A carboximetil celulosa (CMC) e a carboximetil celulosa sódica (CMC-Na) son compostos comúns na industria química e na industria alimentaria. Teñen certas diferenzas e conexións en estrutura, rendemento e uso. Neste artigo analizaranse en detalle as propiedades, os métodos de preparación, as aplicacións e a importancia dos dous en diferentes ámbitos.
(1) Carboximetil celulosa (CMC)
1. Propiedades básicas
A carboximetil celulosa (CMC) é un derivado carboximetilado da celulosa e é un polisacárido lineal aniónico. A súa estrutura básica é que algúns grupos hidroxilo (-OH) na molécula de celulosa son substituídos por grupos carboximetilo (-CH₂-COOH), cambiando así a solubilidade e as propiedades funcionais da celulosa. O CMC é xeralmente en po branco a lixeiramente amarelo, inodoro e insípido, insoluble en disolventes orgánicos, pero pode absorber auga para formar un xel.
2. Método de preparación
A preparación do CMC adoita incluír os seguintes pasos:
Reacción de alcalinización: mestura celulosa con hidróxido de sodio (NaOH) para converter os grupos hidroxilo da celulosa en sales alcalinas.
Reacción de eterificación: a celulosa alcalina reacciona co ácido cloroacético (ClCH₂COOH) para xerar carboximetil celulosa e cloruro de sodio (NaCl).
Este proceso adoita levarse a cabo en auga ou solución de etanol, e a temperatura de reacción está controlada entre 60 ℃ e 80 ℃. Despois de completar a reacción, o produto CMC final obtense mediante o lavado, o filtrado, o secado e outros pasos.
3. Campos de aplicación
CMC úsase principalmente na industria alimentaria, medicina, téxtil, fabricación de papel e outros campos. Ten múltiples funcións como espesamento, estabilización, retención de auga e formación de película. Por exemplo, na industria alimentaria, a CMC pódese usar como espesante, estabilizador e emulsionante para xeados, marmelada, iogur e outros produtos; no campo farmacéutico, a CMC úsase como aglutinante, espesante e estabilizador de fármacos; nas industrias téxtiles e de fabricación de papel, a CMC úsase como aditivo para puríns e axente de encolado superficial para mellorar a calidade e estabilidade do produto.
(2) Carboximetilcelulosa sódica (CMC-Na)
1. Propiedades básicas
A carboximetil celulosa sódica (CMC-Na) é a forma de sal sódica da carboximetil celulosa. En comparación co CMC, o CMC-Na ten unha mellor solubilidade en auga. A súa estrutura básica é que os grupos carboxilmetilo en CMC convértense parcial ou completamente nos seus sales de sodio, é dicir, os átomos de hidróxeno dos grupos carboxilmetilo son substituídos por ións de sodio (Na⁺). O CMC-Na adoita ser un po ou gránulos branco ou lixeiramente amarelo, facilmente soluble en auga e forma unha solución viscosa transparente.
2. Método de preparación
O método de preparación de CMC-Na é semellante ao de CMC, e os principais pasos inclúen:
Reacción de alcalinización: a celulosa alcalinizase mediante hidróxido de sodio (NaOH).
Reacción de eterificación: a celulosa alcalina reacciona co ácido cloroacético (ClCH₂COOH) para producir CMC.
Reacción de sodiación: a CMC convértese na súa forma de sal sódica por reacción de neutralización en solución acuosa.
Neste proceso, é necesario prestar atención ao control das condicións de reacción, como o pH e a temperatura, para obter produtos CMC-Na cun rendemento óptimo.
3. Campos de aplicación
Os campos de aplicación de CMC-Na son moi amplos e abarcan moitas industrias como a alimentaria, a medicina, os produtos químicos diarios e o petróleo. Na industria alimentaria, CMC-Na é un importante espesante, estabilizador e emulsionante, e úsase amplamente en produtos lácteos, zumes, condimentos, etc. No campo farmacéutico, CMC-Na úsase como adhesivo, xel e lubricante para comprimidos. . Na industria química diaria, CMC-Na úsase en produtos como pasta de dentes, xampú e acondicionador, e ten bos efectos espesantes e estabilizadores. Ademais, na perforación petrolífera, CMC-Na úsase como espesante e regulador de reoloxía para o lodo de perforación, o que pode mellorar a fluidez e a estabilidade do lodo.
(3) A diferenza e conexión entre CMC e CMC-Na
1. Estrutura e propiedades
A principal diferenza entre CMC e CMC-Na na estrutura molecular é que o grupo carboxilmetilo de CMC-Na existe parcial ou completamente en forma de sal de sodio. Esta diferenza estrutural fai que o CMC-Na mostre unha maior solubilidade e unha mellor estabilidade na auga. A CMC adoita ser celulosa carboximetilada parcial ou completamente, mentres que CMC-Na é a forma de sal sódica desta carboximetil celulosa.
2. Solubilidade e Usos
CMC ten unha certa solubilidade en auga, pero CMC-Na ten unha mellor solubilidade e pode formar unha solución viscosa estable na auga. Debido á súa mellor solubilidade en auga e características de ionización, CMC-Na presenta un mellor rendemento que CMC en moitas aplicacións. Por exemplo, na industria alimentaria, CMC-Na úsase amplamente como espesante e estabilizador debido á súa boa solubilidade en auga e alta viscosidade, mentres que CMC úsase con máis frecuencia en aplicacións que non requiren alta solubilidade en auga.
3. Proceso de preparación
Aínda que os procesos de preparación dos dous son aproximadamente similares, o produto final da produción de CMC é a carboximetil celulosa, mentres que CMC-Na converte aínda máis a carboximetil celulosa na súa forma de sal sódica mediante unha reacción de neutralización durante o proceso de produción. Esta conversión proporciona a CMC-Na un mellor rendemento nalgunhas aplicacións especiais, como un mellor rendemento en aplicacións que requiren solubilidade en auga e estabilidade de electrólitos.
A carboximetilcelulosa (CMC) e a carboximetilcelulosa sódica (CMC-Na) son dous derivados da celulosa cun importante valor industrial. Aínda que son similares en estrutura, o CMC-Na mostra unha maior solubilidade en auga e estabilidade debido á conversión dalgúns ou todos os grupos carboxilo do CMC-Na en sal sódico. Esta diferenza fai que CMC e CMC-Na teñan as súas propias vantaxes e funcións únicas en diferentes aplicacións industriais. Comprender e aplicar correctamente estas dúas substancias pode axudar a optimizar o rendemento do produto e mellorar a eficiencia da produción en moitos campos como a alimentación, a medicina e a industria química.
Hora de publicación: 17-Xun-2024