خواص سدیم کربوکسی متیل سلولز و معرفی محصول

سدیم کربوکسی متیل سلولز، که به عنوان کربوکسی متیل سلولز (CMC) شناخته می شود، نوعی اتر فیبر پلیمری بالا است که با اصلاح شیمیایی سلولز طبیعی تهیه می شود. ساختار آن عمدتاً واحد D-گلوکز از طریق β است (1→4) کلیدها به هم مرتبط هستند.

CMC پودر یا گرانول فیبری سفید یا شیری، با چگالی 0.5-0.7 گرم بر سانتی متر مکعب، تقریباً بی بو، بی مزه و مرطوب است. به راحتی در آب پراکنده می شود تا یک محلول کلوئیدی شفاف تشکیل شود که در حلال های آلی مانند اتانول نامحلول است. pH محلول آبی 1% 6.5-8.5 است، زمانی که PH> 10 یا <5 باشد، ویسکوزیته موسیلاژ به طور قابل توجهی کاهش می یابد و بهترین عملکرد زمانی است که pH = 7 باشد. ویسکوزیته در برابر حرارت پایدار است، ویسکوزیته به سرعت به زیر 20 درجه سانتیگراد افزایش می یابد و در دمای 45 درجه سانتیگراد به آرامی تغییر می کند. گرمایش طولانی مدت بالای 80 درجه سانتی گراد می تواند کلوئید را دناتوره کند و به طور قابل توجهی ویسکوزیته و عملکرد را کاهش دهد. به راحتی در آب حل می شود و محلول شفاف است. در محلول قلیایی بسیار پایدار است، اما در صورت مواجهه با اسید به راحتی هیدرولیز می شود و زمانی که مقدار pH 2-3 باشد رسوب می کند و همچنین با نمک های فلزی چند ظرفیتی واکنش می دهد.

فرمول ساختاری: C6H7(OH)2OCH2COONa فرمول مولکولی: C8H11O5Na

واکنش اصلی این است: سلولز طبیعی ابتدا با NaOH واکنش قلیایی شدن را انجام می دهد و با افزودن اسید کلرواستیک، هیدروژن روی گروه هیدروکسیل روی واحد گلوکز تحت واکنش جایگزینی با گروه کربوکسی متیل در اسید کلرواستیک قرار می گیرد. از فرمول ساختاری می توان دریافت که در هر واحد گلوکز سه گروه هیدروکسیل وجود دارد، یعنی گروه های هیدروکسیل C2، C3 و C6. هیدروژن در هر گروه هیدروکسیل با کربوکسی متیل جایگزین می شود که به عنوان درجه جایگزینی 3 تعریف می شود. درجه جایگزینی CMC مستقیماً بر حلالیت، امولسیون شدن، ضخیم شدن، پایداری، مقاومت اسیدی و مقاومت به نمک تأثیر می گذارد.CMC .

عموماً اعتقاد بر این است که وقتی درجه جانشینی در حدود 0.6-0.7 باشد، عملکرد امولسیون کنندگی بهتر است و با افزایش درجه جانشینی، سایر خواص نیز بر این اساس بهبود می یابند. هنگامی که درجه جایگزینی بیشتر از 0.8 باشد، مقاومت اسیدی و مقاومت نمکی آن به طور قابل توجهی افزایش می یابد. .

علاوه بر این، همچنین در بالا ذکر شد که در هر واحد سه گروه هیدروکسیل وجود دارد، یعنی گروه های هیدروکسیل ثانویه C2 و C3 و گروه هیدروکسیل اولیه C6. در تئوری، فعالیت گروه هیدروکسیل اولیه بیشتر از گروه هیدروکسیل ثانویه است، اما با توجه به اثر ایزوتوپی C، گروه -OH بر روی C2 اسیدی تر است، به ویژه در محیط قلیایی قوی، فعالیت آن. قوی تر از C3 و C6 است، بنابراین بیشتر مستعد واکنش های جایگزینی است، پس از آن C6 و C3 ضعیف ترین است.

