aplicacions especials, com ara un millor rendiment en aplicacions que requereixen solubilitat en aigua i estabilitat dels electròlits.
La carboximetil cel·lulosa (CMC) i la carboximetil cel·lulosa sòdica (CMC-Na) són dos derivats de la cel·lulosa amb un valor industrial important. Tot i que tenen una estructura similar, el CMC-Na mostra una major solubilitat en aigua i estabilitat a causa de la conversió d'alguns o tots els grups carboxil del CMC-Na en sal de sodi. Aquesta diferència fa que CMC i CMC-Na tinguin els seus avantatges i funcions úniques en diferents aplicacions industrials. Comprendre i aplicar correctament aquestes dues substàncies pot ajudar a optimitzar el rendiment del producte i millorar l'eficiència de la producció en molts camps com l'alimentació, la medicina i la indústria química.
Hora de publicació: 17-jun-2024