A carboximetillelulose (CMC) e a carboximetilullelulose de sódio (CMC-NA) são compostos comuns na indústria química e na indústria de alimentos. Eles têm certas diferenças e conexões em estrutura, desempenho e uso. Este artigo analisará em detalhes as propriedades, métodos de preparação, aplicações e importância dos dois em diferentes campos.
(1) Carboximetillululose (CMC)
1. Propriedades básicas
A carboximetillelulose (CMC) é um derivado carboximetilado da celulose e é um polissacarídeo linear aniônico. Sua estrutura básica é que alguns grupos hidroxila (-OH) na molécula de celulose são substituídos por grupos carboximetil (-CH₂-cooh), alterando assim a solubilidade e as propriedades funcionais da celulose. O CMC é geralmente branco a levemente amarelo em pó, inodoro e insolúvel, insolúvel em solventes orgânicos, mas pode absorver a água para formar um gel.
2. Método de preparação
A preparação do CMC geralmente inclui as seguintes etapas:
Reação de alcalinização: misture celulose com hidróxido de sódio (NaOH) para converter os grupos hidroxila em celulose em sais alcalinos.
Reação de Etherificação: A celulose alcalizada reage com ácido cloroacético (clch₂cooh) para gerar carboximetillelulose e cloreto de sódio (NaCl).
Esse processo é geralmente realizado em solução de água ou etanol e a temperatura da reação é controlada entre 60 ℃ -80 ℃. Após a conclusão da reação, o produto CMC final é obtido através de lavagem, filtragem, secagem e outras etapas.
3. Campos de aplicação
O CMC é usado principalmente na indústria de alimentos, medicina, têxtil, fabricação de papel e outros campos. Possui várias funções, como espessamento, estabilização, retenção de água e formação de filmes. Por exemplo, na indústria de alimentos, o CMC pode ser usado como espessante, estabilizador e emulsificante para sorvete, geléia, iogurte e outros produtos; No campo farmacêutico, o CMC é usado como aglutinante, espessante e estabilizador para medicamentos; Nas indústrias têxteis e de fabricação de papel, o CMC é usado como um agente aditivo e de dimensionamento de superfície para melhorar a qualidade e a estabilidade do produto.
(2) Carboximetilcelulose de sódio (CMC-NA)
1. Propriedades básicas
A carboximetilcululose de sódio (CMC-NA) é a forma de sal de sódio da carboximetilulululose. Comparado com o CMC, o CMC-NA tem melhor solubilidade em água. Sua estrutura básica é que os grupos carboxilmetil no CMC são parcial ou completamente convertidos em seus sais de sódio, ou seja, os átomos de hidrogênio nos grupos carboxilmetil são substituídos por íons de sódio (Na⁺). O CMC-NA é geralmente branco ou levemente amarelo em pó ou grânulos, facilmente solúvel em água e forma uma solução transparente viscosa.
2. Método de preparação
O método de preparação do CMC-NA é semelhante ao do CMC, e as etapas principais incluem:
Reação de alcalinização: a celulose é alcalinizada usando hidróxido de sódio (NaOH).
Reação de Etherificação: A celulose alcalizada é reagida com ácido cloroacético (clch₂cooh) para produzir CMC.
Reação de sódio: o CMC é convertido em sua forma de sal de sódio por reação de neutralização em solução aquosa.
Nesse processo, é necessário prestar atenção ao controle das condições de reação, como pH e temperatura, para obter produtos CMC-NA com desempenho ideal.
3. Campos de aplicação
Os campos de aplicação do CMC-NA são muito amplos, cobrindo muitas indústrias como alimentos, medicina, produtos químicos diários e petróleo. Na indústria de alimentos, o CMC-NA é um espessante importante, estabilizador e emulsificante, e é amplamente utilizado em produtos lácteos, sucos, condimentos, etc. No campo farmacêutico, o CMC-NA é usado como adesivo, gel e lubrificante para tablets. Na indústria química diária, o CMC-NA é usado em produtos como creme dental, shampoo e condicionador e tem bons efeitos de espessamento e estabilização. Além disso, na perfuração de petróleo, o CMC-NA é usado como um espessante e regulador de reologia para a lama de perfuração, o que pode melhorar a fluidez e a estabilidade da lama.
(3) a diferença e a conexão entre CMC e CMC-NA
1. Estrutura e propriedades
A principal diferença entre CMC e CMC-NA na estrutura molecular é que o grupo carboxilmetil de CMC-NA existe parcial ou completamente na forma de sal de sódio. Essa diferença estrutural faz com que o CMC-NA mostre maior solubilidade e melhor estabilidade na água. O CMC geralmente é parcial ou completamente a celulose carboximetilada, enquanto o CMC-NA é a forma de sal de sódio dessa carboximetillululose.
2. Solubilidade e usos
O CMC tem uma certa solubilidade na água, mas o CMC-NA tem melhor solubilidade e pode formar uma solução viscosa estável na água. Devido à sua melhor solubilidade em água e características de ionização, o CMC-NA exibe melhor desempenho do que o CMC em muitas aplicações. Por exemplo, na indústria de alimentos, o CMC-NA é amplamente utilizado como espessante e estabilizador devido à sua boa solubilidade em água e alta viscosidade, enquanto o CMC é mais frequentemente usado em aplicações que não requerem alta solubilidade em água.
3. Processo de preparação
Embora os processos de preparação dos dois sejam aproximadamente semelhantes, o produto final da produção de CMC é carboximetillelulose, enquanto o CMC-NA converte ainda mais a carboximetillelululose em sua forma de sal de sódio através de uma reação de neutralização durante o processo de produção. Essa conversão oferece um melhor desempenho do CMC-NA em algumas aplicações especiais, como melhor desempenho em aplicações que requerem solubilidade de água e estabilidade de eletrólitos.
A carboximetillelulose (CMC) e a carboximetilullelulose de sódio (CMC-NA) são dois derivados de celulose com importante valor industrial. Embora tenham estrutura semelhante, o CMC-NA mostra maior solubilidade em água e estabilidade devido à conversão de alguns ou de todos os grupos carboxil no CMC-NA em sal de sódio. Essa diferença faz com que o CMC e o CMC-NA tenham suas próprias vantagens e funções únicas em diferentes aplicações industriais. Compreender e aplicar corretamente essas duas substâncias pode ajudar a otimizar o desempenho do produto e melhorar a eficiência da produção em muitos campos, como alimentos, medicina e indústria química.
Hora de postagem: Jun-17-2024