A carboximetilcelulose (CMC) é um polímero com importante valor industrial. É um éter de celulose aniônico solúvel em água derivado da celulose natural. A celulose é um dos polímeros orgânicos mais abundantes na natureza e é o principal componente das paredes celulares das plantas. A celulose em si tem baixa solubilidade em água, mas por meio de modificação química a celulose pode ser transformada em derivados com boa solubilidade em água, e o CMC é um deles.
A estrutura molecular do CMC é obtida eterificando a parte hidroxila (—OH) da molécula de celulose com ácido cloroacético (ClCH2COOH) para gerar um substituinte carboximetil (—CH2COOH). A estrutura do CMC mantém a estrutura da cadeia β-1,4-glicose da celulose, mas alguns dos grupos hidroxila contidos nele são substituídos por grupos carboximetil. Portanto, o CMC mantém as características da cadeia polimérica da celulose e possui a funcionalidade do grupo carboximetil.
Propriedades químicas do CMC
CMC é um polímero aniônico. Como o grupo carboxila (—CH2COOH) em sua estrutura pode ionizar para gerar cargas negativas em solução aquosa, o CMC pode formar uma solução coloidal estável após ser dissolvido em água. A solubilidade em água e a solubilidade do CMC são afetadas pelo seu grau de substituição (DS) e grau de polimerização (DP). O grau de substituição refere-se ao número de grupos hidroxila substituídos por grupos carboxila em cada unidade de glicose. Geralmente, quanto maior o grau de substituição, melhor será a solubilidade em água. Além disso, a solubilidade e a viscosidade do CMC em diferentes valores de pH também são diferentes. Geralmente apresenta melhor solubilidade e estabilidade em condições neutras ou alcalinas, enquanto em condições ácidas a solubilidade do CMC diminuirá e poderá até precipitar.
Propriedades físicas do CMC
A viscosidade da solução CMC é uma de suas propriedades físicas mais importantes. Sua viscosidade está relacionada a muitos fatores, incluindo concentração da solução, grau de substituição, grau de polimerização, temperatura e valor de pH. Esta característica de viscosidade do CMC permite que ele apresente efeitos de espessamento, gelificação e estabilização em muitas aplicações. A viscosidade do CMC também possui características de afinamento por cisalhamento, ou seja, a viscosidade diminuirá sob alta força de cisalhamento, o que o torna vantajoso em certas aplicações que exigem alta fluidez.
Áreas de aplicação do CMC
Devido às suas propriedades físicas e químicas únicas, o CMC é amplamente utilizado em muitos campos. Aqui estão algumas das principais áreas de aplicação:
Indústria alimentícia: O CMC é utilizado como espessante, estabilizante e emulsificante na indústria alimentícia. Pode melhorar a textura e a estabilidade dos alimentos, como aplicações comuns em sorvetes, iogurtes, geleias e molhos.
Indústria farmacêutica: O CMC é utilizado como excipiente para medicamentos e adesivo para comprimidos na área farmacêutica. Também é usado como hidratante e agente formador de filme em curativos para feridas.
Produtos químicos diários: Em produtos de uso diário, como pasta de dente, xampu, detergente, etc., o CMC é usado como espessante, agente de suspensão e estabilizante para ajudar o produto a manter uma boa aparência e desempenho.
Perfuração de petróleo: o CMC é usado como intensificador de viscosidade e agente de filtração em fluidos de perfuração de petróleo, o que pode melhorar as propriedades reológicas dos fluidos de perfuração e evitar a penetração excessiva de fluidos de perfuração.
Indústrias têxteis e de fabricação de papel: Na indústria têxtil, o CMC é usado para pasta têxtil e agentes de acabamento, enquanto na indústria de fabricação de papel é usado como agente de reforço e agente de colagem de papel para melhorar a resistência e suavidade do papel.
Proteção ambiental e segurança
O CMC é um material ecologicamente correto que pode ser degradado por microorganismos na natureza, portanto não causará poluição ao meio ambiente a longo prazo. Além disso, o CMC possui baixa toxicidade e alta segurança, e possui um bom histórico de segurança em aplicações alimentícias e farmacêuticas. Porém, devido à sua produção e aplicação em larga escala, ainda deve ser dada atenção ao tratamento dos resíduos químicos que podem ser gerados durante o seu processo produtivo.
A carboximetilcelulose (CMC) é um polímero aniônico solúvel em água funcionalmente diverso. O CMC obtido por modificação química retém as excelentes propriedades da celulose natural, ao mesmo tempo que possui boa solubilidade em água e propriedades físicas e químicas únicas. Com suas funções de espessamento, gelificação, estabilização e outras funções, o CMC tem sido amplamente utilizado em muitas indústrias, como alimentos, medicamentos, produtos químicos diários, perfuração de petróleo, têxteis e fabricação de papel. A sua proteção ambiental e segurança também o tornam o aditivo preferido em muitos produtos.
Horário da postagem: 23 de agosto de 2024