В химической промышленности КМЦ (натрий карбоксиметилцеллюлоза) также называют КМЦ. КМЦ является важным производным целлюлозы, полученным путем химической модификации природной целлюлозы. В частности, молекулярная структура КМЦ такова, что в молекулу целлюлозы вводятся карбоксиметильные группы, что придает ей множество новых физических и химических свойств, поэтому она широко используется в химической, пищевой, медицинской и других отраслях промышленности.
1. Химическая структура и свойства КМЦ.
КМЦ представляет собой соединение эфира целлюлозы, полученное реакцией целлюлозы и хлоруксусной кислоты, а его основной структурной единицей является кольцо β-1,4-глюкозы. В отличие от природной целлюлозы, в молекулярную структуру КМЦ введены карбоксиметильные группы, что позволяет ей образовывать вязкий коллоидный раствор в воде. Молекулярную массу КМЦ можно регулировать в зависимости от степени реакции, а КМЦ с разной молекулярной массой демонстрируют разную растворимость и вязкость при применении. На растворимость и вязкость КМЦ влияет степень замещения (то есть количество заместителей в молекуле целлюлозы). КМЦ с высокой степенью замещения обычно имеет более высокую растворимость в воде и вязкость. КМЦ обладает высокой химической стабильностью, определенной толерантностью к кислотным и щелочным средам, нетоксичен и безвреден, соответствует стандартам охраны окружающей среды и здоровья.
2. Процесс производства КМЦ
Процесс производства КМЦ включает три этапа: подщелачивание, этерификация и последующая обработка.
Подщелачивание: Целлюлозу (обычно из натуральных материалов, таких как хлопок и древесная масса) обрабатывают гидроксидом натрия для повышения гидроксильной активности целлюлозы, что удобно для последующих реакций.
Этерификация: к подщелачиваемой целлюлозе добавляется хлорацетат натрия, и в ходе реакции вводятся карбоксиметильные группы для превращения целлюлозы в карбоксиметилцеллюлозу.
Последующая обработка: КМЦ, образующаяся в результате реакции, нейтрализуется, фильтруется, сушится и измельчается для окончательного получения продуктов различных характеристик. Степень замещения и молекулярную массу продукта можно регулировать, контролируя условия реакции, концентрацию сырья и время реакции, чтобы получить продукты КМЦ с различной вязкостью и растворимостью.
3. Эксплуатационные характеристики КМЦ
В качестве высокоэффективного загустителя, стабилизатора, пленкообразователя и клея КМЦ обладает следующими эксплуатационными характеристиками:
Хорошая растворимость в воде: КМЦ легко растворима в воде и может образовывать прозрачный коллоидный раствор, а процесс растворения является щадящим и простым в эксплуатации.
Сильный эффект загущения: КМЦ может значительно увеличить вязкость раствора при более низкой концентрации, что делает его очень полезным во многих случаях, когда требуется эффект загущения.
Стабильность: КМЦ обладает высокой устойчивостью к кислоте, щелочи, свету, теплу и т. д. и имеет хорошую стабильность раствора.
Безопасный и нетоксичный: КМЦ широко используется в пищевой, медицинской и других отраслях промышленности. Он безопасен и нетоксичен и подходит для материалов, прямо или косвенно контактирующих с пищевыми продуктами.
4. Области применения КМЦ
Пищевая промышленность: КМЦ широко используется в пищевой промышленности в качестве загустителя, эмульгатора, стабилизатора и т. д. Его можно использовать в мороженом, джеме, приправах, напитках, молочных продуктах и т. д. для эффективного улучшения текстуры, вкуса и стабильности пищевых продуктов. Например, КМЦ в качестве загустителя мороженого может эффективно предотвращать образование кристаллов льда и делать вкус мороженого более гладким.
Фармацевтическая промышленность. В фармацевтической сфере КМЦ можно использовать в качестве клея для таблеток, матрицы для мазей и загустителя для некоторых жидких лекарств. КМЦ также обладает определенными адгезионными и пленкообразующими свойствами, которые могут улучшить эффект контролируемого высвобождения лекарств, а также улучшить стабильность и скорость всасывания лекарств.
Повседневная химическая промышленность: в косметике и средствах личной гигиены КМЦ широко используется в лосьонах, кремах, шампунях и других продуктах в качестве загустителя и стабилизатора. Хорошая водорастворимость и пленкообразующие свойства КМЦ позволяют стабилизировать структуру косметики и улучшить ее мягкость.
Нефтяная промышленность: КМЦ играет роль загустителя и фильтрующего агента в буровом растворе, жидкости гидроразрыва и цементном растворе, эффективно снижая риск потери жидкости и закупорки во время бурения, а также повышая эффективность и безопасность бурения.
Текстильная и бумажная промышленность: КМЦ можно использовать в качестве проклеивающего вещества для пряжи, средства для отделки текстиля и добавки к бумаге в текстильной и бумажной промышленности, что может улучшить прочность пряжи, а также водостойкость и прочность бумаги на разрыв.
5. Рыночный спрос и перспективы развития КМЦ
С быстрым развитием мировой экономики и технологическим прогрессом рыночный спрос на КМЦ растет. Особенно в пищевой и фармацевтической промышленности, поскольку потребители уделяют больше внимания здоровью и безопасности, натуральный и безвредный загуститель КМЦ постепенно заменил некоторые синтетические химикаты. Ожидается, что в будущем спрос на рынок КМЦ будет продолжать расширяться, особенно в плане перспектив применения пищевых загустителей, буровых растворов, носителей с контролируемым высвобождением лекарств и т. д.
Поскольку источником сырья для КМЦ является в основном натуральная целлюлоза, процесс производства является относительно экологически чистым. Чтобы удовлетворить тенденцию развития экологически чистой химической промышленности, производственный процесс КМЦ также постоянно совершенствуется, например, сокращение выбросов загрязняющих веществ в производственном процессе, улучшение использования ресурсов и т. д., и мы стремимся к тому, чтобы производство КМЦ соответствовало цели. устойчивого развития.
Карбоксиметилцеллюлоза натрия (КМЦ) как важное производное целлюлозы широко используется во многих отраслях промышленности, таких как химическая, пищевая, медицинская, химическая, нефтяная, текстильная и бумажная, благодаря своей уникальной растворимости в воде, загущению и хорошей стабильности. С развитием технологий и увеличением рыночного спроса производственный процесс и области применения КМЦ постоянно расширяются, и в будущем он имеет важный потенциал развития в области экологически чистой химической промышленности и высокопроизводительных приложений.
Время публикации: 01 ноября 2024 г.