Carboxymethylcellulose (CMC) og natriumcarboxymethylcellulose (CMC-Na) er almindelige forbindelser i den kemiske industri og fødevareindustrien. De har visse forskelle og sammenhænge i struktur, ydeevne og brug. Denne artikel vil i detaljer analysere egenskaberne, fremstillingsmetoderne, anvendelserne og vigtigheden af de to på forskellige områder.
(1) Carboxymethylcellulose (CMC)
1. Grundlæggende egenskaber
Carboxymethylcellulose (CMC) er et carboxymethyleret derivat af cellulose og er et anionisk lineært polysaccharid. Dens grundlæggende struktur er, at nogle hydroxylgrupper (-OH) i cellulosemolekylet erstattes af carboxymethylgrupper (-CH2-COOH), hvorved cellulosens opløselighed og funktionelle egenskaber ændres. CMC er generelt hvidt til let gult pulver, lugtfrit og smagløst, uopløseligt i organiske opløsningsmidler, men kan absorbere vand og danne en gel.
2. Fremstillingsmetode
Forberedelsen af CMC omfatter normalt følgende trin:
Alkaliseringsreaktion: Bland cellulose med natriumhydroxid (NaOH) for at omdanne hydroxylgrupperne i cellulose til alkaliske salte.
Etherificeringsreaktion: Alkaliseret cellulose reagerer med chloreddikesyre (ClCH₂COOH) for at danne carboxymethylcellulose og natriumchlorid (NaCl).
Denne proces udføres normalt i vand eller ethanolopløsning, og reaktionstemperaturen styres mellem 60℃-80℃. Efter at reaktionen er afsluttet, opnås det endelige CMC-produkt gennem vask, filtrering, tørring og andre trin.
3. Ansøgningsfelter
CMC bruges hovedsageligt i fødevareindustrien, medicin, tekstil, papirfremstilling og andre områder. Den har flere funktioner såsom fortykkelse, stabilisering, vandretention og filmdannelse. For eksempel i fødevareindustrien kan CMC bruges som fortykningsmiddel, stabilisator og emulgator til is, marmelade, yoghurt og andre produkter; på det farmaceutiske område bruges CMC som bindemiddel, fortykningsmiddel og stabilisator til lægemidler; i tekstil- og papirindustrien bruges CMC som et gylleadditiv og overfladelimningsmiddel for at forbedre kvaliteten og stabiliteten af produktet.
(2) Natriumcarboxymethylcellulose (CMC-Na)
1. Grundlæggende egenskaber
Natriumcarboxymethylcellulose (CMC-Na) er natriumsaltformen af carboxymethylcellulose. Sammenlignet med CMC har CMC-Na bedre vandopløselighed. Dens grundlæggende struktur er, at carboxylmethylgrupperne i CMC er delvist eller fuldstændigt omdannet til deres natriumsalte, det vil sige, at hydrogenatomerne på carboxylmethylgrupperne er erstattet af natriumioner (Na⁺). CMC-Na er sædvanligvis hvidt eller let gult pulver eller granulat, letopløseligt i vand og danner en tyktflydende gennemsigtig opløsning.
2. Fremstillingsmetode
Forberedelsesmetoden for CMC-Na ligner den for CMC, og hovedtrinene inkluderer:
Alkaliseringsreaktion: cellulose alkaliseres ved hjælp af natriumhydroxid (NaOH).
Etherificeringsreaktion: Alkaliseret cellulose omsættes med chloreddikesyre (ClCH₂COOH) til fremstilling af CMC.
Natriumiseringsreaktion: CMC omdannes til sin natriumsaltform ved neutraliseringsreaktion i vandig opløsning.
I denne proces er det nødvendigt at være opmærksom på at kontrollere reaktionsbetingelserne, såsom pH og temperatur, for at opnå CMC-Na-produkter med optimal ydeevne.
3. Ansøgningsfelter
Anvendelsesområderne for CMC-Na er meget brede og dækker mange industrier såsom fødevarer, medicin, daglige kemikalier og petroleum. I fødevareindustrien er CMC-Na et vigtigt fortykningsmiddel, stabilisator og emulgator og er meget udbredt i mejeriprodukter, juice, krydderier osv. På det farmaceutiske område bruges CMC-Na som klæbemiddel, gel og smøremiddel til tabletter . I den daglige kemiske industri anvendes CMC-Na i produkter som tandpasta, shampoo og balsam og har en god fortykkende og stabiliserende effekt. Derudover bruges CMC-Na ved olieboring som fortykningsmiddel og rheologiregulator til boremudder, hvilket kan forbedre mudderets fluiditet og stabilitet.
(3) Forskellen og forbindelsen mellem CMC og CMC-Na
1. Struktur og egenskaber
Hovedforskellen mellem CMC og CMC-Na i molekylær struktur er, at carboxylmethylgruppen i CMC-Na eksisterer delvist eller fuldstændigt i form af natriumsalt. Denne strukturelle forskel gør, at CMC-Na viser højere opløselighed og bedre stabilitet i vand. CMC er normalt delvist eller fuldstændigt carboxymethyleret cellulose, mens CMC-Na er natriumsaltformen af denne carboxymethylcellulose.
2. Opløselighed og anvendelser
CMC har en vis opløselighed i vand, men CMC-Na har bedre opløselighed og kan danne en stabil viskøs opløsning i vand. På grund af dets bedre vandopløselighed og ioniseringskarakteristika udviser CMC-Na bedre ydeevne end CMC i mange applikationer. For eksempel i fødevareindustrien er CMC-Na meget udbredt som fortykningsmiddel og stabilisator på grund af dets gode vandopløselighed og høje viskositet, mens CMC oftere anvendes i applikationer, der ikke kræver høj vandopløselighed.
3. Forberedelsesproces
Selvom fremstillingsprocesserne for de to er nogenlunde ens, er slutproduktet af CMC-produktion carboxymethylcellulose, mens CMC-Na yderligere omdanner carboxymethylcellulose til sin natriumsaltform gennem en neutraliseringsreaktion under produktionsprocessen. Denne konvertering giver CMC-Na bedre ydeevne i nogle specielle applikationer, såsom bedre ydeevne i applikationer, der kræver vandopløselighed og elektrolytstabilitet.
Carboxymethylcellulose (CMC) og natriumcarboxymethylcellulose (CMC-Na) er to cellulosederivater med vigtig industriel værdi. Selvom de er ens i struktur, viser CMC-Na højere vandopløselighed og stabilitet på grund af omdannelsen af nogle eller alle carboxylgrupperne i CMC-Na til natriumsalt. Denne forskel gør, at CMC og CMC-Na har deres egne unikke fordele og funktioner i forskellige industrielle applikationer. Forståelse og korrekt anvendelse af disse to stoffer kan hjælpe med at optimere produktets ydeevne og forbedre produktionseffektiviteten inden for mange områder såsom fødevarer, medicin og kemisk industri.
Indlægstid: 17-jun-2024