Karboksimetil celuloza (CMC) i natrijeva karboksimetil celuloza (CMC-Na) uobičajeni su spojevi u kemijskoj i prehrambenoj industriji. Imaju određene razlike i veze u strukturi, izvedbi i uporabi. Ovaj će članak detaljno analizirati svojstva, metode pripreme, primjenu i važnost njih dvoje u različitim područjima.
(1) Karboksimetil celuloza (CMC)
1. Osnovna svojstva
Karboksimetil celuloza (CMC) je karboksimetilirani derivat celuloze i anionski je linearni polisaharid. Njegova osnovna struktura je da su neke hidroksilne skupine (-OH) u molekuli celuloze zamijenjene karboksimetilnim skupinama (-CH₂-COOH), čime se mijenjaju topljivost i funkcionalna svojstva celuloze. CMC je općenito bijeli do blago žuti prah, bez mirisa i okusa, netopljiv u organskim otapalima, ali može apsorbirati vodu i formirati gel.
2. Način pripreme
Priprema CMC obično uključuje sljedeće korake:
Reakcija alkalizacije: Pomiješajte celulozu s natrijevim hidroksidom (NaOH) kako biste pretvorili hidroksilne skupine u celulozi u alkalne soli.
Reakcija eterifikacije: Alkalizirana celuloza reagira s klorooctenom kiselinom (ClCH₂COOH) kako bi se stvorila karboksimetil celuloza i natrijev klorid (NaCl).
Ovaj se proces obično provodi u vodi ili otopini etanola, a temperatura reakcije se kontrolira između 60℃-80℃. Nakon što je reakcija završena, konačni CMC proizvod se dobiva kroz pranje, filtriranje, sušenje i druge korake.
3. Polja primjene
CMC se uglavnom koristi u prehrambenoj industriji, medicini, tekstilu, proizvodnji papira i drugim područjima. Ima više funkcija kao što su zgušnjavanje, stabilizacija, zadržavanje vode i stvaranje filma. Na primjer, u prehrambenoj industriji CMC se može koristiti kao zgušnjivač, stabilizator i emulgator za sladoled, džem, jogurt i druge proizvode; u farmaceutskom području CMC se koristi kao vezivo, zgušnjivač i stabilizator za lijekove; u tekstilnoj industriji i industriji proizvodnje papira, CMC se koristi kao aditiv za kašu i sredstvo za povećanje veličine površine za poboljšanje kvalitete i stabilnosti proizvoda.
(2) Natrijeva karboksimetil celuloza (CMC-Na)
1. Osnovna svojstva
Natrijeva karboksimetil celuloza (CMC-Na) je oblik natrijeve soli karboksimetil celuloze. U usporedbi s CMC-om, CMC-Na ima bolju topljivost u vodi. Njegova osnovna struktura je da se karboksilmetilne skupine u CMC-u djelomično ili potpuno pretvore u svoje natrijeve soli, odnosno da se atomi vodika na karboksimetilnim skupinama zamijene natrijevim ionima (Na⁺). CMC-Na je obično bijeli ili blago žuti prah ili granule, lako topljive u vodi i stvaraju viskoznu prozirnu otopinu.
2. Način pripreme
Metoda pripreme CMC-Na slična je onoj za CMC, a glavni koraci uključuju:
Reakcija alkalizacije: celuloza se alkalizira pomoću natrijevog hidroksida (NaOH).
Reakcija eterifikacije: alkalizirana celuloza reagira s klorooctenom kiselinom (ClCH₂COOH) kako bi se proizveo CMC.
Reakcija natrijizacije: CMC se pretvara u oblik natrijeve soli reakcijom neutralizacije u vodenoj otopini.
U ovom procesu potrebno je obratiti pozornost na kontrolu uvjeta reakcije, kao što su pH i temperatura, kako bi se dobili proizvodi CMC-Na s optimalnim učinkom.
3. Polja primjene
Područja primjene CMC-Na su vrlo široka, pokrivaju mnoge industrije kao što su hrana, lijekovi, dnevne kemikalije i nafta. U prehrambenoj industriji, CMC-Na je važan zgušnjivač, stabilizator i emulgator, i naširoko se koristi u mliječnim proizvodima, sokovima, začinima itd. U farmaceutskom području, CMC-Na se koristi kao ljepilo, gel i lubrikant za tablete . U svakodnevnoj kemijskoj industriji, CMC-Na se koristi u proizvodima kao što su zubne paste, šamponi i balzami, te ima dobre učinke zgušnjavanja i stabilizacije. Osim toga, u bušenju nafte, CMC-Na se koristi kao zgušnjivač i regulator reologije za isplaku za bušenje, što može poboljšati fluidnost i stabilnost isplake.
(3) Razlika i veza između CMC i CMC-Na
1. Struktura i svojstva
Glavna razlika između CMC i CMC-Na u molekularnoj strukturi je da karboksilmetilna skupina CMC-Na postoji djelomično ili potpuno u obliku natrijeve soli. Ova strukturna razlika čini da CMC-Na pokazuje veću topljivost i bolju stabilnost u vodi. CMC je obično djelomično ili potpuno karboksimetilirana celuloza, dok je CMC-Na oblik natrijeve soli ove karboksimetil celuloze.
2. Topivost i uporaba
CMC ima određenu topljivost u vodi, ali CMC-Na ima bolju topljivost i može stvoriti stabilnu viskoznu otopinu u vodi. Zbog svoje bolje topljivosti u vodi i ionizacijskih karakteristika, CMC-Na pokazuje bolje performanse od CMC-a u mnogim primjenama. Na primjer, u prehrambenoj industriji CMC-Na naširoko se koristi kao zgušnjivač i stabilizator zbog svoje dobre topljivosti u vodi i visoke viskoznosti, dok se CMC češće koristi u primjenama koje ne zahtijevaju visoku topljivost u vodi.
3. Postupak pripreme
Iako su procesi pripreme ova dva ugrubo slični, konačni produkt proizvodnje CMC je karboksimetil celuloza, dok CMC-Na dalje pretvara karboksimetil celulozu u njen oblik natrijeve soli kroz reakciju neutralizacije tijekom proizvodnog procesa. Ova konverzija daje CMC-Na bolju izvedbu u nekim posebnim primjenama, kao što je bolja izvedba u primjenama koje zahtijevaju topljivost u vodi i stabilnost elektrolita.
Karboksimetil celuloza (CMC) i natrijeva karboksimetil celuloza (CMC-Na) dva su derivata celuloze s važnom industrijskom vrijednošću. Iako su slične strukture, CMC-Na pokazuje veću topljivost u vodi i stabilnost zbog pretvorbe nekih ili svih karboksilnih skupina u CMC-Na u natrijevu sol. Ova razlika čini da CMC i CMC-Na imaju svoje jedinstvene prednosti i funkcije u različitim industrijskim primjenama. Razumijevanje i ispravna primjena ovih dviju tvari može pomoći u optimiziranju učinka proizvoda i poboljšanju učinkovitosti proizvodnje u mnogim područjima kao što su hrana, medicina i kemijska industrija.
Vrijeme objave: 17. lipnja 2024