Какав је однос између ДС-а и молекуларне тежине натријум цмц

Натријум карбоксиметил целулоза (ЦМЦ) је свестрани полимер који је растворљив у води добијен из целулозе, природни полисахарид који се налази у биљним ћелијским зидовима. Широко се користи у разним индустријама, укључујући храну, фармацеутски производи, козметику, текстил и бушење нафте, због својих јединствених својстава и функционалности.

Структура и некретнине натријум ЦМЦ:

ЦМЦ се синтетише хемијским модификацијама целулозе, при чему се карбоксиметил групе (-ЦХ2-ЦООХ) уносе на окосницу целулозе кроз реакције етерификације или естерификације. Степен супституције (ДС) односи се на просјечни број карбоксиметилних група по јединици глукозе у ланцу целулозе. Вредности ДС обично се крећу од 0,2 до 1,5, у зависности од услова синтезе и жељених својстава ЦМЦ-а.

Молекулска тежина ЦМЦ односи се на просечну величину полимерних ланаца и може значајно да разликује у зависности од фактора као што су извор методе целулозе, методе синтезе и техника прочишћавања. Молекуларну тежину често карактеришу параметри попут молекуларне тежине броја (Мн), молекуларна тежина тежине (МВ) и молекуларна тежина вискозност (МВ).

Синтеза натријум ЦМЦ:

Синтеза ЦМЦ-а обично укључује реакцију целулозе са натријум хидроксидом (НаОХ) и хлорокатетске киселине (ЦЛЦХ2ЦООХ) или његову натријумову со (НаЦлцх2ЦООХ). Реакција се наставља кроз нуклеофилну супституцију, где хидроксилне групе (-ОХ) на окосници целулозе реагују са хлороацетил групама (-Цлцх2ЦООХ) како би формирали карбоксиметил групе (-ЦХ2-ЦООХ).

ДС ЦМЦ се може контролисати подешавањем моларног односа хлорооцетне киселине до целулозе, време реакције, температуре, пХ и остале параметре током синтезе. Веће вредности ДС обично се постижу са вишим концентрацијама хлороцетне киселине и дуже време реакције.

На молекуларну тежину ЦМЦ-а утичу различити фактори, укључујући молекулску материбу за материбу за материбу, степен деградације током синтезе, и степен полимеризације ЦМЦ ланаца. Различите методе синтезе и реакцијски услови могу резултирати ЦМЦ-ом са различитим молекуларним дистрибуцијама и просечним величинама.

Однос између ДС и молекуларне тежине:

Однос између степена супституције (ДС) и молекулске тежине натријум карбоксиметил целулозе (ЦМЦ) је сложен и под утицајем више фактора који се односе на синтезу, структуру и својстве и својства ЦМЦ-а.

1. Ефекат ДС на молекуларну тежину:
   • Веће вредности ДС углавном одговарају нижим молекуларним тежинама ЦМЦ-а. То је зато што веће вредности ДС указују на већи степен супституције карбоксиметилних група на целулозу, што доводи до краћих ланаца полимера и у просеку ниже молекуларне тежине у просеку.
   • Увођење карбоксиметилних група поремети комполекуларне водонично везивање између ланаца целулозних, што резултира ланцем и фрагментацијом током синтезе. Овај процес разградње може довести до смањења молекуларне тежине ЦМЦ-а, посебно на већим вредностима ДС и опсежнијим реакцијама.
   • Супротно томе, ниже вредности ДС-а повезане су са дужим полимерним ланцима и у просеку виши молекуларне тежине. То је зато што нижи степен замене резултирају мањим карбоксиметилним групама по јединици глукозе, омогућавајући дуже сегменте немодификованих ланаца целулозе да остану нетакнути.
2. Ефекат молекуларне тежине на ДС:
   • Молекулска тежина ЦМЦ-а може утицати на степен замене постигнуто током синтезе. Веће молекуларне тежине целулозе могу пружити реактивне локације за реакције карбоксиметилације, што омогућава да се виши степен замене постигне под одређеним условима.
   • Међутим, прекомерно високе молекулске тежине целулозе такође могу ометати доступност хидроксилних група за супституционе реакције, што доводи до непотпуне или неефикасне карбоксиметилације и доњих вредности ДС-а.
   • Поред тога, молекуларна тежина материва за почетни целулозни материјал може утицати на дистрибуцију ДС вредности у добијени ЦМЦ производ. Хетерогености у молекуларној тежини могу резултирати варијацијама у реактивности и ефикасности супституције током синтезе, што доводи до ширих распона ДС вредности у завршном ЦМЦ производу.

