Карбоксиметил целулоза (ЦМЦ) је полимер са важном индустријском вредношћу. То је етар ањонске целулозе растворљив у води добијен од природне целулозе. Целулоза је један од најзаступљенијих органских полимера у природи и главна је компонента зидова биљних ћелија. Сама целулоза има слабу растворљивост у води, али се хемијском модификацијом целулоза може трансформисати у деривате са добром растворљивошћу у води, а ЦМЦ је један од њих.
Молекуларна структура ЦМЦ се добија етерификацијом хидроксилног (—ОХ) дела молекула целулозе са хлоросирћетном киселином (ЦлЦХ2ЦООХ) да би се добио карбоксиметил супституент (—ЦХ2ЦООХ). Структура ЦМЦ задржава ланчану структуру β-1,4-глукозе целулозе, али неке од хидроксилних група у њој су замењене карбоксиметил групама. Стога, ЦМЦ задржава карактеристике полимерног ланца целулозе и има функционалност карбоксиметил групе.
Хемијска својства ЦМЦ
ЦМЦ је ањонски полимер. Пошто карбоксилна (—ЦХ2ЦООХ) група у својој структури може да јонизује да генерише негативна наелектрисања у воденом раствору, ЦМЦ може да формира стабилан колоидни раствор након растварања у води. На растворљивост у води и растворљивост ЦМЦ утичу његов степен супституције (ДС) и степен полимеризације (ДП). Степен супституције се односи на број хидроксилних група замењених карбоксилним групама у свакој јединици глукозе. Генерално, што је већи степен замене, то је боља растворљивост у води. Поред тога, растворљивост и вискозност ЦМЦ-а при различитим пХ вредностима су такође различити. Уопштено, показује бољу растворљивост и стабилност у неутралним или алкалним условима, док ће у киселим условима растворљивост ЦМЦ-а смањити, па чак и преципитирати.
Физичка својства ЦМЦ-а
Вискозитет ЦМЦ раствора је једно од његових најважнијих физичких особина. Његова вискозност је повезана са многим факторима, укључујући концентрацију раствора, степен супституције, степен полимеризације, температуру и пХ вредност. Ова карактеристика вискозитета ЦМЦ-а омогућава му да покаже ефекте згушњавања, желирања и стабилизације у многим применама. Вискозност ЦМЦ-а такође има карактеристике разређивања смицањем, односно, вискозност ће се смањити под великом силом смицања, што га чини погодним у одређеним апликацијама које захтевају високу флуидност.
Области примене ЦМЦ-а
Због својих јединствених физичких и хемијских својстава, ЦМЦ се широко користи у многим областима. Ево неких од главних области примене:
Прехрамбена индустрија: ЦМЦ се користи као згушњивач, стабилизатор и емулгатор у прехрамбеној индустрији. Може побољшати текстуру и стабилност хране, као што је уобичајена примена у сладоледу, јогурту, желеу и сосу.
Фармацеутска индустрија: ЦМЦ се користи као ексципијент за лекове и лепак за таблете у фармацеутској области. Такође се користи као хидратантно средство и средство за формирање филма у завојима за ране.
Дневне хемикалије: У свакодневним производима као што су паста за зубе, шампон, детерџент, итд., ЦМЦ се користи као згушњивач, средство за суспензију и стабилизатор како би помогао производу да одржи добар изглед и перформансе.
Бушење уља: ЦМЦ се користи као појачивач вискозитета и средство за филтрирање у течностима за бушење нафте, што може побољшати реолошка својства течности за бушење и спречити прекомерно продирање течности за бушење.
Индустрија текстила и папира: У текстилној индустрији, ЦМЦ се користи за текстилну целулозу и средства за завршну обраду, док се у индустрији производње папира користи као средство за ојачавање и средство за димензионисање папира за побољшање чврстоће и глаткоће папира.
Заштита животне средине и безбедност
ЦМЦ је еколошки прихватљив материјал који микроорганизми у природи могу разградити, тако да неће узроковати дуготрајно загађење животне средине. Поред тога, ЦМЦ има ниску токсичност и високу безбедност, и има добру евиденцију о безбедности у прехрамбеној и фармацеутској примени. Ипак, због велике производње и примене, и даље треба обратити пажњу на третман хемијског отпада који може настати током његовог производног процеса.
Карбоксиметил целулоза (ЦМЦ) је функционално разнолик ањонски полимер растворљив у води. ЦМЦ добијен хемијском модификацијом задржава одлична својства природне целулозе док има добру растворљивост у води и јединствена физичка и хемијска својства. Са својим згушњавањем, гелирањем, стабилизацијом и другим функцијама, ЦМЦ се широко користи у многим индустријама као што су храна, медицина, дневне хемикалије, бушење нафте, текстил и производња папира. Његова заштита животне средине и безбедност га такође чине омиљеним додатком у многим производима.
Време поста: 23.08.2024