A carboximetil celulosa (CMC) é un polímero cun importante valor industrial. É un éter de celulosa aniónico soluble en auga derivado da celulosa natural. A celulosa é un dos polímeros orgánicos máis abundantes na natureza e é o principal compoñente das paredes celulares vexetais. A celulosa en si ten pouca solubilidade en auga, pero a través da modificación química, a celulosa pódese transformar en derivados con boa solubilidade en auga, e CMC é un deles.
A estrutura molecular da CMC obtense eterificando a parte hidroxilo (—OH) da molécula de celulosa con ácido cloroacético (ClCH2COOH) para xerar un substituyente carboximetilo (—CH2COOH). A estrutura da CMC conserva a estrutura da cadea β-1,4-glicosa da celulosa, pero algúns dos grupos hidroxilo que hai son substituídos por grupos carboximetilo. Polo tanto, a CMC conserva as características da cadea polimérica da celulosa e ten a funcionalidade do grupo carboximetilo.
Propiedades químicas do CMC
CMC é un polímero aniónico. Dado que o grupo carboxilo (—CH2COOH) da súa estrutura pode ionizarse para xerar cargas negativas en solución acuosa, a CMC pode formar unha solución coloidal estable despois de disolverse en auga. A solubilidade en auga e a solubilidade do CMC están afectadas polo seu grao de substitución (DS) e polo seu grao de polimerización (DP). O grao de substitución refírese ao número de grupos hidroxilo substituídos por grupos carboxilo en cada unidade de glicosa. Xeralmente, canto maior sexa o grao de substitución, mellor será a solubilidade en auga. Ademais, a solubilidade e viscosidade do CMC a diferentes valores de pH tamén son diferentes. Xeralmente, mostra unha mellor solubilidade e estabilidade en condicións neutras ou alcalinas, mentres que en condicións ácidas, a solubilidade do CMC diminuirá e mesmo pode precipitar.
Propiedades físicas do CMC
A viscosidade da solución CMC é unha das súas propiedades físicas máis importantes. A súa viscosidade está relacionada con moitos factores, incluíndo a concentración da solución, o grao de substitución, o grao de polimerización, a temperatura e o valor do pH. Esta característica de viscosidade do CMC permítelle mostrar efectos espesantes, xelificantes e estabilizadores en moitas aplicacións. A viscosidade do CMC tamén ten as características do adelgazamento por cizallamento, é dicir, a viscosidade diminuirá baixo unha forza de cizallamento elevada, o que o fai vantaxoso en determinadas aplicacións que requiren alta fluidez.
Ámbitos de aplicación do CMC
Debido ás súas propiedades físicas e químicas únicas, a CMC é amplamente utilizada en moitos campos. Aquí están algunhas das principais áreas de aplicación:
Industria alimentaria: CMC úsase como espesante, estabilizador e emulsionante na industria alimentaria. Pode mellorar a textura e a estabilidade dos alimentos, como aplicacións comúns en xeados, iogur, marmelada e salsa.
Industria farmacéutica: CMC emprégase como excipiente para medicamentos e adhesivo para comprimidos no ámbito farmacéutico. Tamén se usa como hidratante e axente formador de película en apósitos para feridas.
Produtos químicos diarios: en produtos diarios como pasta de dentes, xampú, deterxente, etc., CMC úsase como espesante, axente de suspensión e estabilizador para axudar ao produto a manter un bo aspecto e rendemento.
Perforación petrolífera: CMC úsase como potenciador da viscosidade e axente de filtración nos fluídos de perforación petrolífera, o que pode mellorar as propiedades reolóxicas dos fluídos de perforación e evitar a penetración excesiva dos fluídos de perforación.
Industrias téxtiles e de fabricación de papel: na industria téxtil, a CMC úsase para a pasta téxtil e os axentes de acabado, mentres que na industria de fabricación de papel úsase como axente de reforzo e axente de encolado para o papel para mellorar a resistencia e a suavidade do papel.
Protección e seguridade ambiental
O CMC é un material ecolóxico que pode ser degradado por microorganismos na natureza, polo que non causará contaminación a longo prazo para o medio ambiente. Ademais, CMC ten baixa toxicidade e alta seguridade, e ten un bo rexistro de seguridade en aplicacións alimentarias e farmacéuticas. Non obstante, debido á súa produción e aplicación a gran escala, aínda se debe prestar atención ao tratamento dos residuos químicos que se poidan xerar durante o seu proceso de produción.
A carboximetil celulosa (CMC) é un polímero aniónico soluble en auga con diversidade funcional. O CMC obtido por modificación química mantén as excelentes propiedades da celulosa natural mentres ten unha boa solubilidade en auga e propiedades físicas e químicas únicas. Co seu espesamento, xelificación, estabilización e outras funcións, a CMC foi amplamente utilizada en moitas industrias como alimentos, medicamentos, produtos químicos diarios, perforación de petróleo, téxtiles e fabricación de papel. A súa protección e seguridade ambiental tamén o converten no aditivo preferido en moitos produtos.
Hora de publicación: 23-ago-2024