Karboksimetilceliuliozė (CMC) yra polimeras, turintis svarbią pramoninę vertę. Tai vandenyje tirpus anijoninis celiuliozės eteris, gautas iš natūralios celiuliozės. Celiuliozė yra vienas gausiausių organinių polimerų gamtoje ir yra pagrindinis augalų ląstelių sienelių komponentas. Pati celiuliozė blogai tirpsta vandenyje, tačiau cheminės modifikacijos būdu celiuliozė gali virsti dariniais, gerai tirpstančiais vandenyje, o CMC yra vienas iš jų.
CMC molekulinė struktūra gaunama eterinant celiuliozės molekulės hidroksilinę (-OH) dalį chloracto rūgštimi (ClCH2COOH), kad susidarytų karboksimetilo pakaitalas (-CH2COOH). CMC struktūroje išlaikoma celiuliozės β-1,4-gliukozės grandinės struktūra, tačiau kai kurios hidroksilo grupės joje pakeičiamos karboksimetilo grupėmis. Todėl CMC išlaiko celiuliozės polimerinės grandinės savybes ir turi karboksimetilo grupės funkcionalumą.
CMC cheminės savybės
CMC yra anijoninis polimeras. Kadangi karboksilo (-CH2COOH) grupė savo struktūroje gali jonizuotis ir generuoti neigiamus krūvius vandeniniame tirpale, CMC gali sudaryti stabilų koloidinį tirpalą, ištirpęs vandenyje. CMC tirpumui vandenyje ir tirpumui įtakos turi jo pakeitimo laipsnis (DS) ir polimerizacijos laipsnis (DP). Pakeitimo laipsnis reiškia hidroksilo grupių, pakeistų karboksilo grupėmis, skaičių kiekviename gliukozės vienete. Paprastai kuo didesnis pakeitimo laipsnis, tuo geresnis tirpumas vandenyje. Be to, CMC tirpumas ir klampumas esant skirtingoms pH vertėms taip pat skiriasi. Paprastai jis rodo geresnį tirpumą ir stabilumą neutraliomis arba šarminėmis sąlygomis, o rūgštinėmis sąlygomis CMC tirpumas sumažės ir netgi gali nusodinti.
CMC fizinės savybės
CMC tirpalo klampumas yra viena iš svarbiausių jo fizinių savybių. Jo klampumas priklauso nuo daugelio veiksnių, įskaitant tirpalo koncentraciją, pakeitimo laipsnį, polimerizacijos laipsnį, temperatūrą ir pH vertę. Dėl šios CMC klampumo charakteristikos daugeliu atvejų jis pasižymi tirštėjimu, želėju ir stabilizavimu. CMC klampumas taip pat turi šlyties skiedimo ypatybes, tai yra, klampumas sumažės esant didelei šlyties jėgai, todėl jis yra naudingas tam tikrose srityse, kurioms reikalingas didelis sklandumas.
CMC taikymo sritys
Dėl savo unikalių fizinių ir cheminių savybių CMC plačiai naudojamas daugelyje sričių. Štai keletas pagrindinių taikymo sričių:
Maisto pramonė: CMC naudojamas kaip tirštiklis, stabilizatorius ir emulsiklis maisto pramonėje. Jis gali pagerinti maisto tekstūrą ir stabilumą, pavyzdžiui, dažniausiai naudojamas ledams, jogurtui, želė ir padažui.
Farmacijos pramonė: CMC naudojamas kaip vaistų pagalbinė medžiaga ir tablečių klijai farmacijos srityje. Jis taip pat naudojamas kaip drėkiklis ir plėvelę formuojanti priemonė žaizdų tvarsčiuose.
Kasdienės cheminės medžiagos: kasdieniuose produktuose, tokiuose kaip dantų pasta, šampūnas, ploviklis ir kt., CMC naudojamas kaip tirštiklis, suspenduojantis agentas ir stabilizatorius, padedantis išlaikyti gerą produkto išvaizdą ir veikimą.
Naftos gręžimas: CMC naudojamas kaip naftos gręžimo skysčių klampumo didinimo ir filtravimo priemonė, kuri gali pagerinti gręžimo skysčių reologines savybes ir užkirsti kelią per dideliam gręžimo skysčių įsiskverbimui.
Tekstilės ir popieriaus gamybos pramonė: tekstilės pramonėje CMC naudojamas tekstilės plaušienai ir apdailos medžiagoms, o popieriaus gamybos pramonėje jis naudojamas kaip stiprinamoji medžiaga ir popieriaus klijavimo priemonė, siekiant pagerinti popieriaus stiprumą ir lygumą.
Aplinkos apsauga ir sauga
CMC yra aplinkai nekenksminga medžiaga, kurią gamtoje gali suardyti mikroorganizmai, todėl ji nesukels ilgalaikės aplinkos taršos. Be to, CMC pasižymi mažu toksiškumu ir dideliu saugumu, taip pat turi gerą maisto ir farmacijos saugos įrašą. Nepaisant to, dėl didelio masto gamybos ir taikymo, dėmesys vis tiek turėtų būti skiriamas cheminių atliekų, kurios gali susidaryti gamybos proceso metu, apdorojimui.
Karboksimetilceliuliozė (CMC) yra funkciškai įvairus vandenyje tirpus anijoninis polimeras. CMC, gautas cheminio modifikavimo būdu, išlaiko puikias natūralios celiuliozės savybes, kartu pasižymi geru tirpumu vandenyje ir unikaliomis fizinėmis ir cheminėmis savybėmis. Dėl savo tirštinimo, želė, stabilizavimo ir kitų funkcijų CMC buvo plačiai naudojamas daugelyje pramonės šakų, tokių kaip maistas, medicina, kasdienės cheminės medžiagos, naftos gręžimas, tekstilė ir popieriaus gamyba. Aplinkos apsauga ir saugumas taip pat daro jį pageidaujamu daugelio produktų priedu.
Paskelbimo laikas: 2024-08-23