Carboximetil celuloza (CMC) este un polimer cu valoare industrială importantă. Este un eter de celuloză anionic solubil în apă derivat din celuloză naturală. Celuloza este unul dintre cei mai abundenți polimeri organici din natură și este componenta principală a pereților celulelor vegetale. Celuloza în sine are o solubilitate slabă în apă, dar prin modificare chimică, celuloza poate fi transformată în derivați cu solubilitate bună în apă, iar CMC este unul dintre aceștia.
Structura moleculară a CMC este obținută prin eterificarea părții hidroxil (—OH) a moleculei de celuloză cu acid cloracetic (ClCH2COOH) pentru a genera un substituent carboximetil (—CH2COOH). Structura CMC păstrează structura lanțului β-1,4-glucoză al celulozei, dar unele dintre grupările hidroxil din aceasta sunt înlocuite cu grupări carboximetil. Prin urmare, CMC păstrează caracteristicile lanțului polimeric ale celulozei și are funcționalitatea grupării carboximetil.
Proprietățile chimice ale CMC
CMC este un polimer anionic. Deoarece grupa carboxil (—CH2COOH) din structura sa se poate ioniza pentru a genera sarcini negative în soluție apoasă, CMC poate forma o soluție coloidală stabilă după dizolvare în apă. Solubilitatea în apă și solubilitatea CMC sunt afectate de gradul său de substituție (DS) și gradul de polimerizare (DP). Gradul de substituție se referă la numărul de grupări hidroxil înlocuite cu grupări carboxil în fiecare unitate de glucoză. În general, cu cât gradul de substituție este mai mare, cu atât solubilitatea în apă este mai bună. În plus, solubilitatea și vâscozitatea CMC la diferite valori ale pH-ului sunt, de asemenea, diferite. În general, prezintă o solubilitate și stabilitate mai bune în condiții neutre sau alcaline, în timp ce în condiții acide, solubilitatea CMC va scădea și poate chiar precipita.
Proprietățile fizice ale CMC
Vâscozitatea soluției CMC este una dintre cele mai importante proprietăți fizice ale sale. Vâscozitatea sa este legată de mulți factori, inclusiv concentrația soluției, gradul de substituție, gradul de polimerizare, temperatura și valoarea pH-ului. Această caracteristică de vâscozitate a CMC îi permite să prezinte efecte de îngroșare, gelificare și stabilizare în multe aplicații. Vâscozitatea CMC are, de asemenea, caracteristicile subțierii prin forfecare, adică vâscozitatea va scădea sub forță de forfecare mare, ceea ce o face avantajoasă în anumite aplicații care necesită fluiditate ridicată.
Domenii de aplicare ale CMC
Datorită proprietăților sale fizice și chimice unice, CMC este utilizat pe scară largă în multe domenii. Iată câteva dintre principalele domenii de aplicare:
Industria alimentară: CMC este utilizat ca agent de îngroșare, stabilizator și emulgator în industria alimentară. Poate îmbunătăți textura și stabilitatea alimentelor, cum ar fi aplicațiile obișnuite în înghețată, iaurt, jeleu și sos.
Industria farmaceutică: CMC este utilizat ca excipient pentru medicamente și ca adeziv pentru tablete în domeniul farmaceutic. De asemenea, este folosit ca hidratant și agent filmogen în pansamentele pentru răni.
Substanțe chimice zilnice: În produsele de zi cu zi, cum ar fi pasta de dinți, șampon, detergent etc., CMC este utilizat ca îngroșător, agent de suspendare și stabilizator pentru a ajuta produsul să-și mențină un aspect și o performanță bune.
Foraj petrolier: CMC este utilizat ca amplificator de vâscozitate și agent de filtrare în fluidele de foraj petrolier, care poate îmbunătăți proprietățile reologice ale fluidelor de foraj și poate preveni penetrarea excesivă a fluidelor de foraj.
Industriile textilă și de fabricare a hârtiei: În industria textilă, CMC este utilizat pentru pastă textilă și agenți de finisare, în timp ce în industria de fabricare a hârtiei, este utilizat ca agent de întărire și agent de încalare pentru hârtie pentru a îmbunătăți rezistența și netezimea hârtiei.
Protecția mediului și siguranță
CMC este un material prietenos cu mediul care poate fi degradat de microorganismele din natură, astfel încât nu va cauza poluare pe termen lung a mediului. În plus, CMC are toxicitate scăzută și siguranță ridicată și are un record bun de siguranță în aplicații alimentare și farmaceutice. Cu toate acestea, datorită producției și aplicării sale pe scară largă, trebuie acordată în continuare atenție tratării deșeurilor chimice care pot fi generate în timpul procesului său de producție.
Carboximetil celuloza (CMC) este un polimer anionic solubil în apă divers din punct de vedere funcțional. CMC obținut prin modificare chimică păstrează proprietățile excelente ale celulozei naturale, având în același timp o bună solubilitate în apă și proprietăți fizice și chimice unice. Cu funcțiile sale de îngroșare, gelificare, stabilizare și alte funcții, CMC a fost utilizat pe scară largă în multe industrii, cum ar fi alimentația, medicina, produsele chimice zilnice, forarea petrolului, textilele și fabricarea hârtiei. Protecția mediului și siguranța acestuia îl fac, de asemenea, aditivul preferat în multe produse.
Ora postării: 23-aug-2024