U kemijskoj industriji CMC (karboksimetil celuloza natrij) također se naziva CMC. CMC je važan derivat celuloze dobiven kemijskom modifikacijom prirodne celuloze. Naime, molekularna struktura CMC-a sastoji se u tome da se karboksimetilne skupine uvode u molekulu celuloze, što joj daje mnoga nova fizikalna i kemijska svojstva, pa se široko koristi u kemijskoj, prehrambenoj, medicinskoj i drugim industrijama.
1. Kemijska struktura i svojstva CMC
CMC je celulozni eterski spoj dobiven reakcijom celuloze i klorooctene kiseline, a njegova osnovna strukturna jedinica je β-1,4-glukozni prsten. Za razliku od prirodne celuloze, karboksimetilne skupine uvedene su u molekularnu strukturu CMC-a, što mu omogućuje stvaranje viskozne koloidne otopine u vodi. Molekularna težina CMC-a može se prilagoditi prema stupnju reakcije, a CMC-i različitih molekularnih težina pokazuju različitu topljivost i viskoznost u primjeni. Na topljivost i viskoznost CMC-a utječe stupanj supstitucije (to jest, broj supstituenata na molekuli celuloze). CMC s visokim stupnjem supstitucije obično ima veću topljivost u vodi i viskoznost. CMC ima visoku kemijsku stabilnost, ima određenu toleranciju na kiselu i alkalnu okolinu, nije toksičan i bezopasan te zadovoljava standarde zaštite okoliša i zdravlja.
2. Proces proizvodnje CMC-a
Proces proizvodnje CMC-a uključuje tri koraka: alkalizaciju, eterifikaciju i naknadnu obradu.
Alkalizacija: Celuloza (obično od prirodnih materijala kao što su pamuk i drvna pulpa) se tretira s natrijevim hidroksidom kako bi se pojačala hidroksilna aktivnost celuloze, što je pogodno za naknadne reakcije.
Eterifikacija: alkaliziranoj celulozi dodaje se natrijev kloroacetat, a reakcijom se uvode karboksimetilne skupine kako bi se celuloza pretvorila u karboksimetil celulozu.
Naknadna obrada: CMC koji nastaje reakcijom neutralizira se, filtrira, suši i drobi kako bi se konačno dobili proizvodi različitih specifikacija. Stupanj supstitucije i molekularna težina proizvoda mogu se podesiti kontroliranjem reakcijskih uvjeta, koncentracije sirovog materijala i vremena reakcije, kako bi se dobili CMC proizvodi s različitim viskoznostima i svojstvima topljivosti.
3. Izvedbene karakteristike CMC-a
Kao vrlo učinkovit zgušnjivač, stabilizator, formirač filma i ljepilo, CMC ima sljedeće karakteristike:
Dobra topljivost u vodi: CMC je lako topiv u vodi i može stvoriti prozirnu koloidnu otopinu, a proces otapanja je nježan i jednostavan za rukovanje.
Snažan učinak zgušnjavanja: CMC može značajno povećati viskoznost otopine pri nižoj koncentraciji, što ga čini visokom vrijednošću primjene u mnogim prilikama gdje su potrebni učinci zgušnjavanja.
Stabilnost: CMC ima visoku toleranciju na kiseline, lužine, svjetlost, toplinu itd. i ima dobru stabilnost otopine.
Siguran i netoksičan: CMC se široko koristi u prehrambenoj, medicinskoj i drugim industrijama. Siguran je i netoksičan i prikladan za materijale koji izravno ili neizravno dolaze u dodir s hranom.
4. Područja primjene CMC-a
Prehrambena industrija: CMC se široko koristi kao zgušnjivač, emulgator, stabilizator itd. u prehrambenoj industriji. Može se koristiti u sladoledu, džemu, začinima, pićima, mliječnim proizvodima itd. za učinkovito poboljšanje teksture, okusa i stabilnosti hrane. Na primjer, CMC kao zgušnjivač u sladoledu može učinkovito spriječiti stvaranje kristala leda i učiniti okus sladoleda glatkijim.
Farmaceutska industrija: U farmaceutskom području CMC se može koristiti kao ljepilo za tablete, matrica za masti i zgušnjivač za neke tekuće lijekove. CMC također ima određena svojstva prianjanja i stvaranja filma, što može poboljšati učinak kontroliranog otpuštanja lijekova i poboljšati stabilnost i brzinu apsorpcije lijekova.
Dnevna kemijska industrija: U kozmetici i proizvodima za osobnu njegu CMC se široko koristi u losionima, kremama, šamponima i drugim proizvodima kao zgušnjivač i stabilizator. Dobra topljivost u vodi i svojstva stvaranja filma CMC-a omogućuju mu stabilizaciju strukture kozmetike i poboljšanje mekoće proizvoda.
Naftna industrija: CMC igra ulogu zgušnjivača i sredstva za filtriranje u tekućini za bušenje, tekućini za frakturiranje i cementnoj kaši, učinkovito smanjujući rizik od gubitka tekućine i začepljenja tijekom bušenja te poboljšavajući učinkovitost i sigurnost bušenja.
Tekstilna industrija i industrija za proizvodnju papira: CMC se može koristiti kao sredstvo za kalibriranje pređe, sredstvo za završnu obradu tekstila i aditiv za papir u područjima tekstila i proizvodnje papira, što može poboljšati čvrstoću pređe i poboljšati otpornost na vodu i vlačnu čvrstoću papira.
5. Tržišna potražnja i izgledi razvoja CMC-a
S brzim razvojem globalnog gospodarstva i tehnološkim napretkom, tržišna potražnja za CMC-om raste. Osobito u prehrambenoj i farmaceutskoj industriji, kako potrošači obraćaju više pažnje na zdravlje i sigurnost, prirodni i bezopasni zgušnjivač CMC postupno je zamijenio neke sintetičke kemikalije. U budućnosti se očekuje da će se potražnja za CMC tržištem nastaviti širiti, posebno u izgledima za primjenu zgušnjivača hrane, tekućina za bušenje, nosača za kontrolirano otpuštanje lijekova itd.
Budući da je izvor sirovine za CMC uglavnom prirodna celuloza, proizvodni proces je relativno ekološki prihvatljiv. Kako bi se zadovoljio razvojni trend zelene kemijske industrije, proizvodni proces CMC-a također se neprestano poboljšava, poput smanjenja emisija onečišćenja u proizvodnom procesu, poboljšanja iskorištenja resursa itd., i nastoji se postići da proizvodnja CMC-a ispuni cilj održivog razvoja.
Kao važan derivat celuloze, natrijeva karboksimetil celuloza (CMC) naširoko se koristi u mnogim industrijama poput kemijske, prehrambene, medicinske, dnevne kemikalije, nafte, tekstila i proizvodnje papira zbog svoje jedinstvene topivosti u vodi, zgušnjavanja i dobre stabilnosti. S napretkom tehnologije i povećanjem tržišne potražnje, proizvodni proces i područja primjene CMC-a neprestano se šire i ima važan razvojni potencijal u područjima zelene kemijske industrije i aplikacija visokih performansi u budućnosti.
Vrijeme objave: 1. studenog 2024