Karboksümetüültselluloos (CMC) ja naatriumkarboksümetüültselluloos (CMC-Na) on keemia- ja toiduainetööstuses levinud ühendid. Neil on teatud erinevused ja seosed struktuuris, jõudluses ja kasutuses. Selles artiklis analüüsitakse üksikasjalikult nende kahe omadusi, valmistamismeetodeid, rakendusi ja tähtsust erinevates valdkondades.
(1) Karboksümetüültselluloos (CMC)
1. Põhiomadused
Karboksümetüültselluloos (CMC) on tselluloosi karboksümetüülitud derivaat ja anioonne lineaarne polüsahhariid. Selle põhistruktuur seisneb selles, et mõned hüdroksüülrühmad (-OH) tselluloosi molekulis asendatakse karboksümetüülrühmadega (-CH₂-COOH), muutes seeläbi tselluloosi lahustuvust ja funktsionaalseid omadusi. CMC on üldiselt valge kuni kergelt kollakas pulber, lõhnatu ja maitsetu, orgaanilistes lahustites lahustumatu, kuid võib imada vett, moodustades geeli.
2. Valmistamisviis
CMC ettevalmistamine hõlmab tavaliselt järgmisi samme:
Leelistamisreaktsioon: segage tselluloos naatriumhüdroksiidiga (NaOH), et muuta tselluloosi hüdroksüülrühmad leeliselisteks sooladeks.
Eeterdamisreaktsioon: Leelistatud tselluloos reageerib kloroäädikhappega (ClCH₂COOH), moodustades karboksümetüültselluloosi ja naatriumkloriidi (NaCl).
See protsess viiakse tavaliselt läbi vees või etanoolilahuses ja reaktsioonitemperatuuri reguleeritakse vahemikus 60 ℃–80 ℃. Pärast reaktsiooni lõppemist saadakse lõplik CMC produkt pesemise, filtreerimise, kuivatamise ja muude etappide kaudu.
3. Rakendusväljad
CMC-d kasutatakse peamiselt toiduainetööstuses, meditsiinis, tekstiili-, paberi- ja muudes valdkondades. Sellel on mitu funktsiooni, nagu paksenemine, stabiliseerimine, vee kinnipidamine ja kile moodustamine. Näiteks toiduainetööstuses saab CMC-d kasutada jäätise, moosi, jogurti ja muude toodete paksendaja, stabilisaatori ja emulgaatorina; farmaatsiavaldkonnas kasutatakse CMC-d sideainena, paksendajana ja ravimite stabilisaatorina; tekstiili- ja paberitööstuses kasutatakse CMC-d lägalisandina ja pinna liimimisainena, et parandada toote kvaliteeti ja stabiilsust.
(2) Naatriumkarboksümetüültselluloos (CMC-Na)
1. Põhiomadused
Naatriumkarboksümetüültselluloos (CMC-Na) on karboksümetüültselluloosi naatriumsool. Võrreldes CMC-ga on CMC-Na vees paremini lahustuv. Selle põhistruktuur seisneb selles, et CMC-s olevad karboksüülmetüülrühmad muudetakse osaliselt või täielikult nende naatriumisooladeks, see tähendab, et vesinikuaatomid karboksüülmetüülrühmadel asendatakse naatriumioonidega (Na⁺). CMC-Na on tavaliselt valge või kergelt kollane pulber või graanulid, mis lahustub vees kergesti ja moodustab viskoosse läbipaistva lahuse.
2. Valmistamisviis
CMC-Na valmistamismeetod on sarnane CMC omaga ja peamised etapid hõlmavad järgmist:
Leelistamisreaktsioon: tselluloos leelitatakse naatriumhüdroksiidi (NaOH) abil.
Eeterdamisreaktsioon: Leelistatud tselluloos reageerib kloroäädikhappega (ClCH₂COOH), et saada CMC.
Naatriumimisreaktsioon: CMC muundatakse naatriumsoola vormiks neutraliseerimisreaktsiooni teel vesilahuses.
Selles protsessis on vaja pöörata tähelepanu reaktsioonitingimuste, näiteks pH ja temperatuuri kontrollimisele, et saada optimaalse jõudlusega CMC-Na tooteid.
3. Rakendusväljad
CMC-Na kasutusvaldkonnad on väga laiad, hõlmates paljusid tööstusharusid, nagu toit, meditsiin, igapäevased kemikaalid ja nafta. Toiduainetööstuses on CMC-Na oluline paksendaja, stabilisaator ja emulgaator ning seda kasutatakse laialdaselt piimatoodetes, mahlades, maitseainetes jne. Farmaatsiavaldkonnas kasutatakse CMC-Na liimi, geeli ja määrdeainena tablettide jaoks. . Igapäevases keemiatööstuses kasutatakse CMC-Na-d sellistes toodetes nagu hambapasta, šampoon ja palsam ning sellel on hea tihendav ja stabiliseeriv toime. Lisaks kasutatakse naftapuurimisel CMC-Na paksendajana ja reoloogia regulaatorina puurimismuda puhul, mis võib parandada muda voolavust ja stabiilsust.
(3) CMC ja CMC-Na erinevus ja seos
1. Struktuur ja omadused
Peamine erinevus CMC ja CMC-Na vahel molekulaarstruktuuris seisneb selles, et CMC-Na karboksüülmetüülrühm eksisteerib osaliselt või täielikult naatriumsoola kujul. See struktuurne erinevus muudab CMC-Na parema lahustuvuse ja parema stabiilsuse vees. CMC on tavaliselt osaliselt või täielikult karboksümetüültselluloos, samas kui CMC-Na on selle karboksümetüültselluloosi naatriumsool.
2. Lahustuvus ja kasutusalad
CMC-l on teatud lahustuvus vees, kuid CMC-Na lahustuvus on parem ja see võib moodustada vees stabiilse viskoosse lahuse. Tänu oma paremale vees lahustuvusele ja ionisatsiooniomadustele on CMC-Na paljudes rakendustes parem kui CMC. Näiteks toiduainetööstuses kasutatakse CMC-Na laialdaselt paksendajana ja stabilisaatorina selle hea vees lahustuvuse ja kõrge viskoossuse tõttu, samas kui CMC-d kasutatakse sagedamini rakendustes, mis ei nõua suurt veeslahustuvust.
3. Ettevalmistusprotsess
Kuigi nende kahe valmistamisprotsessid on ligikaudu sarnased, on CMC tootmise lõppsaadus karboksümetüültselluloos, samas kui CMC-Na muudab tootmisprotsessi käigus neutraliseerimisreaktsiooni kaudu karboksümetüültselluloosi naatriumsoolaks. See konversioon annab CMC-Na parema jõudluse mõnes erirakenduses, näiteks parema jõudluse vees lahustuvust ja elektrolüüdi stabiilsust nõudvates rakendustes.
Karboksümetüültselluloos (CMC) ja naatriumkarboksümetüültselluloos (CMC-Na) on kaks olulise tööstusliku väärtusega tselluloosi derivaati. Kuigi need on struktuurilt sarnased, näitab CMC-Na suurem lahustuvus ja stabiilsus vees, kuna mõned või kõik CMC-Na karboksüülrühmad muutuvad naatriumisoolaks. See erinevus muudab CMC-l ja CMC-Na-l oma ainulaadsed eelised ja funktsioonid erinevates tööstuslikes rakendustes. Nende kahe aine mõistmine ja õige kasutamine võib aidata optimeerida toote jõudlust ja parandada tootmise efektiivsust paljudes valdkondades, nagu toiduainete-, meditsiini- ja keemiatööstus.
Postitusaeg: 17. juuni 2024