Karboksymetylcellulose (CMC) og natriumkarboksymetylcellulose (CMC-Na) er vanlige forbindelser i kjemisk industri og næringsmiddelindustri. De har visse forskjeller og sammenhenger i struktur, ytelse og bruk. Denne artikkelen vil analysere i detalj egenskapene, forberedelsesmetoder, anvendelser og viktigheten av de to på forskjellige felt.
(1) Karboksymetylcellulose (CMC)
1. Grunnleggende egenskaper
Karboksymetylcellulose (CMC) er et karboksymetylert derivat av cellulose og er et anionisk lineært polysakkarid. Dens grunnleggende struktur er at noen hydroksylgrupper (-OH) i cellulosemolekylet erstattes av karboksymetylgrupper (-CH2-COOH), og endrer dermed løseligheten og funksjonelle egenskaper til cellulose. CMC er generelt hvitt til svakt gult pulver, lukt- og smakløst, uløselig i organiske løsemidler, men kan absorbere vann for å danne en gel.
2. Forberedelsesmetode
Forberedelsen av CMC inkluderer vanligvis følgende trinn:
Alkaliseringsreaksjon: Bland cellulose med natriumhydroksid (NaOH) for å omdanne hydroksylgruppene i cellulose til alkaliske salter.
Foretringsreaksjon: Alkalisert cellulose reagerer med kloreddiksyre (ClCH₂COOH) for å generere karboksymetylcellulose og natriumklorid (NaCl).
Denne prosessen utføres vanligvis i vann eller etanolløsning, og reaksjonstemperaturen kontrolleres mellom 60℃-80℃. Etter at reaksjonen er fullført, oppnås det endelige CMC-produktet gjennom vasking, filtrering, tørking og andre trinn.
3. Søknadsfelt
CMC brukes hovedsakelig i næringsmiddelindustrien, medisin, tekstil, papirproduksjon og andre felt. Den har flere funksjoner som fortykning, stabilisering, vannretensjon og filmdannelse. For eksempel, i næringsmiddelindustrien kan CMC brukes som fortykningsmiddel, stabilisator og emulgator for iskrem, syltetøy, yoghurt og andre produkter; i det farmasøytiske feltet brukes CMC som bindemiddel, fortykningsmiddel og stabilisator for legemidler; i tekstil- og papirindustrien brukes CMC som slurryadditiv og overflatelimingsmiddel for å forbedre kvaliteten og stabiliteten til produktet.
(2) Natriumkarboksymetylcellulose (CMC-Na)
1. Grunnleggende egenskaper
Natriumkarboksymetylcellulose (CMC-Na) er natriumsaltformen av karboksymetylcellulose. Sammenlignet med CMC har CMC-Na bedre vannløselighet. Dens grunnleggende struktur er at karboksylmetylgruppene i CMC blir delvis eller fullstendig omdannet til deres natriumsalter, det vil si at hydrogenatomene på karboksylmetylgruppene erstattes av natriumioner (Na⁺). CMC-Na er vanligvis hvitt eller svakt gult pulver eller granulat, lett løselig i vann, og danner en viskøs gjennomsiktig løsning.
2. Forberedelsesmetode
Forberedelsesmetoden til CMC-Na ligner på CMC, og hovedtrinnene inkluderer:
Alkaliseringsreaksjon: cellulose blir alkalisert ved bruk av natriumhydroksid (NaOH).
Foretringsreaksjon: Alkalisert cellulose omsettes med kloreddiksyre (ClCH₂COOH) for å produsere CMC.
Natriumiseringsreaksjon: CMC omdannes til sin natriumsaltform ved nøytraliseringsreaksjon i vandig løsning.
I denne prosessen er det nødvendig å være oppmerksom på å kontrollere reaksjonsbetingelsene, som pH og temperatur, for å oppnå CMC-Na-produkter med optimal ytelse.
3. Søknadsfelt
Bruksområdene til CMC-Na er svært brede, og dekker mange industrier som mat, medisin, daglige kjemikalier og petroleum. I næringsmiddelindustrien er CMC-Na et viktig fortykningsmiddel, stabilisator og emulgator, og er mye brukt i meieriprodukter, juice, krydder osv. På det farmasøytiske området brukes CMC-Na som lim, gel og smøremiddel for tabletter . I den daglige kjemiske industrien brukes CMC-Na i produkter som tannkrem, sjampo og balsam, og har god fortykkende og stabiliserende effekt. I tillegg, ved oljeboring, brukes CMC-Na som fortykningsmiddel og reologiregulator for boreslam, noe som kan forbedre slammets fluiditet og stabilitet.
(3) Forskjellen og sammenhengen mellom CMC og CMC-Na
1. Struktur og egenskaper
Hovedforskjellen mellom CMC og CMC-Na i molekylstruktur er at karboksylmetylgruppen til CMC-Na eksisterer delvis eller fullstendig i form av natriumsalt. Denne strukturelle forskjellen gjør at CMC-Na viser høyere løselighet og bedre stabilitet i vann. CMC er vanligvis delvis eller fullstendig karboksymetylert cellulose, mens CMC-Na er natriumsaltformen av denne karboksymetylcellulosen.
2. Løselighet og bruksområder
CMC har en viss løselighet i vann, men CMC-Na har bedre løselighet og kan danne en stabil viskøs løsning i vann. På grunn av sin bedre vannløselighet og ioniseringsegenskaper, viser CMC-Na bedre ytelse enn CMC i mange applikasjoner. For eksempel i næringsmiddelindustrien er CMC-Na mye brukt som fortykningsmiddel og stabilisator på grunn av sin gode vannløselighet og høye viskositet, mens CMC oftere brukes i applikasjoner som ikke krever høy vannløselighet.
3. Forberedelsesprosess
Selv om fremstillingsprosessene til de to er omtrent like, er sluttproduktet av CMC-produksjon karboksymetylcellulose, mens CMC-Na videre konverterer karboksymetylcellulose til natriumsaltformen gjennom en nøytraliseringsreaksjon under produksjonsprosessen. Denne konverteringen gir CMC-Na bedre ytelse i noen spesielle applikasjoner, for eksempel bedre ytelse i applikasjoner som krever vannløselighet og elektrolyttstabilitet.
Karboksymetylcellulose (CMC) og natriumkarboksymetylcellulose (CMC-Na) er to cellulosederivater med viktig industriell verdi. Selv om de er like i struktur, viser CMC-Na høyere vannløselighet og stabilitet på grunn av omdannelsen av noen eller alle karboksylgruppene i CMC-Na til natriumsalt. Denne forskjellen gjør at CMC og CMC-Na har sine egne unike fordeler og funksjoner i ulike industrielle applikasjoner. Forståelse og korrekt bruk av disse to stoffene kan bidra til å optimere produktytelsen og forbedre produksjonseffektiviteten på mange felt som mat, medisin og kjemisk industri.
Innleggstid: 17. juni 2024