Karboksimetil celuloza (CMC) je derivat celuloze topiv u vodi koji se široko koristi u raznim industrijama, uključujući prehrambenu, farmaceutsku i osobnu njegu. Stupanj supstitucije (DS) važan je parametar koji utječe na svojstva CMC-a. U ovom članku raspravljat ćemo o utjecaju DS na kvalitetu karboksimetil celuloze.
Prvo, važno je razumjeti koji je stupanj supstitucije. Stupanj supstitucije odnosi se na broj karboksimetilnih skupina po jedinici glukoze u lancu celuloze. CMC se proizvodi reakcijom celuloze s natrijevim monokloroacetatom i natrijevim hidroksidom. Tijekom ove reakcije, hidroksilne skupine na celuloznom lancu zamijenjene su karboksimetilnim skupinama. Stupanj supstitucije može se kontrolirati mijenjanjem reakcijskih uvjeta, kao što je koncentracija natrijevog hidroksida i natrijevog monokloroacetata, vrijeme reakcije i temperatura.
DS CMC-a utječe na njegova fizikalna i kemijska svojstva, kao što su topljivost, viskoznost i toplinska stabilnost. CMC s niskim DS ima viši stupanj kristalnosti i manje je topiv u vodi od CMC s visokim DS. To je zato što su karboksimetilne skupine u CMC s niskim DS smještene na površini celuloznog lanca, što smanjuje njegovu topljivost u vodi. Nasuprot tome, CMC s visokim DS ima amorfniju strukturu i više je topiv u vodi od CMC s niskim DS.
Na viskoznost CMC također utječe DS. CMC s niskim DS ima nižu viskoznost od CMC s visokim DS. To je zato što su karboksimetilne skupine u CMC s niskim DS-om međusobno udaljenije, što smanjuje interakciju između celuloznih lanaca i smanjuje viskoznost. Nasuprot tome, CMC s visokim DS ima veću viskoznost jer su karboksimetilne skupine bliže jedna drugoj, što povećava interakciju između celuloznih lanaca i podiže viskoznost.
Osim njegovih fizičkih svojstava, DS CMC također utječe na njegova kemijska svojstva. CMC s niskim DS manje je stabilan pri visokim temperaturama i pH vrijednostima od CMC s visokim DS. To je zato što su karboksimetilne skupine u CMC s niskim DS-om osjetljivije na hidrolizu i mogu se razgraditi u teškim uvjetima. Nasuprot tome, CMC s visokim DS je stabilniji na visokim temperaturama i pH vrijednostima jer su karboksimetilne skupine čvršće vezane za celulozni lanac.
Vrijeme objave: 10. ožujka 2023