Carboxymethyl cellulose (CMC) dan sodium carboxymethyl cellulose (CMC-Na) adalah sebatian biasa dalam industri kimia dan industri makanan. Mereka mempunyai perbezaan dan sambungan tertentu dalam struktur, prestasi dan penggunaan. Artikel ini akan menganalisis secara terperinci sifat, kaedah penyediaan, aplikasi dan kepentingan kedua-duanya dalam bidang yang berbeza.
(1) Karboksimetil selulosa (CMC)
1. Sifat asas
Carboxymethyl cellulose (CMC) ialah derivatif karboksimetilasi selulosa dan merupakan polisakarida linear anionik. Struktur asasnya ialah beberapa kumpulan hidroksil (-OH) dalam molekul selulosa digantikan oleh kumpulan karboksimetil (-CH₂-COOH), dengan itu mengubah keterlarutan dan sifat fungsi selulosa. CMC biasanya serbuk putih hingga kuning sedikit, tidak berbau dan tidak berasa, tidak larut dalam pelarut organik, tetapi boleh menyerap air untuk membentuk gel.
2. Kaedah penyediaan
Penyediaan CMC biasanya termasuk langkah-langkah berikut:
Tindak balas pengalkalian: Campurkan selulosa dengan natrium hidroksida (NaOH) untuk menukar kumpulan hidroksil dalam selulosa kepada garam beralkali.
Tindak balas pengeteran: Selulosa beralkali bertindak balas dengan asid kloroasettik (ClCH₂COOH) untuk menghasilkan selulosa karboksimetil dan natrium klorida (NaCl).
Proses ini biasanya dijalankan dalam air atau larutan etanol, dan suhu tindak balas dikawal antara 60 ℃-80 ℃. Selepas tindak balas selesai, produk CMC akhir diperolehi melalui langkah-langkah pencucian, penapisan, pengeringan dan lain-lain.
3. Ruangan permohonan
CMC digunakan terutamanya dalam industri makanan, perubatan, tekstil, pembuatan kertas dan bidang lain. Ia mempunyai pelbagai fungsi seperti penebalan, penstabilan, pengekalan air dan pembentukan filem. Sebagai contoh, dalam industri makanan, CMC boleh digunakan sebagai pemekat, penstabil dan pengemulsi untuk ais krim, jem, yogurt dan produk lain; dalam bidang farmaseutikal, CMC digunakan sebagai pengikat, pemekat dan penstabil untuk ubat; dalam industri tekstil dan pembuatan kertas, CMC digunakan sebagai aditif buburan dan ejen saiz permukaan untuk meningkatkan kualiti dan kestabilan produk.
(2) Natrium karboksimetil selulosa (CMC-Na)
1. Sifat asas
Sodium carboxymethyl cellulose (CMC-Na) ialah bentuk garam natrium selulosa karboksimetil. Berbanding dengan CMC, CMC-Na mempunyai keterlarutan air yang lebih baik. Struktur asasnya ialah kumpulan karboksilmetil dalam CMC ditukar sebahagian atau sepenuhnya kepada garam natriumnya, iaitu, atom hidrogen pada kumpulan karboksilmetil digantikan oleh ion natrium (Na⁺). CMC-Na biasanya berwarna putih atau sedikit kuning serbuk atau butiran, mudah larut dalam air, dan membentuk larutan lutsinar likat.
2. Kaedah penyediaan
Kaedah penyediaan CMC-Na adalah serupa dengan CMC, dan langkah-langkah utama termasuk:
Tindak balas pengalkalian: selulosa dialkalikan menggunakan natrium hidroksida (NaOH).
Tindak balas pengeteran: Selulosa beralkali bertindak balas dengan asid kloroasettik (ClCH₂COOH) untuk menghasilkan CMC.
Tindak balas natriumisasi: CMC ditukar kepada bentuk garam natrium melalui tindak balas peneutralan dalam larutan akueus.
