Carboxymethylcellulose (CMC) ist ein wasserlösliches Cellulosederivat, das in einer Vielzahl von Industrien weit verbreitet ist, darunter Lebensmittel, Pharmazeutika und Körperpflege. Der Substitutionsgrad (DS) ist ein wichtiger Parameter, der die Eigenschaften von CMC beeinflusst. In diesem Artikel werden wir den Einfluss von DS auf die Qualität von Carboxymethylcellulose diskutieren.
Zunächst ist es wichtig zu verstehen, wie hoch der Substitutionsgrad ist. Der Substitutionsgrad bezieht sich auf die Anzahl der Carboxymethylgruppen pro Glucoseeinheit in der Cellulosekette. CMC wird durch Reaktion von Cellulose mit Natriummonochloracetat und Natriumhydroxid hergestellt. Bei dieser Reaktion werden die Hydroxylgruppen an der Cellulosekette durch Carboxymethylgruppen ersetzt. Der Substitutionsgrad kann durch Variation der Reaktionsbedingungen, wie der Konzentration von Natriumhydroxid und Natriummonochloracetat, der Reaktionszeit und der Temperatur, gesteuert werden.
Der DS von CMC beeinflusst seine physikalischen und chemischen Eigenschaften, wie z. B. seine Löslichkeit, Viskosität und thermische Stabilität. CMC mit einem niedrigen DS weist einen höheren Kristallinitätsgrad auf und ist weniger wasserlöslich als CMC mit einem hohen DS. Dies liegt daran, dass sich die Carboxymethylgruppen in CMC mit niedrigem DS an der Oberfläche der Cellulosekette befinden, was deren Wasserlöslichkeit verringert. Im Gegensatz dazu hat CMC mit einem hohen DS eine amorphere Struktur und ist wasserlöslicher als CMC mit einem niedrigen DS.
Auch die Viskosität von CMC wird durch den DS beeinflusst. CMC mit einem niedrigen DS hat eine niedrigere Viskosität als CMC mit einem hohen DS. Dies liegt daran, dass die Carboxymethylgruppen in CMC mit einem niedrigen DS weiter voneinander entfernt sind, was die Wechselwirkung zwischen den Celluloseketten verringert und die Viskosität senkt. Im Gegensatz dazu weist CMC mit einem hohen DS eine höhere Viskosität auf, da die Carboxymethylgruppen näher beieinander liegen, was die Wechselwirkung zwischen den Celluloseketten erhöht und die Viskosität erhöht.
Zusätzlich zu seinen physikalischen Eigenschaften beeinflusst der DS von CMC auch seine chemischen Eigenschaften. CMC mit einem niedrigen DS ist bei hohen Temperaturen und pH-Werten weniger stabil als CMC mit einem hohen DS. Dies liegt daran, dass die Carboxymethylgruppen in CMC mit einem niedrigen DS anfälliger für Hydrolyse sind und unter rauen Bedingungen zerfallen können. Im Gegensatz dazu ist CMC mit einem hohen DS bei hohen Temperaturen und pH-Werten stabiler, da die Carboxymethylgruppen fester an die Cellulosekette gebunden sind.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 10. März 2023