تأثیر DS بر کیفیت کربوکسی متیل سلولز

کربوکسی متیل سلولز (CMC) یک مشتق سلولز محلول در آب است که به طور گسترده در صنایع مختلفی از جمله مواد غذایی، دارویی و مراقبت های شخصی استفاده می شود. درجه جایگزینی (DS) پارامتر مهمی است که بر خواص CMC تأثیر می گذارد. در این مقاله به تاثیر DS بر کیفیت کربوکسی متیل سلولز می پردازیم.

اول، مهم است که بفهمیم درجه جایگزینی چیست. درجه جانشینی به تعداد گروه های کربوکسی متیل در واحد گلوکز در زنجیره سلولزی اشاره دارد. CMC از واکنش سلولز با مونوکلرواستات سدیم و هیدروکسید سدیم تولید می شود. در طی این واکنش، گروه های هیدروکسیل روی زنجیره سلولزی با گروه های کربوکسی متیل جایگزین می شوند. درجه جانشینی را می توان با تغییر شرایط واکنش، مانند غلظت هیدروکسید سدیم و مونوکلرواستات سدیم، زمان واکنش و دما کنترل کرد.

DS CMC بر خواص فیزیکی و شیمیایی آن مانند حلالیت، ویسکوزیته و پایداری حرارتی آن تأثیر می گذارد. CMC با DS پایین دارای درجه بلورینگی بالاتری است و نسبت به CMC با DS بالا در آب کمتر محلول است. این به این دلیل است که گروه های کربوکسی متیل در CMC با DS پایین روی سطح زنجیره سلولزی قرار دارند که حلالیت آن در آب را کاهش می دهد. در مقابل، CMC با DS بالا ساختار آمورف تری دارد و نسبت به CMC با DS کم در آب محلول تر است.

ویسکوزیته CMC نیز تحت تأثیر DS است. CMC با DS پایین ویسکوزیته کمتری نسبت به CMC با DS بالا دارد. این به این دلیل است که گروه های کربوکسی متیل در CMC با DS کم فاصله بیشتری از هم دارند، که باعث کاهش تعامل بین زنجیره های سلولزی و کاهش ویسکوزیته می شود. در مقابل، CMC با DS بالا ویسکوزیته بالاتری دارد زیرا گروه‌های کربوکسی متیل به هم نزدیک‌تر هستند، که باعث افزایش تعامل بین زنجیره‌های سلولزی و افزایش ویسکوزیته می‌شود.

DS از CMC علاوه بر خواص فیزیکی، بر خواص شیمیایی آن نیز تأثیر می گذارد. CMC با DS پایین در دماهای بالا و مقادیر pH پایدارتر از CMC با DS بالا است. این به این دلیل است که گروه‌های کربوکسی متیل در CMC با DS پایین، بیشتر به هیدرولیز حساس هستند و می‌توانند در شرایط سخت تجزیه شوند. در مقابل، CMC با DS بالا در دماهای بالا و مقادیر pH پایدارتر است زیرا گروه‌های کربوکسی متیل محکم‌تر به زنجیره سلولزی متصل هستند.