Karboksümetüültselluloos (CMC) on olulise tööstusliku väärtusega polümeer. See on vees lahustuv anioonne tsellulooseeter, mis on saadud looduslikust tselluloosist. Tselluloos on looduses üks enim leiduvaid orgaanilisi polümeere ja taimeraku seinte põhikomponent. Tselluloos ise lahustub vees halvasti, kuid keemilise modifitseerimise teel saab tselluloosi muundada hea vees lahustuvusega derivaatideks ja CMC on üks neist.
CMC molekulaarstruktuur saadakse tselluloosi molekuli hüdroksüül- (-OH) osa eeterdamisel kloroäädikhappega (ClCH2COOH), et tekitada karboksümetüülasendusaine (-CH2COOH). CMC struktuur säilitab tselluloosi β-1,4-glükoosi ahelstruktuuri, kuid osa selles sisalduvaid hüdroksüülrühmi on asendatud karboksümetüülrühmadega. Seetõttu säilitab CMC tselluloosi polümeeri ahela omadused ja tal on karboksümetüülrühma funktsionaalsus.
CMC keemilised omadused
CMC on anioonne polümeer. Kuna selle struktuuris olev karboksüülrühm (-CH2COOH) võib ioniseeruda, tekitades vesilahuses negatiivseid laenguid, võib CMC pärast vees lahustamist moodustada stabiilse kolloidse lahuse. CMC vees lahustuvust ja lahustuvust mõjutavad selle asendusaste (DS) ja polümerisatsiooniaste (DP). Asendusaste viitab karboksüülrühmadega asendatud hüdroksüülrühmade arvule igas glükoosiühikus. Üldiselt, mida kõrgem on asendusaste, seda parem on vees lahustuvus. Lisaks on CMC lahustuvus ja viskoossus erinevatel pH väärtustel samuti erinev. Üldiselt näitab see paremat lahustuvust ja stabiilsust neutraalsetes või leeliselistes tingimustes, samas kui happelistes tingimustes CMC lahustuvus väheneb ja võib isegi sadestuda.
CMC füüsikalised omadused
CMC lahuse viskoossus on üks selle olulisemaid füüsikalisi omadusi. Selle viskoossus on seotud paljude teguritega, sealhulgas lahuse kontsentratsioon, asendusaste, polümerisatsiooniaste, temperatuur ja pH väärtus. See CMC-le iseloomulik viskoossus võimaldab sellel paljudes rakendustes avaldada paksendavat, geelistavat ja stabiliseerivat toimet. CMC viskoossusel on ka nihkehõrenemise omadused, see tähendab, et viskoossus väheneb suure nihkejõu korral, mis muudab selle kasulikuks teatud rakendustes, mis nõuavad suurt voolavust.
CMC rakendusvaldkonnad
Tänu oma ainulaadsetele füüsikalistele ja keemilistele omadustele kasutatakse CMC-d laialdaselt paljudes valdkondades. Siin on mõned peamised rakendusvaldkonnad:
Toiduainetööstus: CMC-d kasutatakse toiduainetööstuses paksendaja, stabilisaatori ja emulgaatorina. See võib parandada toidu tekstuuri ja stabiilsust, näiteks tavalisi rakendusi jäätises, jogurtis, tarretis ja kastmes.
Farmaatsiatööstus: CMC-d kasutatakse ravimite abiainena ja tablettide liimina farmaatsiavaldkonnas. Seda kasutatakse ka niisutava ja kilet moodustava vahendina haavasidemetes.
Igapäevased kemikaalid: igapäevastes toodetes, nagu hambapasta, šampoon, pesuaine jne, kasutatakse CMC-d paksendajana, suspendeeriva ainena ja stabilisaatorina, et aidata tootel säilitada head välimust ja jõudlust.
Õlipuurimine: CMC-d kasutatakse naftapuurimisvedelike viskoossuse suurendajana ja filtreerimisainena, mis võib parandada puurimisvedelike reoloogilisi omadusi ja takistada puurimisvedelike liigset läbitungimist.
Tekstiili- ja paberitööstus: tekstiilitööstuses kasutatakse CMC-d tekstiilimassi ja viimistlusainete jaoks, paberitööstuses aga paberi tugevdus- ja liimutusainena, et parandada paberi tugevust ja siledust.
Keskkonnakaitse ja ohutus
CMC on keskkonnasõbralik materjal, mida võivad looduses mikroorganismid lagundada, mistõttu see ei põhjusta pikaajalist keskkonnareostust. Lisaks on CMC-l madal toksilisus ja kõrge ohutus ning toidu- ja farmaatsiarakendustes on sellel hea ohutus. Sellegipoolest tuleks selle suuremahulise tootmise ja kasutamise tõttu tähelepanu pöörata tootmisprotsessi käigus tekkida võivate keemiliste jäätmete käitlemisele.
Karboksümetüültselluloos (CMC) on funktsionaalselt mitmekesine vees lahustuv anioonne polümeer. Keemilise modifitseerimise teel saadud CMC säilitab loodusliku tselluloosi suurepärased omadused, samas on hea vees lahustuvus ning ainulaadsed füüsikalised ja keemilised omadused. Paksendamise, tarretamise, stabiliseerimise ja muude funktsioonidega on CMC-d laialdaselt kasutatud paljudes tööstusharudes, nagu toit, meditsiin, igapäevased kemikaalid, naftapuurimine, tekstiilitööstus ja paberi tootmine. Selle keskkonnakaitse ja ohutus muudavad selle ka eelistatud lisandiks paljudes toodetes.
Postitusaeg: 23. august 2024