Карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ) и карбоксиметилцеллюлоза натрия (КМЦ-Na) являются распространенными соединениями в химической и пищевой промышленности. Они имеют определенные различия и связи в строении, исполнении и использовании. В этой статье будут подробно проанализированы свойства, методы приготовления, применение и важность этих двух веществ в разных областях.
(1) Карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ)
1. Основные свойства
Карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ) представляет собой карбоксиметилированное производное целлюлозы и представляет собой анионный линейный полисахарид. Его основная структура заключается в том, что некоторые гидроксильные группы (-OH) в молекуле целлюлозы заменяются карбоксиметильными группами (-CH2-COOH), тем самым изменяя растворимость и функциональные свойства целлюлозы. КМЦ обычно представляет собой порошок от белого до слегка желтого цвета, без запаха и вкуса, нерастворимый в органических растворителях, но может поглощать воду с образованием геля.
2. Способ приготовления
Подготовка КМЦ обычно включает в себя следующие этапы:
Реакция подщелачивания: смешайте целлюлозу с гидроксидом натрия (NaOH), чтобы превратить гидроксильные группы целлюлозы в щелочные соли.
Реакция этерификации: алкализированная целлюлоза реагирует с хлоруксусной кислотой (ClCH2COOH) с образованием карбоксиметилцеллюлозы и хлорида натрия (NaCl).
Этот процесс обычно проводится в воде или растворе этанола, а температура реакции поддерживается в пределах 60–80 ℃. После завершения реакции конечный продукт КМЦ получают посредством промывки, фильтрации, сушки и других стадий.
3. Области применения
КМЦ в основном используется в пищевой промышленности, медицине, текстильной, бумажной и других областях. Он выполняет множество функций, таких как утолщение, стабилизация, удержание воды и образование пленки. Например, в пищевой промышленности КМЦ можно использовать в качестве загустителя, стабилизатора и эмульгатора для мороженого, варенья, йогурта и других продуктов; в фармацевтической сфере КМЦ используется в качестве связующего, загустителя и стабилизатора лекарственных средств; в текстильной и бумажной промышленности КМЦ используется в качестве добавки к суспензиям и проклеивающего вещества для улучшения качества и стабильности продукта.
(2) Карбоксиметилцеллюлоза натрия (CMC-Na)
1. Основные свойства
Натрийкарбоксиметилцеллюлоза (CMC-Na) представляет собой натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы. По сравнению с КМЦ, КМЦ-Na имеет лучшую растворимость в воде. Его основная структура состоит в том, что карбоксилметильные группы в КМЦ частично или полностью превращаются в их натриевые соли, то есть атомы водорода карбоксилметильных групп замещаются ионами натрия (Na⁺). КМЦ-Na обычно представляет собой белый или слегка желтоватый порошок или гранулы, легко растворимые в воде и образующие вязкий прозрачный раствор.
2. Способ приготовления
Метод получения КМЦ-Na аналогичен методу получения КМЦ, и основные этапы включают:
Реакция подщелачивания: целлюлозу подщелачивают гидроксидом натрия (NaOH).
Реакция этерификации: алкализованную целлюлозу подвергают взаимодействию с хлоруксусной кислотой (ClCH2COOH) с получением КМЦ.
Реакция натриирования: КМЦ преобразуется в форму натриевой соли путем реакции нейтрализации в водном растворе.
В этом процессе необходимо уделять внимание контролю условий реакции, таких как pH и температура, для получения продуктов CMC-Na с оптимальными характеристиками.
3. Области применения
Области применения CMC-Na очень широки и охватывают многие отрасли промышленности, такие как пищевая, медицина, химическая промышленность и нефтяная промышленность. В пищевой промышленности CMC-Na является важным загустителем, стабилизатором и эмульгатором и широко используется в молочных продуктах, соках, приправах и т. д. В фармацевтической области CMC-Na используется в качестве клея, геля и смазки для таблеток. . В повседневной химической промышленности CMC-Na используется в таких продуктах, как зубная паста, шампунь и кондиционер, и обладает хорошим загущающим и стабилизирующим действием. Кроме того, при бурении нефтяных скважин КМЦ-Na используется в качестве загустителя и регулятора реологии бурового раствора, что может улучшить текучесть и стабильность раствора.
(3) Разница и связь между КМЦ и КМЦ-Na.
1. Структура и свойства
Основное различие между КМЦ и КМЦ-Na в молекулярной структуре заключается в том, что карбоксильная группа КМЦ-Na частично или полностью существует в форме натриевой соли. Это структурное различие позволяет CMC-Na проявлять более высокую растворимость и лучшую стабильность в воде. КМЦ обычно представляет собой частично или полностью карбоксиметилцеллюлозу, тогда как КМЦ-Na представляет собой форму натриевой соли этой карбоксиметилцеллюлозы.
2. Растворимость и использование.
КМЦ имеет определенную растворимость в воде, но КМЦ-Na имеет лучшую растворимость и может образовывать стабильный вязкий раствор в воде. Благодаря лучшей растворимости в воде и характеристикам ионизации CMC-Na демонстрирует лучшие характеристики, чем CMC, во многих применениях. Например, в пищевой промышленности КМЦ-Na широко используется в качестве загустителя и стабилизатора из-за его хорошей растворимости в воде и высокой вязкости, тогда как КМЦ чаще используется в приложениях, не требующих высокой растворимости в воде.
3. Процесс подготовки
Хотя процессы их получения примерно одинаковы, конечным продуктом производства КМЦ является карбоксиметилцеллюлоза, в то время как КМЦ-Na дополнительно преобразует карбоксиметилцеллюлозу в форму ее натриевой соли посредством реакции нейтрализации во время производственного процесса. Это преобразование дает CMC-Na лучшие характеристики в некоторых специальных приложениях, например, в приложениях, требующих растворимости в воде и стабильности электролита.
Карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ) и карбоксиметилцеллюлоза натрия (КМЦ-Na) представляют собой два производных целлюлозы, имеющие важное промышленное значение. Хотя они схожи по структуре, CMC-Na демонстрирует более высокую растворимость в воде и стабильность благодаря превращению некоторых или всех карбоксильных групп в CMC-Na в натриевую соль. Это различие делает CMC и CMC-Na уникальными преимуществами и функциями в различных промышленных применениях. Понимание и правильное применение этих двух веществ может помочь оптимизировать характеристики продукта и повысить эффективность производства во многих областях, таких как пищевая, медицинская и химическая промышленность.
Время публикации: 17 июня 2024 г.