Karboksimetil selulosa (CMC) merupakan turunan selulosa yang larut dalam air yang banyak digunakan di berbagai industri, termasuk makanan, farmasi, dan perawatan pribadi. Derajat substitusi (DS) merupakan parameter penting yang mempengaruhi sifat CMC. Pada artikel ini kita akan membahas pengaruh DS terhadap kualitas karboksimetil selulosa.
Pertama, penting untuk memahami apa tingkat substitusinya. Derajat substitusi mengacu pada jumlah gugus karboksimetil per unit glukosa dalam rantai selulosa. CMC diproduksi dengan mereaksikan selulosa dengan natrium monokloroasetat dan natrium hidroksida. Selama reaksi ini, gugus hidroksil pada rantai selulosa digantikan oleh gugus karboksimetil. Derajat substitusi dapat dikontrol dengan memvariasikan kondisi reaksi, seperti konsentrasi natrium hidroksida dan natrium monokloroasetat, waktu reaksi, dan suhu.
DS CMC mempengaruhi sifat fisik dan kimianya, seperti kelarutan, viskositas, dan stabilitas termal. CMC dengan DS rendah memiliki derajat kristalinitas lebih tinggi dan kurang larut dalam air dibandingkan CMC dengan DS tinggi. Hal ini karena gugus karboksimetil pada CMC dengan DS rendah terletak pada permukaan rantai selulosa, sehingga mengurangi kelarutan dalam air. Sebaliknya, CMC dengan DS tinggi memiliki struktur lebih amorf dan lebih larut dalam air dibandingkan CMC dengan DS rendah.
Viskositas CMC juga dipengaruhi oleh DS. CMC dengan DS rendah memiliki viskositas yang lebih rendah dibandingkan CMC dengan DS tinggi. Hal ini karena gugus karboksimetil dalam CMC dengan DS rendah berjarak lebih jauh, sehingga mengurangi interaksi antara rantai selulosa dan menurunkan viskositas. Sebaliknya, CMC dengan DS yang tinggi memiliki viskositas yang lebih tinggi karena gugus karboksimetilnya lebih berdekatan, sehingga meningkatkan interaksi antar rantai selulosa dan meningkatkan viskositas.
Selain sifat fisiknya, DS CMC juga mempengaruhi sifat kimianya. CMC dengan DS rendah kurang stabil pada suhu dan nilai pH tinggi dibandingkan CMC dengan DS tinggi. Hal ini karena gugus karboksimetil pada CMC dengan DS rendah lebih rentan terhadap hidrolisis dan dapat terurai dalam kondisi yang keras. Sebaliknya, CMC dengan DS tinggi lebih stabil pada suhu dan nilai pH tinggi karena gugus karboksimetil terikat lebih erat pada rantai selulosa.
Waktu posting: 10 Maret 2023