DS болон натрийн CMC-ийн молекул жин хоёрын хооронд ямар хамааралтай вэ?

Натрийн карбоксиметил целлюлоз (CMC) нь ургамлын эсийн хананд байдаг байгалийн полисахарид болох целлюлозоос гаргаж авсан олон талын усанд уусдаг полимер юм. Өвөрмөц шинж чанар, үйл ажиллагааны улмаас хүнс, эм, гоо сайхан, нэхмэл эдлэл, газрын тосны өрөмдлөг зэрэг төрөл бүрийн салбарт өргөн хэрэглэгддэг.

Натрийн CMC-ийн бүтэц, шинж чанар:

CMC нь целлюлозын химийн өөрчлөлтөөр нийлэгждэг бөгөөд карбоксиметилийн бүлгүүд (-CH2-COOH) нь эфиржих эсвэл эфиржих урвалаар целлюлозын нуруунд нэвтэрдэг. Орлуулах зэрэг (DS) нь целлюлозын гинжин хэлхээнд глюкозын нэгжид ногдох карбоксиметилийн бүлгийн дундаж тоог хэлнэ. DS-ийн утга нь CMC-ийн синтезийн нөхцөл болон хүссэн шинж чанараас хамааран 0.2-1.5 хооронд хэлбэлздэг.

CMC-ийн молекул жин нь полимер гинжин хэлхээний дундаж хэмжээг илэрхийлдэг бөгөөд целлюлозын эх үүсвэр, синтезийн арга, урвалын нөхцөл, цэвэршүүлэх арга техник зэрэг хүчин зүйлээс хамаарч ихээхэн ялгаатай байж болно. Молекул жин нь ихэвчлэн тоо-дундаж молекул жин (Mn), жин-дундаж молекул жин (Mw), зуурамтгай чанар-дундаж молекул жин (Mv) зэрэг үзүүлэлтээр тодорхойлогддог.

Натрийн CMC-ийн синтез:

CMC-ийн нийлэгжилт нь ихэвчлэн целлюлозыг натрийн гидроксид (NaOH) ба хлор цууны хүчил (ClCH2COOH) эсвэл түүний натрийн давс (NaClCH2COOH) -тай урвалд оруулдаг. Урвал нь нуклеофилийн орлуулалтаар дамждаг бөгөөд целлюлозын нуруун дээрх гидроксил бүлгүүд (-OH) хлорацетилийн бүлгүүд (-ClCH2COOH) -тай харилцан үйлчилж, карбоксиметилийн бүлгүүдийг (-CH2-COOH) үүсгэдэг.

Синтезийн явцад хлор цууны хүчлийн целлюлозын молийн харьцаа, урвалын хугацаа, температур, рН болон бусад үзүүлэлтүүдийг тохируулах замаар CMC-ийн DS-ийг хянах боломжтой. Илүү өндөр DS утгууд нь ихэвчлэн хлор цууны хүчлийн өндөр концентрацитай, илүү урт урвалын хугацаатай байдаг.

CMC-ийн молекул жинд янз бүрийн хүчин зүйл нөлөөлдөг бөгөөд үүнд эхлэлийн целлюлозын материалын молекул жингийн хуваарилалт, синтезийн явцад задралын хэмжээ, CMC гинжин хэлхээний полимержилтийн зэрэг орно. Янз бүрийн синтезийн арга, урвалын нөхцлүүд нь янз бүрийн молекул жингийн тархалт, дундаж хэмжээтэй CMC-ийг үүсгэж болно.

DS ба молекул жингийн хоорондын хамаарал:

Орлуулах зэрэг (DS) болон натрийн карбоксиметил целлюлозын (CMC) молекулын жингийн хоорондын хамаарал нь нарийн төвөгтэй бөгөөд CMC-ийн синтез, бүтэц, шинж чанартай холбоотой олон хүчин зүйлээс хамаардаг.

