Karboxymetylcelulóza (CMC) a sodná soľ karboxymetylcelulózy (CMC-Na) sú bežné zlúčeniny v chemickom priemysle a potravinárskom priemysle. Majú určité rozdiely a súvislosti v štruktúre, výkone a použití. Tento článok podrobne analyzuje vlastnosti, metódy prípravy, aplikácie a význam týchto dvoch v rôznych oblastiach.
(1) Karboxymetylcelulóza (CMC)
1. Základné vlastnosti
Karboxymetylcelulóza (CMC) je karboxymetylovaný derivát celulózy a je to aniónový lineárny polysacharid. Jeho základná štruktúra spočíva v tom, že niektoré hydroxylové skupiny (-OH) v molekule celulózy sú nahradené karboxymetylovými skupinami (-CH2-COOH), čím sa mení rozpustnosť a funkčné vlastnosti celulózy. CMC je vo všeobecnosti biely až mierne žltý prášok, bez zápachu a chuti, nerozpustný v organických rozpúšťadlách, ale môže absorbovať vodu za vzniku gélu.
2. Spôsob prípravy
Príprava CMC zvyčajne zahŕňa nasledujúce kroky:
Alkalizačná reakcia: Zmiešajte celulózu s hydroxidom sodným (NaOH), aby ste premenili hydroxylové skupiny v celulóze na alkalické soli.
Eterifikačná reakcia: Alkalizovaná celulóza reaguje s kyselinou chlóroctovou (ClCH2COOH) za vzniku karboxymetylcelulózy a chloridu sodného (NaCl).
Tento proces sa zvyčajne vykonáva vo vode alebo etanolovom roztoku a reakčná teplota sa reguluje medzi 60 °C - 80 °C. Po dokončení reakcie sa konečný produkt CMC získa premytím, filtráciou, sušením a ďalšími krokmi.
3. Aplikačné polia
CMC sa používa najmä v potravinárskom priemysle, medicíne, textilnom, papierenskom a iných oblastiach. Má viacero funkcií, ako je zahusťovanie, stabilizácia, zadržiavanie vody a tvorba filmu. Napríklad v potravinárskom priemysle sa CMC môže použiť ako zahusťovadlo, stabilizátor a emulgátor pre zmrzlinu, džem, jogurt a iné produkty; vo farmaceutickej oblasti sa CMC používa ako spojivo, zahusťovadlo a stabilizátor liečiv; v textilnom a papierenskom priemysle sa CMC používa ako prísada do kalov a povrchové glejivo na zlepšenie kvality a stability produktu.
(2) Sodná soľ karboxymetylcelulózy (CMC-Na)
1. Základné vlastnosti
Sodná soľ karboxymetylcelulózy (CMC-Na) je forma sodnej soli karboxymetylcelulózy. V porovnaní s CMC má CMC-Na lepšiu rozpustnosť vo vode. Jeho základná štruktúra spočíva v tom, že karboxymetylové skupiny v CMC sú čiastočne alebo úplne prevedené na ich sodné soli, to znamená, že atómy vodíka na karboxymetylových skupinách sú nahradené iónmi sodíka (Na+). CMC-Na je zvyčajne biely alebo slabo žltý prášok alebo granule, ľahko rozpustný vo vode a tvorí viskózny priehľadný roztok.
2. Spôsob prípravy
Spôsob prípravy CMC-Na je podobný spôsobu prípravy CMC a hlavné kroky zahŕňajú:
Alkalizačná reakcia: celulóza sa alkalizuje pomocou hydroxidu sodného (NaOH).
Éterifikačná reakcia: Alkalizovaná celulóza reaguje s kyselinou chlóroctovou (ClCH2COOH) za vzniku CMC.
Sodiumizačná reakcia: CMC sa prevedie na formu sodnej soli neutralizáciou vo vodnom roztoku.
V tomto procese je potrebné venovať pozornosť riadeniu reakčných podmienok, ako je pH a teplota, aby sa získali produkty CMC-Na s optimálnym výkonom.
3. Aplikačné polia
Oblasti použitia CMC-Na sú veľmi široké a pokrývajú mnoho priemyselných odvetví, ako je potravinárstvo, medicína, denné chemikálie a ropa. V potravinárskom priemysle je CMC-Na dôležitým zahusťovadlom, stabilizátorom a emulgátorom a široko sa používa v mliečnych výrobkoch, džúsoch, koreninách atď. Vo farmaceutickej oblasti sa CMC-Na používa ako lepidlo, gél a lubrikant na tablety . V každodennom chemickom priemysle sa CMC-Na používa vo výrobkoch, ako sú zubné pasty, šampóny a kondicionéry, a má dobré zahusťovacie a stabilizačné účinky. Okrem toho sa pri ťažbe ropy CMC-Na používa ako zahusťovadlo a regulátor reológie pri vrtnom bahne, čo môže zlepšiť tekutosť a stabilitu bahna.
(3) Rozdiel a spojenie medzi CMC a CMC-Na
1. Štruktúra a vlastnosti
Hlavný rozdiel medzi CMC a CMC-Na v molekulárnej štruktúre je v tom, že karboxymetylová skupina CMC-Na existuje čiastočne alebo úplne vo forme sodnej soli. Tento štrukturálny rozdiel spôsobuje, že CMC-Na vykazuje vyššiu rozpustnosť a lepšiu stabilitu vo vode. CMC je zvyčajne čiastočne alebo úplne karboxymetylovaná celulóza, zatiaľ čo CMC-Na je forma sodnej soli tejto karboxymetylcelulózy.
2. Rozpustnosť a použitie
CMC má určitú rozpustnosť vo vode, ale CMC-Na má lepšiu rozpustnosť a môže tvoriť stabilný viskózny roztok vo vode. Vďaka svojej lepšej rozpustnosti vo vode a ionizačným vlastnostiam vykazuje CMC-Na v mnohých aplikáciách lepší výkon ako CMC. Napríklad v potravinárskom priemysle sa CMC-Na široko používa ako zahusťovadlo a stabilizátor vďaka svojej dobrej rozpustnosti vo vode a vysokej viskozite, zatiaľ čo CMC sa častejšie používa v aplikáciách, ktoré nevyžadujú vysokú rozpustnosť vo vode.
3. Proces prípravy
Aj keď sú tieto dva spôsoby prípravy približne podobné, konečným produktom výroby CMC je karboxymetylcelulóza, zatiaľ čo CMC-Na ďalej premieňa karboxymetylcelulózu na formu sodnej soli prostredníctvom neutralizačnej reakcie počas výrobného procesu. Táto konverzia dáva CMC-Na lepší výkon v niektorých špeciálnych aplikáciách, ako je napríklad lepší výkon v aplikáciách vyžadujúcich rozpustnosť vo vode a stabilitu elektrolytu.
Karboxymetylcelulóza (CMC) a sodná soľ karboxymetylcelulózy (CMC-Na) sú dva deriváty celulózy s dôležitou priemyselnou hodnotou. Hoci majú podobnú štruktúru, CMC-Na vykazuje vyššiu rozpustnosť vo vode a stabilitu v dôsledku konverzie niektorých alebo všetkých karboxylových skupín v CMC-Na na sodnú soľ. Tento rozdiel spôsobuje, že CMC a CMC-Na majú svoje vlastné jedinečné výhody a funkcie v rôznych priemyselných aplikáciách. Pochopenie a správne použitie týchto dvoch látok môže pomôcť optimalizovať výkonnosť produktu a zlepšiť efektivitu výroby v mnohých oblastiach, ako je potravinárstvo, medicína a chemický priemysel.
Čas odoslania: 17. júna 2024