I den kemiske industri kaldes CMC (Carboxymethyl Cellulose Sodium) også som CMC. CMC er et vigtigt cellulosederivat opnået ved kemisk modificering af naturlig cellulose. Specifikt er den molekylære struktur af CMC, at carboxymethylgrupper indføres i cellulosemolekylet, hvilket giver det mange nye fysiske og kemiske egenskaber, så det er meget udbredt i kemiske, fødevare-, medicin- og andre industrier.
1. Kemisk struktur og egenskaber af CMC
CMC er en celluloseetherforbindelse opnået ved omsætning af cellulose og chloreddikesyre, og dens grundlæggende strukturelle enhed er β-1,4-glucosering. I modsætning til naturlig cellulose indføres carboxymethylgrupper i CMC's molekylære struktur, hvilket gør det i stand til at danne en viskøs kolloid opløsning i vand. Molekylvægten af CMC kan justeres i henhold til reaktionsgraden, og CMC'er med forskellige molekylvægte viser forskellig opløselighed og viskositet ved anvendelse. CMC's opløselighed og viskositet påvirkes af substitutionsgraden (det vil sige antallet af substituenter på cellulosemolekylet). CMC med en høj grad af substitution har normalt højere vandopløselighed og viskositet. CMC har høj kemisk stabilitet, har en vis tolerance over for sure og alkaliske miljøer, er giftfri og harmløs og opfylder miljøbeskyttelses- og sundhedsstandarder.
2. CMC produktionsproces
Produktionsprocessen for CMC omfatter tre trin: alkalisering, etherificering og efterbehandling.
Alkalisering: Cellulose (normalt fra naturlige materialer såsom bomuld og træmasse) behandles med natriumhydroxid for at øge hydroxylaktiviteten af cellulose, hvilket er praktisk til efterfølgende reaktioner.
Etherificering: Natriumchloracetat tilsættes til den alkaliserede cellulose, og carboxymethylgrupper indføres gennem reaktionen for at omdanne cellulose til carboxymethylcellulose.
Efterbehandling: CMC genereret af reaktionen neutraliseres, filtreres, tørres og knuses for til sidst at opnå produkter med forskellige specifikationer. Substitutionsgraden og molekylvægten af produktet kan justeres ved at kontrollere reaktionsbetingelserne, råmaterialekoncentrationen og reaktionstiden for at opnå CMC-produkter med forskellige viskositeter og opløselighedsegenskaber.
3. Ydeevnekarakteristika for CMC
Som et yderst effektivt fortykningsmiddel, stabilisator, filmdanner og klæbemiddel har CMC følgende ydelsesegenskaber:
God vandopløselighed: CMC er letopløseligt i vand og kan danne en gennemsigtig kolloid opløsning, og opløsningsprocessen er skånsom og nem at betjene.
Stærk fortykningseffekt: CMC kan øge opløsningens viskositet betydeligt ved en lavere koncentration, hvilket gør, at den har høj påføringsværdi i mange tilfælde, hvor der kræves fortykkelseseffekter.
Stabilitet: CMC har høj tolerance over for syre, alkali, lys, varme osv., og har god opløsningsstabilitet.
Sikker og ikke-giftig: CMC er meget udbredt i fødevarer, medicin og andre industrier. Det er sikkert og ikke-giftigt og velegnet til direkte eller indirekte fødevarekontaktmaterialer.
4. Anvendelsesområder for CMC
Fødevareindustrien: CMC er meget udbredt som fortykningsmiddel, emulgator, stabilisator osv. i fødevareindustrien. Det kan bruges i is, marmelade, krydderier, drikkevarer, mejeriprodukter osv. for effektivt at forbedre tekstur, smag og stabilitet af mad. For eksempel kan CMC som fortykningsmiddel i is effektivt forhindre dannelsen af iskrystaller og gøre smagen af is glattere.
Farmaceutisk industri: På det farmaceutiske område kan CMC bruges som klæbemiddel til tabletter, matrix til salver og fortykningsmiddel til nogle flydende lægemidler. CMC har også visse adhæsions- og filmdannende egenskaber, som kan forbedre den kontrollerede frigivelseseffekt af lægemidler og forbedre stabiliteten og absorptionshastigheden af lægemidler.
Daglig kemisk industri: I kosmetik og produkter til personlig pleje bruges CMC i vid udstrækning i lotions, cremer, shampoo og andre produkter som fortykningsmiddel og stabilisator. CMC's gode vandopløselighed og filmdannende egenskaber gør det muligt at stabilisere strukturen af kosmetik og forbedre produktets blødhed.
Petroleumsindustrien: CMC spiller rollen som fortykningsmiddel og filtreringsmiddel i borevæske, fraktureringsvæske og cementopslæmning, hvilket effektivt reducerer risikoen for væsketab og blokering under boring og forbedrer boreeffektiviteten og sikkerheden.
Tekstil- og papirfremstillingsindustrien: CMC kan bruges som et garnlimningsmiddel, tekstilefterbehandlingsmiddel og papiradditiv inden for tekstil- og papirfremstillingsområdet, hvilket kan forbedre garnstyrken og forbedre papirets vandbestandighed og trækstyrke.
5. Markedsefterspørgsel og udviklingsmuligheder for CMC
Med den hurtige udvikling af den globale økonomi og teknologiske fremskridt vokser markedets efterspørgsel efter CMC. Især i fødevare- og medicinalindustrien, da forbrugerne er mere opmærksomme på sundhed og sikkerhed, har det naturlige og harmløse fortykningsmiddel CMC gradvist erstattet nogle syntetiske kemikalier. I fremtiden forventes efterspørgslen efter CMC-markedet at fortsætte med at vokse, især med hensyn til anvendelsesmulighederne for fødevarefortykningsmidler, borevæsker, medikamentkontrollerede frigivelsesbærere osv.
Da råvarekilden til CMC hovedsageligt er naturlig cellulose, er produktionsprocessen relativt miljøvenlig. For at imødekomme udviklingstendensen for grøn kemisk industri forbedres CMC-produktionsprocessen også konstant, såsom at reducere forureningsemissioner i produktionsprocessen, forbedre ressourceudnyttelsen osv., og stræbe efter at få produktionen af CMC til at nå målet af bæredygtig udvikling.
Som et vigtigt cellulosederivat er natriumcarboxymethylcellulose (CMC) blevet brugt meget i mange industrier såsom kemikalier, fødevarer, medicin, daglige kemikalier, petroleum, tekstil og papirfremstilling på grund af dets unikke vandopløselighed, fortykkelse og gode stabilitet. Med teknologiens fremskridt og stigningen i markedsefterspørgsel udvides produktionsprocessen og anvendelsesområderne for CMC konstant, og det har et vigtigt udviklingspotentiale inden for grøn kemisk industri og højtydende applikationer i fremtiden.
Indlægstid: Nov-01-2024