La carboximetilcelulosa (CMC) y la carboximetilcelulosa sódica (CMC-Na) son compuestos comunes en la industria química y la industria alimentaria. Tienen ciertas diferencias y conexiones en estructura, rendimiento y uso. Este artículo analizará en detalle las propiedades, métodos de preparación, aplicaciones e importancia de los dos en diferentes campos.
(1) Carboximetilcelulosa (CMC)
1. Propiedades básicas
La carboximetilcelulosa (CMC) es un derivado carboximetilado de la celulosa y es un polisacárido lineal aniónico. Su estructura básica es que algunos grupos hidroxilo (-OH) en la molécula de celulosa son reemplazados por grupos carboximetilo (-CH₂-COOH), cambiando así la solubilidad y las propiedades funcionales de la celulosa. La CMC es generalmente un polvo de color blanco a ligeramente amarillo, inodoro e insípido, insoluble en disolventes orgánicos, pero puede absorber agua para formar un gel.
2. Método de preparación
La preparación de CMC suele incluir los siguientes pasos:
Reacción de alcalinización: mezcle celulosa con hidróxido de sodio (NaOH) para convertir los grupos hidroxilo de la celulosa en sales alcalinas.
Reacción de eterificación: la celulosa alcalinizada reacciona con ácido cloroacético (ClCH₂COOH) para generar carboximetilcelulosa y cloruro de sodio (NaCl).
Este proceso generalmente se lleva a cabo en una solución de agua o etanol y la temperatura de reacción se controla entre 60 ℃ y 80 ℃. Una vez completada la reacción, el producto CMC final se obtiene mediante lavado, filtración, secado y otros pasos.
3. Campos de aplicación
CMC se utiliza principalmente en la industria alimentaria, medicina, textil, fabricación de papel y otros campos. Tiene múltiples funciones como espesante, estabilización, retención de agua y formación de película. Por ejemplo, en la industria alimentaria, el CMC se puede utilizar como espesante, estabilizador y emulsionante para helados, mermeladas, yogures y otros productos; en el campo farmacéutico, la CMC se utiliza como aglutinante, espesante y estabilizador de fármacos; En las industrias textil y de fabricación de papel, el CMC se utiliza como aditivo para lodos y agente de apresto de superficies para mejorar la calidad y estabilidad del producto.
(2) Carboximetilcelulosa sódica (CMC-Na)
1. Propiedades básicas
La carboximetilcelulosa sódica (CMC-Na) es la forma de sal sódica de la carboximetilcelulosa. En comparación con la CMC, la CMC-Na tiene una mejor solubilidad en agua. Su estructura básica es que los grupos carboxilmetilo en CMC se convierten parcial o completamente en sus sales de sodio, es decir, los átomos de hidrógeno en los grupos carboxilmetilo se reemplazan por iones de sodio (Na⁺). CMC-Na suele ser un polvo o gránulos de color blanco o ligeramente amarillo, fácilmente soluble en agua y forma una solución transparente viscosa.
2. Método de preparación
El método de preparación de CMC-Na es similar al de CMC y los pasos principales incluyen:
Reacción de alcalinización: la celulosa se alcaliniza utilizando hidróxido de sodio (NaOH).
Reacción de eterificación: la celulosa alcalinizada se hace reaccionar con ácido cloroacético (ClCH₂COOH) para producir CMC.
Reacción de sodiumización: la CMC se convierte en su forma de sal de sodio mediante una reacción de neutralización en una solución acuosa.
En este proceso, es necesario prestar atención al control de las condiciones de reacción, como el pH y la temperatura, para obtener productos CMC-Na con un rendimiento óptimo.
3. Campos de aplicación
Los campos de aplicación de CMC-Na son muy amplios y abarcan muchas industrias como la alimentaria, la medicina, los productos químicos diarios y el petróleo. En la industria alimentaria, el CMC-Na es un importante espesante, estabilizador y emulsionante, y se utiliza ampliamente en productos lácteos, jugos, condimentos, etc. En el campo farmacéutico, el CMC-Na se utiliza como adhesivo, gel y lubricante para tabletas. . En la industria química diaria, la CMC-Na se utiliza en productos como pasta de dientes, champú y acondicionador, y tiene buenos efectos espesantes y estabilizantes. Además, en la perforación petrolera, el CMC-Na se utiliza como espesante y regulador de reología para el lodo de perforación, lo que puede mejorar la fluidez y estabilidad del lodo.
(3) La diferencia y conexión entre CMC y CMC-Na
1. Estructura y propiedades
La principal diferencia entre CMC y CMC-Na en la estructura molecular es que el grupo carboxilmetilo de CMC-Na existe parcial o completamente en forma de sal de sodio. Esta diferencia estructural hace que CMC-Na muestre mayor solubilidad y mejor estabilidad en agua. La CMC suele ser celulosa parcial o completamente carboximetilada, mientras que la CMC-Na es la forma de sal sódica de esta carboximetilcelulosa.
2. Solubilidad y usos
CMC tiene cierta solubilidad en agua, pero CMC-Na tiene mejor solubilidad y puede formar una solución viscosa estable en agua. Debido a sus mejores características de ionización y solubilidad en agua, CMC-Na exhibe un mejor rendimiento que CMC en muchas aplicaciones. Por ejemplo, en la industria alimentaria, el CMC-Na se usa ampliamente como espesante y estabilizador debido a su buena solubilidad en agua y alta viscosidad, mientras que el CMC se usa con mayor frecuencia en aplicaciones que no requieren una alta solubilidad en agua.
3. Proceso de preparación
Aunque los procesos de preparación de los dos son más o menos similares, el producto final de la producción de CMC es carboximetilcelulosa, mientras que CMC-Na convierte aún más la carboximetilcelulosa en su forma de sal sódica mediante una reacción de neutralización durante el proceso de producción. Esta conversión le da a CMC-Na un mejor rendimiento en algunas aplicaciones especiales, como un mejor rendimiento en aplicaciones que requieren solubilidad en agua y estabilidad de electrolitos.
La carboximetilcelulosa (CMC) y la carboximetilcelulosa sódica (CMC-Na) son dos derivados de la celulosa con importante valor industrial. Aunque son similares en estructura, CMC-Na muestra una mayor solubilidad en agua y estabilidad debido a la conversión de algunos o todos los grupos carboxilo en CMC-Na en sal de sodio. Esta diferencia hace que CMC y CMC-Na tengan sus propias ventajas y funciones únicas en diferentes aplicaciones industriales. Comprender y aplicar correctamente estas dos sustancias puede ayudar a optimizar el rendimiento del producto y mejorar la eficiencia de la producción en muchos campos, como la industria alimentaria, médica y química.
Hora de publicación: 17 de junio de 2024