Karboksümetüültselluloos (CMC) on vees lahustuv tselluloosi derivaat, mida kasutatakse laialdaselt erinevates tööstusharudes, sealhulgas toiduainetööstuses, farmaatsiatööstuses ja isikliku hügieeni valdkonnas. Asendusaste (DS) on oluline parameeter, mis mõjutab CMC omadusi. Selles artiklis käsitleme DS-i mõju karboksümetüültselluloosi kvaliteedile.
Esiteks on oluline mõista, milline on asendusaste. Asendusaste viitab karboksümetüülrühmade arvule glükoosiühiku kohta tselluloosiahelas. CMC saadakse tselluloosi reageerimisel naatriummonokloroatsetaadi ja naatriumhüdroksiidiga. Selle reaktsiooni käigus asendatakse tselluloosi ahela hüdroksüülrühmad karboksümetüülrühmadega. Asendusastet saab kontrollida reaktsioonitingimuste muutmisega, nagu naatriumhüdroksiidi ja naatriummonokloroatsetaadi kontsentratsioon, reaktsiooniaeg ja temperatuur.
CMC DS mõjutab selle füüsikalisi ja keemilisi omadusi, nagu lahustuvus, viskoossus ja termiline stabiilsus. Madala DS-ga CMC-l on kõrgem kristallilisus ja see on vees vähem lahustuv kui kõrge DS-ga CMC. Selle põhjuseks on asjaolu, et madala DS-ga CMC karboksümetüülrühmad asuvad tselluloosiahela pinnal, mis vähendab selle vees lahustuvust. Seevastu kõrge DS-ga CMC-l on amorfsem struktuur ja see on vees paremini lahustuv kui madala DS-ga CMC.
DS mõjutab ka CMC viskoossust. Madala DS-ga CMC-l on madalam viskoossus kui kõrge DS-ga CMC-l. Selle põhjuseks on asjaolu, et madala DS-ga CMC karboksümetüülrühmad on üksteisest kaugemal, mis vähendab tselluloosiahelate vahelist interaktsiooni ja vähendab viskoossust. Seevastu kõrge DS-ga CMC-l on kõrgem viskoossus, kuna karboksümetüülrühmad on üksteisele lähemal, mis suurendab tselluloosiahelate vahelist interaktsiooni ja tõstab viskoossust.
Lisaks füüsikalistele omadustele mõjutab CMC DS ka selle keemilisi omadusi. Madala DS-ga CMC on kõrgetel temperatuuridel ja pH väärtustel vähem stabiilne kui kõrge DS-ga CMC. Selle põhjuseks on asjaolu, et madala DS-ga CMC karboksümetüülrühmad on hüdrolüüsile vastuvõtlikumad ja võivad karmides tingimustes laguneda. Seevastu kõrge DS-ga CMC on kõrgetel temperatuuridel ja pH väärtustel stabiilsem, kuna karboksümetüülrühmad on tselluloosiahelaga tihedamalt seotud.
Postitusaeg: märts-10-2023