La carboxyméthylcellulose (CMC) et la carboxyméthylcellulose sodique (CMC-Na) sont des composés courants dans l'industrie chimique et l'industrie alimentaire. Ils présentent certaines différences et connexions en termes de structure, de performances et d'utilisation. Cet article analysera en détail les propriétés, les méthodes de préparation, les applications et l'importance des deux dans différents domaines.
(1) Carboxyméthylcellulose (CMC)
1. Propriétés de base
La carboxyméthylcellulose (CMC) est un dérivé carboxyméthylé de la cellulose et est un polysaccharide linéaire anionique. Sa structure de base est que certains groupes hydroxyle (-OH) dans la molécule de cellulose sont remplacés par des groupes carboxyméthyle (-CH₂-COOH), modifiant ainsi la solubilité et les propriétés fonctionnelles de la cellulose. La CMC est généralement une poudre blanche à légèrement jaune, inodore et insipide, insoluble dans les solvants organiques, mais peut absorber l'eau pour former un gel.
2. Méthode de préparation
La préparation de la CMC comprend généralement les étapes suivantes :
Réaction d'alcalinisation : Mélangez la cellulose avec de l'hydroxyde de sodium (NaOH) pour convertir les groupes hydroxyle de la cellulose en sels alcalins.
Réaction d'éthérification : la cellulose alcalinisée réagit avec l'acide chloroacétique (ClCH₂COOH) pour générer de la carboxyméthylcellulose et du chlorure de sodium (NaCl).
Ce processus est généralement effectué dans une solution d'eau ou d'éthanol et la température de réaction est contrôlée entre 60 ℃ et 80 ℃. Une fois la réaction terminée, le produit CMC final est obtenu par lavage, filtration, séchage et autres étapes.
3. Champs de candidature
La CMC est principalement utilisée dans l’industrie alimentaire, la médecine, le textile, la fabrication du papier et dans d’autres domaines. Il a de multiples fonctions telles que l'épaississement, la stabilisation, la rétention d'eau et la formation de film. Par exemple, dans l’industrie alimentaire, la CMC peut être utilisée comme épaississant, stabilisant et émulsifiant pour la crème glacée, la confiture, le yaourt et d’autres produits ; dans le domaine pharmaceutique, la CMC est utilisée comme liant, épaississant et stabilisant pour les médicaments ; dans les industries textile et papetière, la CMC est utilisée comme additif pour boues et agent d'encollage de surface pour améliorer la qualité et la stabilité du produit.
(2) Carboxyméthylcellulose sodique (CMC-Na)
1. Propriétés de base
La carboxyméthylcellulose sodique (CMC-Na) est la forme sel de sodium de la carboxyméthylcellulose. Par rapport à la CMC, la CMC-Na a une meilleure solubilité dans l’eau. Sa structure de base est que les groupes carboxylméthyle de la CMC sont partiellement ou totalement convertis en leurs sels de sodium, c'est-à-dire que les atomes d'hydrogène sur les groupes carboxylméthyle sont remplacés par des ions sodium (Na⁺). La CMC-Na est généralement une poudre ou des granulés blancs ou légèrement jaunes, facilement solubles dans l'eau et forme une solution transparente visqueuse.
2. Méthode de préparation
La méthode de préparation de la CMC-Na est similaire à celle de la CMC et les principales étapes comprennent :
Réaction d'alcalinisation : la cellulose est alcalinisée à l'aide d'hydroxyde de sodium (NaOH).
Réaction d'éthérification : la cellulose alcalinisée réagit avec l'acide chloroacétique (ClCH₂COOH) pour produire de la CMC.
Réaction de sodiumisation : la CMC est convertie en sa forme sel de sodium par réaction de neutralisation en solution aqueuse.
Dans ce processus, il est nécessaire de prêter attention au contrôle des conditions de réaction, telles que le pH et la température, pour obtenir des produits CMC-Na aux performances optimales.
3. Champs de candidature
Les domaines d'application du CMC-Na sont très larges et couvrent de nombreuses industries telles que l'alimentation, la médecine, les produits chimiques quotidiens et le pétrole. Dans l'industrie alimentaire, la CMC-Na est un épaississant, stabilisant et émulsifiant important et est largement utilisée dans les produits laitiers, les jus, les condiments, etc. Dans le domaine pharmaceutique, la CMC-Na est utilisée comme adhésif, gel et lubrifiant pour comprimés. . Dans l'industrie chimique quotidienne, la CMC-Na est utilisée dans des produits tels que le dentifrice, le shampoing et le revitalisant, et a de bons effets épaississants et stabilisants. De plus, dans le forage pétrolier, le CMC-Na est utilisé comme épaississant et régulateur de rhéologie pour la boue de forage, ce qui peut améliorer la fluidité et la stabilité de la boue.
(3) La différence et le lien entre CMC et CMC-Na
1. Structure et propriétés
La principale différence entre la CMC et la CMC-Na dans la structure moléculaire est que le groupe carboxylméthyle de la CMC-Na existe partiellement ou totalement sous forme de sel de sodium. Cette différence structurelle fait que le CMC-Na présente une solubilité plus élevée et une meilleure stabilité dans l'eau. La CMC est généralement une cellulose partiellement ou totalement carboxyméthylée, tandis que la CMC-Na est la forme sel de sodium de cette carboxyméthylcellulose.
2. Solubilité et utilisations
La CMC a une certaine solubilité dans l'eau, mais la CMC-Na a une meilleure solubilité et peut former une solution visqueuse stable dans l'eau. En raison de ses meilleures caractéristiques de solubilité dans l’eau et d’ionisation, la CMC-Na présente de meilleures performances que la CMC dans de nombreuses applications. Par exemple, dans l'industrie alimentaire, la CMC-Na est largement utilisée comme épaississant et stabilisant en raison de sa bonne solubilité dans l'eau et de sa viscosité élevée, tandis que la CMC est plus souvent utilisée dans des applications qui ne nécessitent pas une solubilité élevée dans l'eau.
3. Processus de préparation
Bien que les processus de préparation des deux soient à peu près similaires, le produit final de la production de CMC est la carboxyméthylcellulose, tandis que la CMC-Na convertit en outre la carboxyméthylcellulose en sa forme de sel de sodium par une réaction de neutralisation au cours du processus de production. Cette conversion confère au CMC-Na de meilleures performances dans certaines applications spéciales, telles que de meilleures performances dans les applications nécessitant une solubilité dans l'eau et une stabilité électrolytique.
La carboxyméthylcellulose (CMC) et la carboxyméthylcellulose sodique (CMC-Na) sont deux dérivés de la cellulose ayant une valeur industrielle importante. Bien qu'ils soient de structure similaire, la CMC-Na présente une solubilité dans l'eau et une stabilité plus élevées en raison de la conversion de tout ou partie des groupes carboxyle de la CMC-Na en sel de sodium. Cette différence fait que CMC et CMC-Na ont leurs propres avantages et fonctions uniques dans différentes applications industrielles. Comprendre et appliquer correctement ces deux substances peut aider à optimiser les performances des produits et à améliorer l'efficacité de la production dans de nombreux domaines tels que l'alimentation, la médecine et l'industrie chimique.
Heure de publication : 17 juin 2024