Dalam proses ini, adalah perlu untuk memberi perhatian kepada mengawal keadaan tindak balas, seperti pH dan suhu, untuk mendapatkan produk CMC-Na dengan prestasi optimum.
3. Ruangan permohonan
Bidang aplikasi CMC-Na sangat luas, meliputi banyak industri seperti makanan, perubatan, bahan kimia harian, dan petroleum. Dalam industri makanan, CMC-Na ialah pemekat, penstabil dan pengemulsi yang penting, dan digunakan secara meluas dalam produk tenusu, jus, perasa, dll. Dalam bidang farmaseutikal, CMC-Na digunakan sebagai pelekat, gel dan pelincir untuk tablet . Dalam industri kimia harian, CMC-Na digunakan dalam produk seperti ubat gigi, syampu dan perapi, dan mempunyai kesan pemekatan dan penstabilan yang baik. Di samping itu, dalam penggerudian minyak, CMC-Na digunakan sebagai pemekat dan pengatur reologi untuk lumpur penggerudian, yang boleh meningkatkan kecairan dan kestabilan lumpur.
(3) Perbezaan dan sambungan antara CMC dan CMC-Na
1. Struktur dan sifat
Perbezaan utama antara CMC dan CMC-Na dalam struktur molekul ialah kumpulan karboksilmetil CMC-Na wujud sebahagian atau sepenuhnya dalam bentuk garam natrium. Perbezaan struktur ini menjadikan CMC-Na menunjukkan keterlarutan yang lebih tinggi dan kestabilan yang lebih baik dalam air. CMC biasanya sebahagian atau sepenuhnya selulosa carboxymethylated, manakala CMC-Na ialah bentuk garam natrium selulosa karboksimetil ini.
2. Keterlarutan dan Kegunaan
CMC mempunyai keterlarutan tertentu dalam air, tetapi CMC-Na mempunyai keterlarutan yang lebih baik dan boleh membentuk larutan likat yang stabil dalam air. Disebabkan ciri keterlarutan air dan pengionannya yang lebih baik, CMC-Na mempamerkan prestasi yang lebih baik daripada CMC dalam banyak aplikasi. Sebagai contoh, dalam industri makanan, CMC-Na digunakan secara meluas sebagai pemekat dan penstabil kerana keterlarutan air yang baik dan kelikatan yang tinggi, manakala CMC lebih kerap digunakan dalam aplikasi yang tidak memerlukan keterlarutan air yang tinggi.
3. Proses penyediaan
Walaupun proses penyediaan kedua-duanya hampir serupa, produk akhir pengeluaran CMC ialah selulosa karboksimetil, manakala CMC-Na seterusnya menukar selulosa karboksimetil kepada bentuk garam natriumnya melalui tindak balas peneutralan semasa proses pengeluaran. Penukaran ini memberikan CMC-Na prestasi yang lebih baik dalam beberapa aplikasi khas, seperti prestasi yang lebih baik dalam aplikasi yang memerlukan keterlarutan air dan kestabilan elektrolit.
Karboksimetil selulosa (CMC) dan natrium karboksimetil selulosa (CMC-Na) ialah dua terbitan selulosa yang mempunyai nilai industri yang penting. Walaupun strukturnya serupa, CMC-Na menunjukkan keterlarutan dan kestabilan air yang lebih tinggi disebabkan oleh penukaran sebahagian atau semua kumpulan karboksil dalam CMC-Na kepada garam natrium. Perbezaan ini menjadikan CMC dan CMC-Na mempunyai kelebihan dan fungsi unik mereka sendiri dalam aplikasi industri yang berbeza. Memahami dan menggunakan kedua-dua bahan ini dengan betul boleh membantu mengoptimumkan prestasi produk dan meningkatkan kecekapan pengeluaran dalam banyak bidang seperti makanan, perubatan dan industri kimia.
Masa siaran: Jun-17-2024