Утицај ДС и молекуларне тежине на својства ЦМЦ и апликације:

1. Рхеолошка својства:
   • Степен супституције (ДС) и молекуларна тежина ЦМЦ-а може утицати на његова реолошка својства, укључујући вискозност, чишћење понашања и стварања гела.
   • Веће вредности ДС-а углавном резултирају нижим вискозитетима и више псеудопластичног (смијешног стањивања) понашања због краћих полимерних ланаца и смањене молекуларне заплете.
   • Супротно томе, ниже вредности ДС и виши молекулске тежине имају тенденцију да повећају вискозност и побољшавају псеудопластично понашање ЦМЦ решења, што доводи до побољшаних својстава задебљавања и суспензије.
2. Растворљивост у води и понашање отицања:
   • ЦМЦ са већим вредностима ДС-а тежи да покаже већу растворљивост у води и брже хидратантне стопе услед веће концентрације хидрофилних карбоксиметилних група дуж полимерних ланаца.
   • Међутим, прекомерно високе вредности ДС-а такође могу резултирати смањеном растворљивошћу на води и повећано стварање гела, посебно у високим концентрацијама или у присуству мултивалентних катиона.
   • Молекулска тежина ЦМЦ-а може утицати на њено понашање отеклина и некретнина за задржавање воде. Веће молекуларне тежине углавном резултирају споријим хидратантним стопама и већим капацитетом за задржавање воде, који могу бити повољни у апликацијама које захтевају трајно ослобађање или контролу влаге.
3. Проперти за формирање филма и баријере:
   • ЦМЦ филмови формирани из решења или дисперзија показују своје просторије за заштиту од кисеоника, влаге и осталих гасова, чинећи их погодним за апликације за паковање и премазивање.
   • ДС и молекуларна тежина ЦМЦ-а могу утицати на механичку чврстоћу, флексибилност и пропусност добијених филмова. Веће вредности ДС-а и ниже молекуларне тежине могу довести до филмова са нижом затезном чврстоћом и већом пропустљивошћу због краћих полимерних ланаца и смањене интермолекуларне интеракције.
4. Апликације у разним индустријама:
   • ЦМЦ са различитим ДС вредностима и молекуларним утезима проналази апликације у разним индустријама, укључујући храну, фармацеутски производи, козметику, текстил и бушење нафте.
   • У прехрамбеној индустрији ЦМЦ се користи као згушњивач, стабилизатор и емулгатор у производима као што су умаци, прељеви и пића. Избор степена ЦМЦ-а зависи од жељене текстуре, уста и захтеве за стабилности коначног производа.
   • У фармацеутским формулацијама ЦМЦ служи као везиво, средство за неспорно и формирање филма у таблетама, капсулама и усменим суспензијама. ДС и молекуларна тежина ЦМЦ-а могу утицати на кинетику из пуштања лека, биорасположивост и усклађеност пацијената.
   • У козметичкој индустрији, ЦМЦ се користи у кремама, лосионима и производима за негу косе као згушњивач, стабилизатор и хидратантна кревета. Избор ЦМЦ разреда зависи од фактора као што су текстура, рашиљавост и сензорни атрибути.
   • У индустрији бушења нафте ЦМЦ се користи у бушилиштима течности као вискозификатор, средства за контролу течности и инхибитор Схале. ДС и молекуларна тежина ЦМЦ-а могу утицати на његове перформансе у одржавању добробити, контрола губитка течности и инхибирање отеклина глине.

Закључак:

Однос између степена супституције (ДС) и молекулске тежине натријум карбоксиметил целулозе (ЦМЦ) је сложен и под утицајем више фактора који се односе на синтезу, структуру и својстве и својства ЦМЦ-а. Веће вредности ДС углавном одговарају нижим молекуларним тежинама ЦМЦ-а, док нижи ДС вредности и виши молекулске тежине имају тенденцију да резултирају дужим полимерним ланцима и већим молекуларним тежинама у просеку. Разумевање овог односа је пресудно за оптимизацију својстава и перформанси ЦМЦ-а у различитим апликацијама широм индустрије, укључујући храну, фармацеутске лекове, козметике, текстил и бушење нафте. Потребни су даљи истраживачки и развојни напори да би се етактидирају основни механизми и оптимизовали синтезу и карактеризацију ЦМЦ-а са прилагођеним ДС и молекуларним дистрибуцијама за одређене апликације.