Karboksimetil celuloza (CMC) in natrijeva karboksimetil celuloza (CMC-Na) sta pogosti spojini v kemični in prehrambeni industriji. Imajo določene razlike in povezave v strukturi, delovanju in uporabi. Ta članek bo podrobno analiziral lastnosti, načine priprave, uporabo in pomen obeh na različnih področjih.
(1) Karboksimetil celuloza (CMC)
1. Osnovne lastnosti
Karboksimetil celuloza (CMC) je karboksimetiliran derivat celuloze in je anionski linearni polisaharid. Njena osnovna struktura je, da so nekatere hidroksilne skupine (-OH) v molekuli celuloze zamenjane s karboksimetilnimi skupinami (-CH₂-COOH), s čimer se spremenijo topnost in funkcionalne lastnosti celuloze. CMC je na splošno bel do rahlo rumen prah, brez vonja in okusa, netopen v organskih topilih, vendar lahko absorbira vodo in tvori gel.
2. Način priprave
Priprava CMC običajno vključuje naslednje korake:
Reakcija alkalizacije: Zmešajte celulozo z natrijevim hidroksidom (NaOH), da pretvorite hidroksilne skupine v celulozi v alkalne soli.
Reakcija eterifikacije: Alkalizirana celuloza reagira s kloroocetno kislino (ClCH₂COOH), da nastane karboksimetil celuloza in natrijev klorid (NaCl).
Ta postopek se običajno izvaja v vodi ali raztopini etanola, reakcijska temperatura pa je nadzorovana med 60 ℃ in 80 ℃. Po končani reakciji dobimo končni produkt CMC s pranjem, filtriranjem, sušenjem in drugimi koraki.
3. Polja uporabe
CMC se uporablja predvsem v živilski industriji, medicini, tekstilu, papirništvu in na drugih področjih. Ima več funkcij, kot so zgoščevanje, stabilizacija, zadrževanje vode in tvorba filma. Na primer, v prehrambeni industriji se CMC lahko uporablja kot zgoščevalec, stabilizator in emulgator za sladoled, marmelado, jogurt in druge izdelke; na farmacevtskem področju se CMC uporablja kot vezivo, zgoščevalec in stabilizator za zdravila; v tekstilni in papirni industriji se CMC uporablja kot aditiv za gnojevko in sredstvo za površinsko lepljenje za izboljšanje kakovosti in stabilnosti izdelka.
(2) Natrijeva karboksimetil celuloza (CMC-Na)
1. Osnovne lastnosti
Natrijeva karboksimetil celuloza (CMC-Na) je oblika natrijeve soli karboksimetil celuloze. V primerjavi s CMC ima CMC-Na boljšo topnost v vodi. Njegova osnovna struktura je, da se karboksimetilne skupine v CMC delno ali v celoti pretvorijo v njihove natrijeve soli, kar pomeni, da se vodikovi atomi na karboksimetilnih skupinah zamenjajo z natrijevimi ioni (Na⁺). CMC-Na je običajno bel ali rahlo rumen prah ali zrnca, zlahka topen v vodi in tvori viskozno prozorno raztopino.
2. Način priprave
Metoda priprave CMC-Na je podobna kot pri CMC, glavni koraki pa vključujejo:
Reakcija alkalizacije: celulozo alkaliziramo z natrijevim hidroksidom (NaOH).
Reakcija eterifikacije: Alkalizirana celuloza reagira s kloroocetno kislino (ClCH₂COOH), da nastane CMC.
Reakcija natrijizacije: CMC se pretvori v obliko natrijeve soli z reakcijo nevtralizacije v vodni raztopini.
V tem procesu je treba paziti na nadzor reakcijskih pogojev, kot sta pH in temperatura, da dobimo izdelke CMC-Na z optimalno učinkovitostjo.
3. Polja uporabe
Področja uporabe CMC-Na so zelo široka in pokrivajo številne industrije, kot so hrana, medicina, dnevne kemikalije in nafta. V prehrambeni industriji je CMC-Na pomemben zgoščevalec, stabilizator in emulgator ter se pogosto uporablja v mlečnih izdelkih, sokovih, začimbah itd. Na farmacevtskem področju se CMC-Na uporablja kot lepilo, gel in mazivo za tablete. . V vsakodnevni kemični industriji se CMC-Na uporablja v izdelkih, kot so zobne paste, šamponi in balzami, ter ima dobre zgostitvene in stabilizirajoče učinke. Poleg tega se pri vrtanju nafte CMC-Na uporablja kot zgoščevalec in regulator reologije za vrtalno blato, kar lahko izboljša fluidnost in stabilnost blata.
(3) Razlika in povezava med CMC in CMC-Na
1. Zgradba in lastnosti
Glavna razlika med CMC in CMC-Na v molekularni strukturi je, da karboksimetilna skupina CMC-Na obstaja delno ali v celoti v obliki natrijeve soli. Zaradi te strukturne razlike je CMC-Na višja topnost in boljša stabilnost v vodi. CMC je običajno delno ali popolnoma karboksimetilirana celuloza, medtem ko je CMC-Na oblika natrijeve soli te karboksimetil celuloze.
2. Topnost in uporaba
CMC ima določeno topnost v vodi, vendar ima CMC-Na boljšo topnost in lahko tvori stabilno viskozno raztopino v vodi. Zaradi boljše topnosti v vodi in ionizacijskih lastnosti ima CMC-Na v številnih aplikacijah boljše delovanje kot CMC. Na primer, v živilski industriji se CMC-Na pogosto uporablja kot zgoščevalec in stabilizator zaradi svoje dobre topnosti v vodi in visoke viskoznosti, medtem ko se CMC pogosteje uporablja v aplikacijah, ki ne zahtevajo visoke topnosti v vodi.
3. Postopek priprave
Čeprav sta postopka priprave obeh približno podobna, je končni produkt proizvodnje CMC karboksimetil celuloza, medtem ko CMC-Na nadalje pretvori karboksimetil celulozo v njeno obliko natrijeve soli z reakcijo nevtralizacije med proizvodnim procesom. Ta pretvorba daje CMC-Na boljšo učinkovitost v nekaterih posebnih aplikacijah, kot je boljša učinkovitost v aplikacijah, ki zahtevajo topnost v vodi in stabilnost elektrolitov.
Karboksimetil celuloza (CMC) in natrijeva karboksimetil celuloza (CMC-Na) sta dva derivata celuloze s pomembno industrijsko vrednostjo. Čeprav sta si podobni po strukturi, CMC-Na kaže večjo topnost v vodi in stabilnost zaradi pretvorbe nekaterih ali vseh karboksilnih skupin v CMC-Na v natrijevo sol. Zaradi te razlike imata CMC in CMC-Na svoje edinstvene prednosti in funkcije v različnih industrijskih aplikacijah. Razumevanje in pravilna uporaba teh dveh snovi lahko pomaga optimizirati delovanje izdelka in izboljša učinkovitost proizvodnje na številnih področjih, kot so hrana, medicina in kemična industrija.
Čas objave: 17. junij 2024