Karboxymethylcelulóza (CMC) a sodná sůl karboxymethylcelulózy (CMC-Na) jsou běžné sloučeniny v chemickém průmyslu a potravinářském průmyslu. Mají určité rozdíly a souvislosti ve struktuře, výkonu a použití. Tento článek bude podrobně analyzovat vlastnosti, způsoby přípravy, aplikace a význam těchto dvou v různých oblastech.
(1) Karboxymethylcelulóza (CMC)
1. Základní vlastnosti
Karboxymethylcelulóza (CMC) je karboxymethylovaný derivát celulózy a je to aniontový lineární polysacharid. Jeho základní struktura spočívá v tom, že některé hydroxylové skupiny (-OH) v molekule celulózy jsou nahrazeny karboxymethylovými skupinami (-CH2-COOH), čímž se mění rozpustnost a funkční vlastnosti celulózy. CMC je obecně bílý až slabě žlutý prášek, bez zápachu a chuti, nerozpustný v organických rozpouštědlech, ale může absorbovat vodu za vzniku gelu.
2. Způsob přípravy
Příprava CMC obvykle zahrnuje následující kroky:
Alkalizační reakce: Smíchejte celulózu s hydroxidem sodným (NaOH), aby se hydroxylové skupiny v celulóze přeměnily na alkalické soli.
Etherifikační reakce: Alkalizovaná celulóza reaguje s kyselinou chloroctovou (ClCH2COOH) za vzniku karboxymethylcelulózy a chloridu sodného (NaCl).
Tento proces se obvykle provádí ve vodě nebo ethanolovém roztoku a reakční teplota je řízena mezi 60 °C-80 °C. Po dokončení reakce se konečný produkt CMC získá promytím, filtrací, sušením a dalšími kroky.
3. Oblasti použití
CMC se používá především v potravinářském průmyslu, medicíně, textilu, papírenství a dalších oborech. Má více funkcí, jako je zahušťování, stabilizace, zadržování vody a tvorba filmu. Například v potravinářském průmyslu lze CMC použít jako zahušťovadlo, stabilizátor a emulgátor pro zmrzlinu, džem, jogurt a další produkty; ve farmaceutické oblasti se CMC používá jako pojivo, zahušťovadlo a stabilizátor pro léky; v textilním a papírenském průmyslu se CMC používá jako přísada do kaše a povrchové klížidlo pro zlepšení kvality a stability produktu.
(2) Sodná sůl karboxymethylcelulózy (CMC-Na)
1. Základní vlastnosti
Sodná sůl karboxymethylcelulózy (CMC-Na) je forma sodné soli karboxymethylcelulózy. Ve srovnání s CMC má CMC-Na lepší rozpustnost ve vodě. Jeho základní struktura spočívá v tom, že karboxymethylové skupiny v CMC jsou částečně nebo úplně přeměněny na jejich sodné soli, to znamená, že atomy vodíku na karboxymethylových skupinách jsou nahrazeny sodnými ionty (Na⁺). CMC-Na je obvykle bílý nebo slabě žlutý prášek nebo granule, snadno rozpustný ve vodě a tvoří viskózní průhledný roztok.
2. Způsob přípravy
Způsob přípravy CMC-Na je podobný jako u CMC a hlavní kroky zahrnují:
Alkalizační reakce: celulóza je alkalizována pomocí hydroxidu sodného (NaOH).
Etherifikační reakce: Alkalizovaná celulóza reaguje s kyselinou chloroctovou (ClCH2COOH) za vzniku CMC.
Sodizační reakce: CMC se převede na formu sodné soli neutralizační reakcí ve vodném roztoku.
V tomto procesu je nutné věnovat pozornost řízení reakčních podmínek, jako je pH a teplota, aby se získaly produkty CMC-Na s optimálním výkonem.
3. Oblasti použití
Oblasti použití CMC-Na jsou velmi široké a pokrývají mnoho průmyslových odvětví, jako je potravinářství, lékařství, denní chemikálie a ropa. V potravinářském průmyslu je CMC-Na důležitým zahušťovadlem, stabilizátorem a emulgátorem a je široce používán v mléčných výrobcích, šťávách, koření atd. Ve farmaceutické oblasti se CMC-Na používá jako lepidlo, gel a lubrikant pro tablety . V každodenním chemickém průmyslu se CMC-Na používá v produktech, jako jsou zubní pasty, šampony a kondicionéry, a má dobré zahušťovací a stabilizační účinky. Kromě toho se při ropných vrtech CMC-Na používá jako zahušťovadlo a regulátor reologie pro vrtné bahno, což může zlepšit tekutost a stabilitu bahna.
(3) Rozdíl a spojení mezi CMC a CMC-Na
1. Struktura a vlastnosti
Hlavní rozdíl mezi CMC a CMC-Na v molekulární struktuře je ten, že karboxymethylová skupina CMC-Na existuje částečně nebo úplně ve formě sodné soli. Tento strukturální rozdíl způsobuje, že CMC-Na vykazuje vyšší rozpustnost a lepší stabilitu ve vodě. CMC je obvykle částečně nebo úplně karboxymethylovaná celulóza, zatímco CMC-Na je forma sodné soli této karboxymethylcelulózy.
2. Rozpustnost a použití
CMC má určitou rozpustnost ve vodě, ale CMC-Na má lepší rozpustnost a může tvořit stabilní viskózní roztok ve vodě. Díky své lepší rozpustnosti ve vodě a ionizačním charakteristikám vykazuje CMC-Na v mnoha aplikacích lepší výkon než CMC. Například v potravinářském průmyslu je CMC-Na široce používán jako zahušťovadlo a stabilizátor díky své dobré rozpustnosti ve vodě a vysoké viskozitě, zatímco CMC se častěji používá v aplikacích, které nevyžadují vysokou rozpustnost ve vodě.
3. Postup přípravy
Ačkoli jsou tyto dva způsoby přípravy zhruba podobné, konečným produktem výroby CMC je karboxymethylcelulóza, zatímco CMC-Na dále převádí karboxymethylcelulózu na formu sodné soli prostřednictvím neutralizační reakce během výrobního procesu. Tato konverze poskytuje CMC-Na lepší výkon v některých speciálních aplikacích, jako je lepší výkon v aplikacích vyžadujících rozpustnost ve vodě a stabilitu elektrolytu.
Karboxymethylcelulóza (CMC) a sodná sůl karboxymethylcelulózy (CMC-Na) jsou dva deriváty celulózy s důležitou průmyslovou hodnotou. I když mají podobnou strukturu, CMC-Na vykazuje vyšší rozpustnost ve vodě a stabilitu v důsledku konverze některých nebo všech karboxylových skupin v CMC-Na na sodnou sůl. Díky tomuto rozdílu mají CMC a CMC-Na své vlastní jedinečné výhody a funkce v různých průmyslových aplikacích. Pochopení a správné použití těchto dvou látek může pomoci optimalizovat výkonnost produktu a zlepšit efektivitu výroby v mnoha oblastech, jako je potravinářství, lékařství a chemický průmysl.
Čas odeslání: 17. června 2024