Nell'industria chimica, la CMC (carbossimetilcellulosa sodica) viene anche chiamata CMC. La CMC è un importante derivato della cellulosa ottenuto modificando chimicamente la cellulosa naturale. Nello specifico, la struttura molecolare della CMC prevede che i gruppi carbossimetilici vengano introdotti nella molecola di cellulosa, conferendole molte nuove proprietà fisiche e chimiche, quindi è ampiamente utilizzata nell'industria chimica, alimentare, medica e in altri settori.
1. Struttura chimica e proprietà della CMC
La CMC è un composto etereo di cellulosa ottenuto dalla reazione di cellulosa e acido cloroacetico e la sua unità strutturale di base è l'anello β-1,4-glucosio. A differenza della cellulosa naturale, i gruppi carbossimetilici vengono introdotti nella struttura molecolare della CMC, consentendole di formare una soluzione colloidale viscosa in acqua. Il peso molecolare della CMC può essere regolato in base al grado di reazione e le CMC con pesi molecolari diversi mostrano solubilità e viscosità diverse durante l'applicazione. La solubilità e la viscosità della CMC sono influenzate dal grado di sostituzione (ovvero dal numero di sostituenti sulla molecola di cellulosa). La CMC con un alto grado di sostituzione solitamente ha una maggiore solubilità in acqua e viscosità. La CMC ha un'elevata stabilità chimica, ha una certa tolleranza agli ambienti acidi e alcalini, non è tossica e innocua e soddisfa gli standard di protezione ambientale e salute.
2. Processo di produzione della CMC
Il processo di produzione della CMC prevede tre fasi: alcalinizzazione, eterificazione e post-trattamento.
Alcalinizzazione: la cellulosa (solitamente proveniente da materiali naturali come cotone e pasta di legno) viene trattata con idrossido di sodio per migliorare l'attività idrossilica della cellulosa, che è conveniente per le reazioni successive.
Eterificazione: il cloroacetato di sodio viene aggiunto alla cellulosa alcalinizzata e i gruppi carbossimetilici vengono introdotti attraverso la reazione per convertire la cellulosa in carbossimetilcellulosa.
Post-trattamento: la CMC generata dalla reazione viene neutralizzata, filtrata, essiccata e frantumata per ottenere infine prodotti con specifiche diverse. Il grado di sostituzione e il peso molecolare del prodotto possono essere regolati controllando le condizioni di reazione, la concentrazione della materia prima e il tempo di reazione, in modo da ottenere prodotti CMC con diverse viscosità e proprietà di solubilità.
3. Caratteristiche prestazionali della CMC
Come addensante, stabilizzante, filmogeno e adesivo altamente efficiente, CMC ha le seguenti caratteristiche prestazionali:
Buona solubilità in acqua: la CMC è facilmente solubile in acqua e può formare una soluzione colloidale trasparente e il processo di dissoluzione è delicato e facile da usare.
Forte effetto addensante: la CMC può aumentare significativamente la viscosità della soluzione a una concentrazione inferiore, il che le conferisce un alto valore applicativo in molte occasioni in cui sono richiesti effetti addensanti.
Stabilità: la CMC ha un'elevata tolleranza agli acidi, agli alcali, alla luce, al calore, ecc. e ha una buona stabilità della soluzione.
Sicuro e non tossico: la CMC è ampiamente utilizzata nell'industria alimentare, medica e in altri settori. È sicuro e non tossico e adatto a materiali a contatto diretto o indiretto con gli alimenti.
4. Campi di applicazione della CMC
Industria alimentare: la CMC è ampiamente utilizzata come addensante, emulsionante, stabilizzante, ecc. nell'industria alimentare. Può essere utilizzato in gelati, marmellate, condimenti, bevande, latticini, ecc. per migliorare efficacemente la consistenza, il gusto e la stabilità degli alimenti. Ad esempio, la CMC come addensante nel gelato può prevenire efficacemente la formazione di cristalli di ghiaccio e rendere più morbido il gusto del gelato.
Industria farmaceutica: in campo farmaceutico la CMC può essere utilizzata come adesivo per compresse, matrice per unguenti e addensante per alcuni farmaci liquidi. La CMC ha anche determinate proprietà di adesione e formazione di film, che possono migliorare l'effetto di rilascio controllato dei farmaci e migliorare la stabilità e il tasso di assorbimento dei farmaci.
Industria chimica quotidiana: nei cosmetici e nei prodotti per la cura personale, la CMC è ampiamente utilizzata in lozioni, creme, shampoo e altri prodotti come addensante e stabilizzante. La buona solubilità in acqua e le proprietà filmogene di CMC gli consentono di stabilizzare la struttura dei cosmetici e migliorare la morbidezza del prodotto.
Industria petrolifera: la CMC svolge il ruolo di addensante e agente di filtrazione nel fluido di perforazione, nel fluido di fratturazione e nei fanghi di cemento, riducendo efficacemente il rischio di perdita di liquido e blocco durante la perforazione e migliorando l'efficienza e la sicurezza della perforazione.
Industria tessile e della carta: la CMC può essere utilizzata come agente di imbozzimatura del filato, agente di finissaggio tessile e additivo per la carta nei settori tessile e della fabbricazione della carta, che può migliorare la resistenza del filato e migliorare la resistenza all'acqua e la resistenza alla trazione della carta.
5. Domanda di mercato e prospettive di sviluppo della CMC
Con il rapido sviluppo dell’economia globale e del progresso tecnologico, la domanda del mercato per CMC è in crescita. Soprattutto nell’industria alimentare e farmaceutica, poiché i consumatori prestano maggiore attenzione alla salute e alla sicurezza, l’addensante naturale e innocuo CMC ha gradualmente sostituito alcune sostanze chimiche di sintesi. In futuro, si prevede che la domanda per il mercato CMC continuerà ad espandersi, soprattutto nelle prospettive di applicazione di addensanti alimentari, fluidi di perforazione, trasportatori a rilascio controllato di farmaci, ecc.
Poiché la materia prima della CMC è principalmente la cellulosa naturale, il processo di produzione è relativamente rispettoso dell'ambiente. Al fine di soddisfare la tendenza di sviluppo dell'industria chimica verde, anche il processo di produzione di CMC è in costante miglioramento, come la riduzione delle emissioni inquinanti nel processo di produzione, il miglioramento dell'utilizzo delle risorse, ecc., e l'impegno per far sì che la produzione di CMC raggiunga l'obiettivo dello sviluppo sostenibile.
Essendo un importante derivato della cellulosa, la carbossimetilcellulosa di sodio (CMC) è stata ampiamente utilizzata in molti settori come quello chimico, alimentare, medico, chimico quotidiano, petrolio, tessile e cartario grazie alla sua solubilità in acqua, addensamento e buona stabilità unici. Con il progresso della tecnologia e l'aumento della domanda del mercato, il processo di produzione e i campi di applicazione della CMC sono in costante espansione e hanno un importante potenziale di sviluppo nei campi dell'industria chimica verde e delle applicazioni ad alte prestazioni in futuro.
Orario di pubblicazione: 01-nov-2024