Karboksymetylcellulose (CMC) er en polymer med viktig industriell verdi. Det er en vannløselig anionisk celluloseeter avledet fra naturlig cellulose. Cellulose er en av de mest tallrike organiske polymerene i naturen og er hovedkomponenten i plantecellevegger. Cellulose i seg selv har dårlig løselighet i vann, men gjennom kjemisk modifikasjon kan cellulose omdannes til derivater med god vannløselighet, og CMC er en av dem.
Den molekylære strukturen til CMC oppnås ved å foretre hydroksyldelen (—OH) av cellulosemolekylet med kloreddiksyre (ClCH2COOH) for å generere en karboksymetylsubstituent (—CH2COOH). Strukturen til CMC beholder β-1,4-glukosekjedestrukturen til cellulose, men noen av hydroksylgruppene i den er erstattet av karboksymetylgrupper. Derfor beholder CMC polymerkjedeegenskapene til cellulose og har funksjonaliteten til karboksymetylgruppen.
Kjemiske egenskaper til CMC
CMC er en anionisk polymer. Siden karboksylgruppen (—CH2COOH) i sin struktur kan ionisere for å generere negative ladninger i vandig løsning, kan CMC danne en stabil kolloidal løsning etter oppløsning i vann. Vannløseligheten og løseligheten til CMC påvirkes av substitusjonsgraden (DS) og polymerisasjonsgraden (DP). Substitusjonsgraden refererer til antall hydroksylgrupper erstattet av karboksylgrupper i hver glukoseenhet. Generelt, jo høyere substitusjonsgrad, jo bedre vannløselighet. I tillegg er løseligheten og viskositeten til CMC ved forskjellige pH-verdier også forskjellige. Generelt viser det bedre løselighet og stabilitet under nøytrale eller alkaliske forhold, mens under sure forhold vil løseligheten til CMC avta og kan til og med utfelles.
Fysiske egenskaper til CMC
Viskositeten til CMC-løsningen er en av dens viktigste fysiske egenskaper. Dens viskositet er relatert til mange faktorer, inkludert løsningskonsentrasjon, substitusjonsgrad, polymerisasjonsgrad, temperatur og pH-verdi. Denne viskositetsegenskapen til CMC gjør at den kan vise fortyknings-, gelerings- og stabiliserende effekter i mange bruksområder. Viskositeten til CMC har også egenskapene til skjærfortynning, det vil si at viskositeten vil avta under høy skjærkraft, noe som gjør den fordelaktig i visse applikasjoner som krever høy fluiditet.
Bruksområder for CMC
På grunn av sine unike fysiske og kjemiske egenskaper, er CMC mye brukt på mange felt. Her er noen av de viktigste bruksområdene:
Næringsmiddelindustri: CMC brukes som fortykningsmiddel, stabilisator og emulgator i næringsmiddelindustrien. Det kan forbedre matens tekstur og stabilitet, for eksempel vanlige bruksområder i iskrem, yoghurt, gelé og saus.
Farmasøytisk industri: CMC brukes som hjelpestoff for legemidler og lim for tabletter i det farmasøytiske området. Den brukes også som fuktighetskrem og filmdannende middel i sårbandasjer.
Daglige kjemikalier: I daglige produkter som tannkrem, sjampo, vaskemiddel, etc., brukes CMC som fortykningsmiddel, suspenderingsmiddel og stabilisator for å hjelpe produktet med å opprettholde et godt utseende og ytelse.
Oljeboring: CMC brukes som en viskositetsforsterker og filtreringsmiddel i oljeborevæsker, som kan forbedre de reologiske egenskapene til borevæsker og forhindre overdreven penetrering av borevæsker.
Tekstil- og papirindustri: I tekstilindustrien brukes CMC til tekstilmasse og etterbehandlingsmidler, mens det i papirindustrien brukes som forsterkningsmiddel og limingsmiddel for papir for å forbedre papirets styrke og glatthet.
Miljøvern og sikkerhet
CMC er et miljøvennlig materiale som kan brytes ned av mikroorganismer i naturen, så det vil ikke forårsake langvarig forurensning av miljøet. I tillegg har CMC lav toksisitet og høy sikkerhet, og har en god sikkerhetsrekord i mat- og farmasøytiske applikasjoner. Ikke desto mindre, på grunn av storskala produksjon og bruk, bør oppmerksomhet fortsatt rettes mot behandlingen av kjemisk avfall som kan genereres under produksjonsprosessen.
Karboksymetylcellulose (CMC) er en funksjonelt mangfoldig vannløselig anionisk polymer. CMC oppnådd ved kjemisk modifisering beholder de utmerkede egenskapene til naturlig cellulose samtidig som den har god vannløselighet og unike fysiske og kjemiske egenskaper. Med sin fortykning, gelering, stabilisering og andre funksjoner har CMC blitt mye brukt i mange bransjer som mat, medisin, daglige kjemikalier, oljeboring, tekstiler og papirproduksjon. Dens miljøvern og sikkerhet gjør det også til det foretrukne tilsetningsstoffet i mange produkter.
Innleggstid: 23. august 2024