DS įtaka karboksimetilceliuliozės kokybei

Karboksimetilceliuliozė (CMC) yra vandenyje tirpus celiuliozės darinys, plačiai naudojamas įvairiose pramonės šakose, įskaitant maistą, vaistus ir asmens priežiūrą. Pakeitimo laipsnis (DS) yra svarbus parametras, turintis įtakos CMC savybėms. Šiame straipsnyje aptarsime DS įtaką karboksimetilceliuliozės kokybei.

Pirma, svarbu suprasti, koks yra pakeitimo laipsnis. Pakeitimo laipsnis reiškia karboksimetilo grupių skaičių viename gliukozės vienete celiuliozės grandinėje. CMC gaminamas reaguojant celiuliozei su natrio monochloracetatu ir natrio hidroksidu. Šios reakcijos metu hidroksilo grupės celiuliozės grandinėje pakeičiamos karboksimetilo grupėmis. Pakeitimo laipsnis gali būti kontroliuojamas keičiant reakcijos sąlygas, tokias kaip natrio hidroksido ir natrio monochloracetato koncentracija, reakcijos laikas ir temperatūra.

CMC DS turi įtakos jo fizinėms ir cheminėms savybėms, tokioms kaip tirpumas, klampumas ir terminis stabilumas. CMC su mažu DS turi didesnį kristališkumo laipsnį ir yra mažiau tirpus vandenyje nei CMC su dideliu DS. Taip yra todėl, kad CMC karboksimetilo grupės su mažu DS yra celiuliozės grandinės paviršiuje, o tai sumažina jos tirpumą vandenyje. Priešingai, CMC su dideliu DS turi amorfiškesnę struktūrą ir yra labiau tirpus vandenyje nei CMC su mažu DS.

DS taip pat turi įtakos CMC klampumui. CMC su mažu DS turi mažesnį klampumą nei CMC su dideliu DS. Taip yra todėl, kad karboksimetilo grupės CMC su mažu DS yra nutolusios toliau viena nuo kitos, o tai sumažina celiuliozės grandinių sąveiką ir sumažina klampumą. Priešingai, CMC su dideliu DS turi didesnį klampumą, nes karboksimetilo grupės yra arčiau viena kitos, o tai padidina sąveiką tarp celiuliozės grandinių ir padidina klampumą.

Be savo fizinių savybių, CMC DS taip pat turi įtakos jo cheminėms savybėms. CMC su mažu DS yra mažiau stabilus esant aukštai temperatūrai ir pH vertėms nei CMC su dideliu DS. Taip yra todėl, kad CMC karboksimetilo grupės su mažu DS yra jautresnės hidrolizei ir gali suskaidyti atšiauriomis sąlygomis. Priešingai, CMC su dideliu DS yra stabilesnis esant aukštai temperatūrai ir pH vertėms, nes karboksimetilo grupės yra glaudžiau susietos su celiuliozės grandine.