1. DS-ийн молекул жинд үзүүлэх нөлөө:
   • Өндөр DS утга нь ерөнхийдөө CMC-ийн бага молекул жинтэй тохирч байна. Учир нь DS-ийн өндөр утга нь целлюлозын нуруунд карбоксиметилийн бүлгүүдийн орлуулалт их байгааг илтгэж, полимер гинж богиносч, молекулын жин дунджаар багасдаг.
   • Карбоксиметилийн бүлгүүдийг нэвтрүүлэх нь целлюлозын гинж хоорондын молекул хоорондын устөрөгчийн холбоог тасалдуулж, улмаар синтезийн явцад гинжин хэлхээ тасарч, хуваагдана. Энэхүү задралын үйл явц нь CMC-ийн молекулын жинг бууруулахад хүргэдэг, ялангуяа DS-ийн өндөр утгууд болон илүү өргөн хүрээтэй урвалуудад хүргэдэг.
   • Үүний эсрэгээр, бага DS утга нь урт полимер гинж, дундаж молекулын жин өндөртэй холбоотой байдаг. Учир нь орлуулалтын бага зэрэг нь глюкозын нэгжид ногдох карбоксиметилийн бүлгийг цөөлж, өөрчлөгдөөгүй целлюлозын гинжин хэлхээний урт сегментийг бүрэн бүтэн байлгах боломжийг олгодог.
2. Молекулын жингийн DS-д үзүүлэх нөлөө:
   • CMC-ийн молекулын жин нь синтезийн явцад олж авсан орлуулах зэрэгт нөлөөлж болно. Целлюлозын өндөр молекул жин нь карбоксиметиляцийн урвалын илүү реактив талбайг бий болгож, тодорхой нөхцөлд илүү өндөр орлуулалтад хүрэх боломжийг олгодог.
   • Гэсэн хэдий ч целлюлозын хэт өндөр молекул жин нь орлуулах урвалын гидроксил бүлгүүдийн хүртээмжийг саатуулж, бүрэн бус эсвэл үр ашиггүй карбоксиметиляци үүсгэж, DS-ийн утгыг бууруулдаг.
   • Нэмж хэлэхэд, эхлэлийн целлюлозын материалын молекул жингийн хуваарилалт нь үүссэн CMC бүтээгдэхүүн дэх DS утгын тархалтад нөлөөлж болно. Молекулын жингийн нэг төрлийн бус байдал нь синтезийн явцад реактив болон орлуулах үр ашгийн өөрчлөлтийг үүсгэж, эцсийн CMC бүтээгдэхүүн дэх DS утгын өргөн хүрээг хамардаг.

DS ба молекул жингийн CMC шинж чанар, хэрэглээнд үзүүлэх нөлөө:

