Карбоксиметил целлюлоза (CMC) маңызды өнеркәсіптік маңызы бар полимер болып табылады. Бұл табиғи целлюлозадан алынған суда еритін анионды целлюлоза эфирі. Целлюлоза табиғаттағы ең көп таралған органикалық полимерлердің бірі және өсімдік жасушасының қабырғаларының негізгі құрамдас бөлігі болып табылады. Целлюлозаның өзі суда нашар ерігіштікке ие, бірақ химиялық модификация арқылы целлюлоза суда жақсы ерігіштігі бар туындыларға айналуы мүмкін, ал ЦМС солардың бірі.
ЦМС молекулалық құрылымы целлюлоза молекуласының гидроксил (—OH) бөлігін хлорсірке қышқылымен (ClCH2COOH) эфирлеу арқылы карбоксиметил алмастырғышты (—CH2COOH) алу арқылы алынады. ЦМС құрылымы целлюлозаның β-1,4-глюкоза тізбегі құрылымын сақтайды, бірақ ондағы кейбір гидроксил топтары карбоксиметил топтарымен ауыстырылады. Сондықтан ЦМС целлюлозаның полимерлі тізбегі сипаттамаларын сақтайды және карбоксиметил тобының функционалдығын иеленеді.
ЦМС химиялық қасиеттері
CMC - анионды полимер. Құрылымындағы карбоксил (—CH2COOH) тобы иондалып, сулы ерітіндіде теріс зарядтар түзе алатындықтан, ЦМС суда ерігеннен кейін тұрақты коллоидты ерітінді түзе алады. ЦМС суда ерігіштігі мен ерігіштігіне оның алмастыру дәрежесі (ДС) және полимерлену дәрежесі (ДП) әсер етеді. Ауыстыру дәрежесі әрбір глюкоза бірлігіндегі карбоксил топтарымен ауыстырылған гидроксил топтарының санын білдіреді. Әдетте, алмастыру дәрежесі неғұрлым жоғары болса, соғұрлым суда ерігіштігі жақсы болады. Сонымен қатар, әртүрлі рН мәндерінде CMC ерігіштігі мен тұтқырлығы да әртүрлі. Әдетте, ол бейтарап немесе сілтілі жағдайларда жақсы ерігіштік пен тұрақтылықты көрсетеді, ал қышқылдық жағдайда CMC ерігіштігі төмендейді және тіпті тұнбаға түсуі мүмкін.
ЦМС физикалық қасиеттері
CMC ерітіндісінің тұтқырлығы оның маңызды физикалық қасиеттерінің бірі болып табылады. Оның тұтқырлығы көптеген факторларға байланысты, соның ішінде ерітінді концентрациясы, алмастыру дәрежесі, полимерлену дәрежесі, температура және рН мәні. CMC тұтқырлығының бұл сипаттамасы оған көптеген қолданбаларда қоюландыру, гельдеу және тұрақтандыру әсерлерін көрсетуге мүмкіндік береді. CMC тұтқырлығы сонымен қатар ығысуды жұқарту сипаттамаларына ие, яғни жоғары ығысу күші кезінде тұтқырлық төмендейді, бұл оны жоғары өтімділікті қажет ететін кейбір қолданбаларда тиімді етеді.
CMC қолдану аймақтары
Бірегей физикалық және химиялық қасиеттеріне байланысты CMC көптеген салаларда кеңінен қолданылады. Міне, кейбір негізгі қолданбалы аймақтар:
Тамақ өнеркәсібі: ЦМС тамақ өнеркәсібінде қоюлатқыш, тұрақтандырғыш және эмульгатор ретінде қолданылады. Ол балмұздақ, йогурт, желе және тұздықтағы жалпы қолданбалар сияқты тағамның құрылымы мен тұрақтылығын жақсарта алады.
Фармацевтика өнеркәсібі: CMC фармацевтикалық салада дәрілік заттарға көмекші зат және таблеткалар үшін желім ретінде қолданылады. Ол сондай-ақ жараларды таңғыштарда ылғалдандырғыш және қабық түзетін агент ретінде қолданылады.
Күнделікті химиялық заттар: тіс пастасы, сусабын, жуғыш ұнтақ және т.б. сияқты күнделікті өнімдерде CMC өнімнің жақсы көрінісі мен өнімділігін сақтауға көмектесу үшін қоюлатқыш, суспензия агенті және тұрақтандырғыш ретінде пайдаланылады.
Мұнай бұрғылау: CMC мұнай бұрғылау сұйықтықтарында тұтқырлықты күшейткіш және сүзу агенті ретінде пайдаланылады, ол бұрғылау ерітінділерінің реологиялық қасиеттерін жақсартады және бұрғылау сұйықтықтарының шамадан тыс енуін болдырмайды.
Тоқыма және қағаз өндіру өнеркәсібі: Тоқыма өнеркәсібінде CMC тоқыма целлюлозасы мен әрлеу агенттері үшін пайдаланылады, ал қағаз өндіру өнеркәсібінде қағаздың беріктігі мен тегістігін жақсарту үшін қағазды күшейтетін агент және өлшем агенті ретінде қолданылады.
Қоршаған ортаны қорғау және қауіпсіздік
CMC - табиғатта микроорганизмдер ыдырауы мүмкін экологиялық таза материал, сондықтан ол қоршаған ортаны ұзақ уақыт ластамайды. Сонымен қатар, CMC төмен уыттылық пен жоғары қауіпсіздікке ие және азық-түлік пен фармацевтикалық қолданбаларда жақсы қауіпсіздік рекордына ие. Дегенмен, оның кең ауқымды өндірісі мен қолданылуына байланысты, оны өндіру кезінде пайда болуы мүмкін химиялық қалдықтарды өңдеуге әлі де назар аудару керек.
Карбоксиметил целлюлоза (CMC) суда еритін функционалды әртүрлі анионды полимер болып табылады. Химиялық модификация арқылы алынған CMC суда жақсы ерігіштігі мен бірегей физикалық және химиялық қасиеттеріне ие бола отырып, табиғи целлюлозаның тамаша қасиеттерін сақтайды. Қалыңдату, гельдеу, тұрақтандыру және басқа функцияларымен CMC тамақ, медицина, күнделікті химиялық заттар, мұнай бұрғылау, тоқыма және қағаз жасау сияқты көптеген салаларда кеңінен қолданылды. Оның қоршаған ортаны қорғау және қауіпсіздігі оны көптеген өнімдерде таңдаулы қоспаға айналдырады.
Жіберу уақыты: 23 тамыз 2024 ж