در واقع، عملکرد CMC تنها به درجه جانشینی مربوط نمی شود، بلکه به یکنواختی توزیع گروه های کربوکسی متیل در کل مولکول سلولز و جایگزینی گروه های هیدروکسی متیل در هر واحد با C2، C3 و C6 در هر واحد مربوط می شود. هر مولکول مربوط به یکنواختی از آنجایی که CMC یک ترکیب خطی بسیار پلیمریزه شده است و گروه کربوکسی متیل آن دارای جانشینی ناهمگن در مولکول است، مولکول ها وقتی محلول به حالت ایستاده رها می شوند جهت گیری های متفاوتی دارند و زمانی که نیروی برشی در محلول وجود دارد طول مولکول خطی متفاوت است. . محور تمایل به چرخش به سمت جریان دارد و این تمایل با افزایش نرخ برش تا مرتب شدن کامل جهت نهایی قوی تر می شود. این ویژگی CMC، شبه پلاستیسیته نامیده می شود. شبه پلاستیسیته CMC برای همگن شدن و حمل و نقل خط لوله مفید است و طعم آن در شیر مایع خیلی چرب نخواهد بود که باعث آزاد شدن عطر شیر می شود. .

برای استفاده از محصولات CMC باید درک خوبی از پارامترهای اصلی مانند پایداری، ویسکوزیته، مقاومت اسیدی و ویسکوزیته داشته باشیم. بدانید چگونه محصول مناسب را انتخاب می کنیم.

محصولات CMC با ویسکوزیته پایین طعمی با طراوت، ویسکوزیته کم و تقریباً هیچ احساس غلیظی ندارند. آنها عمدتا در سس ها و نوشیدنی های خاص استفاده می شوند. مایعات خوراکی سالم نیز انتخاب خوبی هستند.

محصولات CMC با ویسکوزیته متوسط ​​عمدتا در نوشیدنی های جامد، نوشیدنی های پروتئینی معمولی و آب میوه ها استفاده می شود. نحوه انتخاب بستگی به عادات شخصی مهندسان دارد. در پایداری نوشیدنی های لبنی، CMC کمک زیادی کرده است.

محصولات CMC با ویسکوزیته بالا فضای کاربردی نسبتاً زیادی دارند. در مقایسه با نشاسته، صمغ گوار، صمغ زانتان و سایر محصولات، پایداری CMC هنوز نسبتاً واضح است، به خصوص در محصولات گوشتی، مزیت حفظ آب CMC آشکارتر است! در بین تثبیت کننده هایی مانند بستنی، CMC نیز انتخاب خوبی است.

شاخص های اصلی برای اندازه گیری کیفیت CMC درجه جایگزینی (DS) و خلوص هستند. به طور کلی، اگر DS متفاوت باشد، خواص CMC متفاوت است. هر چه درجه جانشینی بالاتر باشد، حلالیت قوی تر و شفافیت و پایداری محلول بهتر است. طبق گزارشات، شفافیت CMC زمانی بهتر است که درجه جانشینی 0.7-1.2 باشد و ویسکوزیته محلول آبی آن در زمانی که مقدار pH 6-9 باشد بیشترین مقدار را دارد.

برای اطمینان از کیفیت آن، علاوه بر انتخاب عامل اتریفیکاسیون، باید عواملی را نیز در نظر گرفت که بر میزان جانشینی و خلوص تأثیر می‌گذارند، مانند رابطه بین مقدار قلیایی و عامل اتریفیکاسیون، زمان اتریفیکاسیون، محتوای آب در سیستم، دما، مقدار DH، غلظت محلول و نمک و غیره

کیفیت محصولات نهایی CMC عمدتاً به راه حل محصول بستگی دارد. اگر محلول محصول شفاف باشد، ذرات ژل کمی، الیاف آزاد و لکه های سیاه ناخالصی وجود داشته باشد، اساساً تایید می شود که کیفیت CMC خوب است. اگر محلول برای چند روز باقی بماند، محلول ظاهر نمی شود. سفید یا کدر، اما هنوز بسیار واضح است، این محصول بهتر است!