1. Реологийн шинж чанарууд:
   • CMC-ийн орлуулах зэрэг (DS) ба молекулын жин нь түүний реологийн шинж чанар, түүний дотор зуурамтгай чанар, зүслэгийн сийрэгжилт, гель үүсэх зэрэгт нөлөөлдөг.
   • DS-ийн өндөр утгууд нь полимер гинж богиносч, молекулын орооцолдолт багассаны улмаас зуурамтгай чанар багасч, илүү псевдопластик (хэсгийн сийрэгжилт) шинж чанартай болдог.
   • Үүний эсрэгээр, DS-ийн бага утга, өндөр молекул жин нь CMC уусмалын зуурамтгай чанарыг нэмэгдүүлж, псевдопластик шинж чанарыг сайжруулж, өтгөрүүлэх, суспензийн шинж чанарыг сайжруулахад хүргэдэг.
2. Усанд уусах чадвар ба хавдах шинж чанар:
   • DS-ийн өндөр утгатай CMC нь полимер гинжин хэлхээний дагуух гидрофилик карбоксиметилийн бүлгүүдийн өндөр концентрациас шалтгаалан усанд уусах чадвар, чийгшүүлэх хурдыг нэмэгдүүлэх хандлагатай байдаг.
   • Гэсэн хэдий ч DS-ийн хэт өндөр утгууд нь ялангуяа өндөр концентрацитай эсвэл олон валент катионууд байгаа үед усанд уусах чанар буурч, гель үүсэхийг нэмэгдүүлдэг.
   • CMC-ийн молекул жин нь түүний хавдах шинж чанар, ус хадгалах шинж чанарт нөлөөлдөг. Илүү өндөр молекул жин нь ерөнхийдөө чийгшүүлэх хурдыг удаашруулж, ус хадгалах чадварыг нэмэгдүүлэхэд хүргэдэг бөгөөд энэ нь байнгын ялгаралт эсвэл чийгийг хянах шаардлагатай програмуудад ашигтай байдаг.
3. Кино үүсгэх ба саад тотгорын шинж чанарууд:
   • Уусмал эсвэл дисперсээс үүссэн CMC хальс нь хүчилтөрөгч, чийг болон бусад хийн эсрэг хамгаалалтын шинж чанарыг харуулдаг тул тэдгээрийг баглаа боодол, бүрэх зориулалттай болгодог.
   • CMC-ийн DS ба молекул жин нь үүссэн хальсны механик бат бөх, уян хатан чанар, нэвчилтэд нөлөөлдөг. Илүү өндөр DS утга ба молекулын жин бага байгаа нь полимер гинж богино, молекул хоорондын харилцан үйлчлэл багассаны улмаас бага суналтын бат бэх, өндөр нэвчилттэй хальс үүсэхэд хүргэдэг.
4. Төрөл бүрийн салбар дахь хэрэглээ:
   • Өөр өөр DS утга, молекул жинтэй CMC нь хүнс, эм, гоо сайхны бүтээгдэхүүн, нэхмэл эдлэл, газрын тосны өрөмдлөг зэрэг янз бүрийн салбарт хэрэглээг олдог.
   • Хүнсний үйлдвэрт CMC-ийг соус, амтлагч, ундаа зэрэг бүтээгдэхүүнд өтгөрүүлэгч, тогтворжуулагч, эмульгатор болгон ашигладаг. CMC зэрэглэлийн сонголт нь эцсийн бүтээгдэхүүний хүссэн бүтэц, амны мэдрэмж, тогтвортой байдлын шаардлагаас хамаарна.
   • Эмийн найрлагад CMC нь шахмал, капсул, амны хөндийн суспенз зэрэгт холбогч, задлагч, хальс үүсгэгч бодисоор үйлчилдэг. CMC-ийн DS ба молекул жин нь эмийн ялгаралтын кинетик, био хүртээмж, өвчтөний дагаж мөрдөх байдалд нөлөөлдөг.
   • Гоо сайхны салбарт CMC-ийг тос, тос, үс арчилгааны бүтээгдэхүүнд өтгөрүүлэгч, тогтворжуулагч, чийгшүүлэгч болгон ашигладаг. CMC зэрэглэлийн сонголт нь бүтэц, тархах чадвар, мэдрэхүйн шинж чанар зэрэг хүчин зүйлээс хамаарна.
   • Газрын тосны өрөмдлөгийн салбарт CMC-ийг өрөмдлөгийн шингэнд зуурамтгайлагч, шингэний алдагдлыг хянах бодис, занарын дарангуйлагч болгон ашигладаг. CMC-ийн DS ба молекулын жин нь худгийн цооногийн тогтвортой байдлыг хангах, шингэний алдагдлыг хянах, шавар хавдахыг зогсоох зэрэгт түүний гүйцэтгэлд нөлөөлдөг.

Дүгнэлт:

Орлуулах зэрэг (DS) болон натрийн карбоксиметил целлюлозын (CMC) молекулын жингийн хоорондын хамаарал нь нарийн төвөгтэй бөгөөд CMC-ийн синтез, бүтэц, шинж чанартай холбоотой олон хүчин зүйлээс хамаардаг. Илүү өндөр DS утга нь ерөнхийдөө CMC-ийн бага молекул жинтэй тохирч байдаг бол бага DS утга, өндөр молекул жин нь полимер гинж урт, дундаж молекулын жин нэмэгдэх хандлагатай байдаг. Энэхүү харилцааг ойлгох нь хүнс, эм, гоо сайхны бүтээгдэхүүн, нэхмэл эдлэл, газрын тосны өрөмдлөг зэрэг олон салбар дахь CMC-ийн шинж чанар, гүйцэтгэлийг оновчтой болгоход маш чухал юм. Үндсэн механизмыг тодруулах, тусгай хэрэглээнд тохирсон DS болон молекул жингийн хуваарилалт бүхий CMC-ийн синтез, шинж чанарыг оновчтой болгохын тулд цаашдын судалгаа, хөгжүүлэлтийн хүчин чармайлт шаардлагатай.