Karboksimetil celuloza (CMC) je v vodi topen celulozni derivat, ki se široko uporablja v različnih industrijah, vključno s hrano, farmacevtskimi izdelki in osebno nego. Stopnja substitucije (DS) je pomemben parameter, ki vpliva na lastnosti CMC. V tem članku bomo obravnavali vpliv DS na kakovost karboksimetil celuloze.
Najprej je pomembno razumeti, kakšna je stopnja zamenjave. Stopnja substitucije se nanaša na število karboksimetilnih skupin na enoto glukoze v celulozni verigi. CMC se proizvaja z reakcijo celuloze z natrijevim monokloroacetatom in natrijevim hidroksidom. Med to reakcijo se hidroksilne skupine na celulozni verigi nadomestijo s karboksimetilnimi skupinami. Stopnjo substitucije je mogoče nadzorovati s spreminjanjem reakcijskih pogojev, kot so koncentracija natrijevega hidroksida in natrijevega monokloroacetata, reakcijski čas in temperatura.
DS CMC vpliva na njegove fizikalne in kemijske lastnosti, kot so topnost, viskoznost in toplotna stabilnost. CMC z nizkim DS ima višjo stopnjo kristaliničnosti in je manj topen v vodi kot CMC z visokim DS. To je zato, ker se karboksimetilne skupine v CMC z nizko DS nahajajo na površini celulozne verige, kar zmanjšuje njeno topnost v vodi. Nasprotno ima CMC z visokim DS bolj amorfno strukturo in je bolj topen v vodi kot CMC z nizkim DS.
Na viskoznost CMC vpliva tudi DS. CMC z nizkim DS ima nižjo viskoznost kot CMC z visokim DS. To je zato, ker so karboksimetilne skupine v CMC z nizkim DS bolj oddaljene, kar zmanjša interakcijo med celuloznimi verigami in zniža viskoznost. Nasprotno ima CMC z visokim DS večjo viskoznost, ker so karboksimetilne skupine bližje skupaj, kar poveča interakcijo med celuloznimi verigami in zviša viskoznost.
Poleg fizikalnih lastnosti DS CMC vpliva tudi na njegove kemijske lastnosti. CMC z nizkim DS je manj stabilen pri visokih temperaturah in vrednostih pH kot CMC z visokim DS. To je zato, ker so karboksimetilne skupine v CMC z nizkim DS bolj dovzetne za hidrolizo in lahko razpadejo v težkih pogojih. Nasprotno pa je CMC z visokim DS bolj stabilen pri visokih temperaturah in pH vrednostih, ker so karboksimetilne skupine tesneje vezane na celulozno verigo.
Čas objave: mar-10-2023