Carboximetil celuloza (CMC) și carboximetil celuloza de sodiu (CMC-Na) sunt compuși comuni în industria chimică și în industria alimentară. Au anumite diferențe și conexiuni în structură, performanță și utilizare. Acest articol va analiza în detaliu proprietățile, metodele de preparare, aplicațiile și importanța celor două în domenii diferite.
(1) Carboximetil celuloză (CMC)
1. Proprietăți de bază
Carboximetil celuloza (CMC) este un derivat carboximetilat al celulozei și este o polizaharid liniar anionic. Structura sa de bază este că unele grupări hidroxil (-OH) din molecula de celuloză sunt înlocuite cu grupări carboximetil (-CH₂-COOH), modificând astfel solubilitatea și proprietățile funcționale ale celulozei. CMC este în general o pulbere albă până la ușor galbenă, inodoră și fără gust, insolubilă în solvenți organici, dar poate absorbi apa pentru a forma un gel.
2. Metoda de preparare
Pregătirea CMC include de obicei următorii pași:
Reacția de alcalinizare: Se amestecă celuloza cu hidroxid de sodiu (NaOH) pentru a transforma grupările hidroxil din celuloză în săruri alcaline.
Reacție de eterificare: Celuloza alcalinizată reacționează cu acidul cloracetic (ClCH₂COOH) pentru a genera carboximetil celuloză și clorură de sodiu (NaCl).
Acest proces este de obicei efectuat în apă sau soluție de etanol, iar temperatura de reacție este controlată între 60℃-80℃. După ce reacția este finalizată, produsul CMC final este obținut prin spălare, filtrare, uscare și alte etape.
3. Câmpuri de aplicare
CMC este utilizat în principal în industria alimentară, medicină, textile, fabricarea hârtiei și alte domenii. Are multiple funcții precum îngroșarea, stabilizarea, reținerea apei și formarea peliculei. De exemplu, în industria alimentară, CMC poate fi folosit ca îngroșător, stabilizator și emulgator pentru înghețată, dulceață, iaurt și alte produse; în domeniul farmaceutic, CMC este folosit ca liant, îngroșător și stabilizator pentru medicamente; în industria textilă și a hârtiei, CMC este utilizat ca aditiv pentru șlam și agent de dimensionare a suprafeței pentru a îmbunătăți calitatea și stabilitatea produsului.
(2) carboximetil celuloză de sodiu (CMC-Na)
1. Proprietăți de bază
Carboximetil celuloza de sodiu (CMC-Na) este forma de sare de sodiu a carboximetil celulozei. În comparație cu CMC, CMC-Na are o solubilitate mai bună în apă. Structura sa de bază este că grupările carboxilmetil din CMC sunt parțial sau complet transformate în sărurile lor de sodiu, adică atomii de hidrogen de pe grupările carboxilmetil sunt înlocuiți cu ioni de sodiu (Na⁺). CMC-Na este de obicei pulbere sau granule albe sau ușor galbene, ușor solubile în apă și formează o soluție vâscoasă transparentă.
2. Metoda de preparare
Metoda de preparare a CMC-Na este similară cu cea a CMC, iar pașii principali includ:
Reacția de alcalinizare: celuloza este alcalinizată folosind hidroxid de sodiu (NaOH).
Reacția de eterificare: Celuloza alcalinizată reacţionează cu acid cloracetic (ClCH₂COOH) pentru a produce CMC.
Reacția de sodizare: CMC este transformat în forma sa de sare de sodiu prin reacția de neutralizare în soluție apoasă.
În acest proces, este necesar să se acorde atenție controlului condițiilor de reacție, cum ar fi pH-ul și temperatura, pentru a obține produse CMC-Na cu performanțe optime.
3. Câmpuri de aplicare
Domeniile de aplicare ale CMC-Na sunt foarte largi, acoperind multe industrii, cum ar fi alimentația, medicina, produsele chimice de zi cu zi și petrolul. În industria alimentară, CMC-Na este un important agent de îngroșare, stabilizator și emulgator și este utilizat pe scară largă în produse lactate, sucuri, condimente etc. În domeniul farmaceutic, CMC-Na este folosit ca adeziv, gel și lubrifiant pentru tablete. . În industria chimică de zi cu zi, CMC-Na este utilizat în produse precum pasta de dinți, șampon și balsam și are efecte bune de îngroșare și stabilizare. În plus, în forajul petrolului, CMC-Na este folosit ca agent de îngroșare și regulator de reologie pentru noroiul de foraj, ceea ce poate îmbunătăți fluiditatea și stabilitatea noroiului.
(3) Diferența și legătura dintre CMC și CMC-Na
1. Structură și proprietăți
Principala diferență dintre CMC și CMC-Na în structura moleculară este că gruparea carboxilmetil a CMC-Na există parțial sau complet sub formă de sare de sodiu. Această diferență structurală face ca CMC-Na să prezinte o solubilitate mai mare și o stabilitate mai bună în apă. CMC este de obicei celuloză parțial sau complet carboximetilată, în timp ce CMC-Na este forma de sare de sodiu a acestei carboximetil celuloze.
2. Solubilitate și utilizări
CMC are o anumită solubilitate în apă, dar CMC-Na are o solubilitate mai bună și poate forma o soluție vâscoasă stabilă în apă. Datorită solubilității sale mai bune în apă și caracteristicilor de ionizare, CMC-Na prezintă performanțe mai bune decât CMC în multe aplicații. De exemplu, în industria alimentară, CMC-Na este utilizat pe scară largă ca agent de îngroșare și stabilizator datorită solubilității sale bune în apă și vâscozității ridicate, în timp ce CMC este mai des folosit în aplicații care nu necesită solubilitate ridicată în apă.
3. Procesul de pregătire
Deși procesele de preparare ale celor două sunt aproximativ similare, produsul final al producției de CMC este carboximetil celuloza, în timp ce CMC-Na transformă în continuare carboximetil celuloza în forma sa de sare de sodiu printr-o reacție de neutralizare în timpul procesului de producție. Această conversie oferă CMC-Na performanțe mai bune în unele aplicații speciale, cum ar fi performanțe mai bune în aplicații care necesită solubilitate în apă și stabilitate electrolitică.
Carboximetil celuloza (CMC) și carboximetil celuloza de sodiu (CMC-Na) sunt doi derivați de celuloză cu valoare industrială importantă. Deși sunt similare ca structură, CMC-Na prezintă o solubilitate și stabilitate mai mare în apă datorită conversiei unora sau a tuturor grupărilor carboxil din CMC-Na în sare de sodiu. Această diferență face ca CMC și CMC-Na să aibă propriile avantaje și funcții unice în diferite aplicații industriale. Înțelegerea și aplicarea corectă a acestor două substanțe poate ajuta la optimizarea performanței produsului și la îmbunătățirea eficienței producției în multe domenii, cum ar fi alimentația, medicina și industria chimică.
Ora postării: 17-jun-2024