Na indústria química, o CMC (Carboximetilcelulose de Sódio) também é conhecido como CMC. O CMC é um importante derivado da celulose obtido pela modificação química da celulose natural. Especificamente, a estrutura molecular do CMC é que grupos carboximetil são introduzidos na molécula de celulose, o que lhe confere muitas novas propriedades físicas e químicas, por isso é amplamente utilizado nas indústrias química, alimentícia, médica e outras.
1. Estrutura química e propriedades do CMC
O CMC é um composto de éter de celulose obtido pela reação da celulose com o ácido cloroacético, e sua unidade estrutural básica é o anel β-1,4-glicose. Ao contrário da celulose natural, os grupos carboximetil são introduzidos na estrutura molecular do CMC, o que lhe permite formar uma solução coloidal viscosa em água. O peso molecular do CMC pode ser ajustado de acordo com o grau de reação, e CMCs de diferentes pesos moleculares apresentam diferentes solubilidade e viscosidade na aplicação. A solubilidade e a viscosidade do CMC são afetadas pelo grau de substituição (isto é, o número de substituintes na molécula de celulose). O CMC com alto grau de substituição geralmente apresenta maior solubilidade e viscosidade em água. O CMC possui alta estabilidade química, tem certa tolerância a ambientes ácidos e alcalinos, não é tóxico e inofensivo e atende aos padrões de proteção ambiental e de saúde.
2. Processo de produção CMC
O processo de produção do CMC inclui três etapas: alcalinização, eterificação e pós-tratamento.
Alcalinização: A celulose (geralmente de materiais naturais como algodão e polpa de madeira) é tratada com hidróxido de sódio para aumentar a atividade hidroxila da celulose, o que é conveniente para reações subsequentes.
Eterificação: Cloroacetato de sódio é adicionado à celulose alcalinizada e grupos carboximetila são introduzidos através da reação para converter a celulose em carboximetilcelulose.
Pós-tratamento: O CMC gerado pela reação é neutralizado, filtrado, seco e triturado para finalmente obter produtos de diferentes especificações. O grau de substituição e o peso molecular do produto podem ser ajustados controlando as condições de reação, concentração da matéria-prima e tempo de reação, de forma a obter produtos CMC com diferentes viscosidades e propriedades de solubilidade.
3. Características de desempenho do CMC
Como espessante, estabilizador, formador de filme e adesivo altamente eficiente, o CMC possui as seguintes características de desempenho:
Boa solubilidade em água: o CMC é facilmente solúvel em água e pode formar uma solução coloidal transparente, e o processo de dissolução é suave e fácil de operar.
Forte efeito espessante: O CMC pode aumentar significativamente a viscosidade da solução em uma concentração mais baixa, o que faz com que tenha alto valor de aplicação em muitas ocasiões onde são necessários efeitos espessantes.
Estabilidade: O CMC tem alta tolerância a ácidos, álcalis, luz, calor, etc., e tem boa estabilidade de solução.
Seguro e não tóxico: o CMC é amplamente utilizado em alimentos, medicamentos e outras indústrias. É seguro e não tóxico e adequado para materiais em contato direto ou indireto com alimentos.
4. Campos de aplicação do CMC
Indústria alimentícia: O CMC é amplamente utilizado como espessante, emulsificante, estabilizante, etc. Pode ser usado em sorvetes, geléias, condimentos, bebidas, laticínios, etc. para melhorar efetivamente a textura, o sabor e a estabilidade dos alimentos. Por exemplo, o CMC como espessante em sorvetes pode prevenir eficazmente a formação de cristais de gelo e tornar o sabor do sorvete mais suave.
Indústria farmacêutica: Na área farmacêutica, o CMC pode ser utilizado como adesivo para comprimidos, matriz para pomadas e espessante para alguns medicamentos líquidos. O CMC também possui certas propriedades de adesão e formação de filme, que podem melhorar o efeito de liberação controlada dos medicamentos e melhorar a estabilidade e a taxa de absorção dos medicamentos.
Indústria química diária: Em cosméticos e produtos de higiene pessoal, o CMC é amplamente utilizado em loções, cremes, xampus e outros produtos como espessante e estabilizante. A boa solubilidade em água e as propriedades de formação de filme do CMC permitem estabilizar a estrutura dos cosméticos e melhorar a suavidade do produto.
Indústria petrolífera: O CMC desempenha o papel de espessante e agente de filtração no fluido de perfuração, fluido de fraturamento e pasta de cimento, reduzindo efetivamente o risco de perda de líquido e bloqueio durante a perfuração e melhorando a eficiência e segurança da perfuração.
Indústria têxtil e de fabricação de papel: o CMC pode ser usado como agente de dimensionamento de fios, agente de acabamento têxtil e aditivo de papel nas áreas têxtil e de fabricação de papel, o que pode melhorar a resistência do fio e melhorar a resistência à água e à tração do papel.
5. Demanda de mercado e perspectivas de desenvolvimento da CMC
Com o rápido desenvolvimento da economia global e o avanço tecnológico, a demanda do mercado por CMC está crescendo. Especialmente nas indústrias alimentícia e farmacêutica, à medida que os consumidores prestam mais atenção à saúde e à segurança, o espessante natural e inofensivo CMC substituiu gradualmente alguns produtos químicos sintéticos. No futuro, espera-se que a demanda pelo mercado de CMC continue a se expandir, especialmente nas perspectivas de aplicação de espessantes de alimentos, fluidos de perfuração, transportadores de liberação controlada de medicamentos, etc.
Como a matéria-prima do CMC é principalmente a celulose natural, o processo de produção é relativamente ecologicamente correto. A fim de atender à tendência de desenvolvimento da indústria química verde, o processo de produção de CMC também está em constante melhoria, como reduzir as emissões de poluição no processo de produção, melhorar a utilização de recursos, etc., e se esforça para fazer com que a produção de CMC atinja a meta do desenvolvimento sustentável.
Como um importante derivado da celulose, a carboximetilcelulose sódica (CMC) tem sido amplamente utilizada em muitas indústrias, como química, alimentícia, médica, química diária, petróleo, têxtil e fabricação de papel devido à sua solubilidade única em água, espessamento e boa estabilidade. Com o avanço da tecnologia e o aumento da demanda do mercado, o processo de produção e os campos de aplicação do CMC estão em constante expansão, e tem importante potencial de desenvolvimento nas áreas da indústria química verde e aplicações de alto desempenho no futuro.
Horário da postagem: 01 de novembro de 2024