Carboxymethylcellulose (CMC) en natriumcarboxymethylcellulose (CMC-Na) zijn veel voorkomende verbindingen in de chemische industrie en de voedingsmiddelenindustrie. Ze hebben bepaalde verschillen en verbindingen in structuur, prestaties en gebruik. Dit artikel analyseert in detail de eigenschappen, bereidingsmethoden, toepassingen en het belang van de twee op verschillende gebieden.
(1) Carboxymethylcellulose (CMC)
1. Basiseigenschappen
Carboxymethylcellulose (CMC) is een gecarboxymethyleerd derivaat van cellulose en is een anionisch lineair polysacharide. De basisstructuur ervan is dat sommige hydroxylgroepen (-OH) in het cellulosemolecuul zijn vervangen door carboxymethylgroepen (-CH₂-COOH), waardoor de oplosbaarheid en functionele eigenschappen van cellulose veranderen. CMC is over het algemeen wit tot lichtgeel poeder, geurloos en smaakloos, onoplosbaar in organische oplosmiddelen, maar kan water absorberen om een gel te vormen.
2. Bereidingswijze
De voorbereiding van CMC omvat meestal de volgende stappen:
Alkalinisatiereactie: Meng cellulose met natriumhydroxide (NaOH) om de hydroxylgroepen in cellulose om te zetten in alkalische zouten.
Veretheringsreactie: Alkalische cellulose reageert met chloorazijnzuur (ClCH₂COOH) om carboxymethylcellulose en natriumchloride (NaCl) te genereren.
Dit proces wordt meestal uitgevoerd in een water- of ethanoloplossing en de reactietemperatuur wordt geregeld tussen 60 ℃ en 80 ℃. Nadat de reactie is voltooid, wordt het uiteindelijke CMC-product verkregen door wassen, filteren, drogen en andere stappen.
3. Toepassingsgebieden
CMC wordt voornamelijk gebruikt in de voedingsindustrie, geneeskunde, textiel, papierproductie en andere gebieden. Het heeft meerdere functies zoals verdikking, stabilisatie, waterretentie en filmvorming. In de voedingsindustrie kan CMC bijvoorbeeld worden gebruikt als verdikkingsmiddel, stabilisator en emulgator voor ijs, jam, yoghurt en andere producten; op farmaceutisch gebied wordt CMC gebruikt als bindmiddel, verdikkingsmiddel en stabilisator voor medicijnen; in de textiel- en papierindustrie wordt CMC gebruikt als slurryadditief en oppervlaktelijmmiddel om de kwaliteit en stabiliteit van het product te verbeteren.
(2) Natriumcarboxymethylcellulose (CMC-Na)
1. Basiseigenschappen
Natriumcarboxymethylcellulose (CMC-Na) is de natriumzoutvorm van carboxymethylcellulose. Vergeleken met CMC heeft CMC-Na een betere wateroplosbaarheid. De basisstructuur is dat de carboxylmethylgroepen in CMC gedeeltelijk of volledig worden omgezet in hun natriumzouten, dat wil zeggen dat de waterstofatomen op de carboxylmethylgroepen worden vervangen door natriumionen (Na⁺). CMC-Na is meestal een wit of lichtgeel poeder of korreltje, gemakkelijk oplosbaar in water en vormt een stroperige, transparante oplossing.
2. Bereidingswijze
De bereidingswijze van CMC-Na is vergelijkbaar met die van CMC en de belangrijkste stappen zijn:
Alkalinisatiereactie: cellulose wordt alkalisch gemaakt met behulp van natriumhydroxide (NaOH).
Veretheringsreactie: Gealkaliseerde cellulose wordt gereageerd met chloorazijnzuur (ClCH₂COOH) om CMC te produceren.
Natriumisatiereactie: CMC wordt omgezet in zijn natriumzoutvorm door neutralisatiereactie in waterige oplossing.
Bij dit proces is het noodzakelijk om aandacht te besteden aan het beheersen van de reactieomstandigheden, zoals pH en temperatuur, om CMC-Na-producten met optimale prestaties te verkrijgen.
3. Toepassingsgebieden
De toepassingsgebieden van CMC-Na zijn zeer breed en bestrijken vele industrieën, zoals voeding, medicijnen, dagelijkse chemicaliën en aardolie. In de voedingsindustrie is CMC-Na een belangrijk verdikkingsmiddel, stabilisator en emulgator en wordt het veel gebruikt in zuivelproducten, sappen, specerijen, enz. Op farmaceutisch gebied wordt CMC-Na gebruikt als lijm, gel en smeermiddel voor tabletten. . In de dagelijkse chemische industrie wordt CMC-Na gebruikt in producten zoals tandpasta, shampoo en conditioner, en heeft het goede verdikkende en stabiliserende effecten. Bovendien wordt CMC-Na bij olieboringen gebruikt als verdikkingsmiddel en reologieregulator voor boorspoeling, wat de vloeibaarheid en stabiliteit van de spoeling kan verbeteren.
(3) Het verschil en verband tussen CMC en CMC-Na
1. Structuur en eigenschappen
Het belangrijkste verschil tussen CMC en CMC-Na in moleculaire structuur is dat de carboxylmethylgroep van CMC-Na gedeeltelijk of volledig bestaat in de vorm van natriumzout. Dit structurele verschil zorgt ervoor dat CMC-Na een hogere oplosbaarheid en betere stabiliteit in water vertoont. CMC is meestal gedeeltelijk of volledig gecarboxymethyleerde cellulose, terwijl CMC-Na de natriumzoutvorm van deze carboxymethylcellulose is.
2. Oplosbaarheid en toepassingen
CMC heeft een zekere oplosbaarheid in water, maar CMC-Na heeft een betere oplosbaarheid en kan een stabiele viskeuze oplossing in water vormen. Vanwege de betere wateroplosbaarheid en ionisatie-eigenschappen vertoont CMC-Na in veel toepassingen betere prestaties dan CMC. In de voedingsindustrie wordt CMC-Na bijvoorbeeld veel gebruikt als verdikkingsmiddel en stabilisator vanwege de goede wateroplosbaarheid en hoge viscositeit, terwijl CMC vaker wordt gebruikt in toepassingen waarvoor geen hoge wateroplosbaarheid vereist is.
3. Voorbereidingsproces
Hoewel de bereidingsprocessen van de twee grofweg vergelijkbaar zijn, is het eindproduct van de CMC-productie carboxymethylcellulose, terwijl CMC-Na carboxymethylcellulose verder omzet in zijn natriumzoutvorm via een neutralisatiereactie tijdens het productieproces. Deze conversie geeft CMC-Na betere prestaties in sommige speciale toepassingen, zoals betere prestaties in toepassingen die wateroplosbaarheid en elektrolytstabiliteit vereisen.
Carboxymethylcellulose (CMC) en natriumcarboxymethylcellulose (CMC-Na) zijn twee cellulosederivaten met belangrijke industriële waarde. Hoewel ze qua structuur vergelijkbaar zijn, vertoont CMC-Na een hogere wateroplosbaarheid en stabiliteit als gevolg van de omzetting van sommige of alle carboxylgroepen in CMC-Na in natriumzout. Dit verschil zorgt ervoor dat CMC en CMC-Na hun eigen unieke voordelen en functies hebben in verschillende industriële toepassingen. Het begrijpen en correct toepassen van deze twee stoffen kan de productprestaties helpen optimaliseren en de productie-efficiëntie verbeteren op veel gebieden, zoals de voeding, de geneeskunde en de chemische industrie.
Posttijd: 17 juni 2024