Karboximetylcellulosa (CMC) är en polymer med viktigt industriellt värde. Det är en vattenlöslig anjonisk cellulosaeter som härrör från naturlig cellulosa. Cellulosa är en av de mest förekommande organiska polymererna i naturen och är huvudkomponenten i växtcellväggar. Cellulosa i sig har dålig löslighet i vatten, men genom kemisk modifiering kan cellulosa omvandlas till derivat med god vattenlöslighet och CMC är en av dem.
Den molekylära strukturen hos CMC erhålls genom att företra hydroxyl (—OH) delen av cellulosamolekylen med klorättiksyra (ClCH2COOH) för att generera en karboximetylsubstituent (—CH2COOH). Strukturen hos CMC bibehåller β-1,4-glukoskedjestrukturen hos cellulosa, men några av hydroxylgrupperna i den är ersatta av karboximetylgrupper. Därför behåller CMC polymerkedjeegenskaperna hos cellulosa och har karboximetylgruppens funktionalitet.
Kemiska egenskaper hos CMC
CMC är en anjonisk polymer. Eftersom karboxylgruppen (—CH2COOH) i sin struktur kan jonisera för att generera negativa laddningar i vattenlösning, kan CMC bilda en stabil kolloidal lösning efter upplösning i vatten. Vattenlösligheten och lösligheten för CMC påverkas av dess substitutionsgrad (DS) och grad av polymerisation (DP). Substitutionsgraden hänvisar till antalet hydroxylgrupper som ersatts av karboxylgrupper i varje glukosenhet. Generellt gäller att ju högre substitutionsgrad, desto bättre är vattenlösligheten. Dessutom är lösligheten och viskositeten för CMC vid olika pH-värden också olika. Generellt visar det bättre löslighet och stabilitet under neutrala eller alkaliska betingelser, medan under sura betingelser kommer lösligheten av CMC att minska och kan till och med falla ut.
Fysikaliska egenskaper hos CMC
Viskositeten hos CMC-lösning är en av dess viktigaste fysikaliska egenskaper. Dess viskositet är relaterad till många faktorer, inklusive lösningskoncentration, substitutionsgrad, polymerisationsgrad, temperatur och pH-värde. Denna viskositetsegenskap hos CMC gör att den kan visa förtjocknings-, gelnings- och stabiliserande effekter i många applikationer. Viskositeten för CMC har också egenskaperna för skjuvförtunning, det vill säga att viskositeten kommer att minska under hög skjuvkraft, vilket gör den fördelaktig i vissa applikationer som kräver hög fluiditet.
Användningsområden för CMC
På grund av dess unika fysikaliska och kemiska egenskaper används CMC i stor utsträckning inom många områden. Här är några av de viktigaste tillämpningsområdena:
Livsmedelsindustrin: CMC används som förtjockningsmedel, stabiliseringsmedel och emulgeringsmedel i livsmedelsindustrin. Det kan förbättra matens konsistens och stabilitet, såsom vanliga applikationer i glass, yoghurt, gelé och sås.
Läkemedelsindustrin: CMC används som hjälpämne för läkemedel och lim för tabletter inom läkemedelsområdet. Det används även som fuktighetskräm och filmbildande medel i sårförband.
Dagskemikalier: I dagliga produkter som tandkräm, schampo, tvättmedel etc. används CMC som förtjockningsmedel, suspenderingsmedel och stabilisator för att hjälpa produkten att bibehålla ett bra utseende och prestanda.
Oljeborrning: CMC används som viskositetsförstärkare och filtreringsmedel i oljeborrvätskor, vilket kan förbättra de reologiska egenskaperna hos borrvätskor och förhindra överdriven penetration av borrvätskor.
Textil- och pappersindustrin: Inom textilindustrin används CMC för textilmassa och efterbehandlingsmedel, medan det i pappersindustrin används som förstärkningsmedel och limningsmedel för papper för att förbättra papperets styrka och jämnhet.
Miljöskydd och säkerhet
CMC är ett miljövänligt material som kan brytas ned av mikroorganismer i naturen, så det kommer inte att orsaka långvarig förorening av miljön. Dessutom har CMC låg toxicitet och hög säkerhet, och har en bra säkerhetsrecord inom livsmedels- och läkemedelstillämpningar. På grund av dess storskaliga produktion och tillämpning bör dock uppmärksamhet fortfarande ägnas åt behandlingen av kemiskt avfall som kan uppstå under tillverkningsprocessen.
Karboximetylcellulosa (CMC) är en funktionellt mångfaldig vattenlöslig anjonisk polymer. CMC erhållen genom kemisk modifiering behåller de utmärkta egenskaperna hos naturlig cellulosa samtidigt som den har god vattenlöslighet och unika fysikaliska och kemiska egenskaper. Med sina förtjocknings-, gelnings-, stabiliserings- och andra funktioner har CMC använts flitigt i många industrier som livsmedel, medicin, dagliga kemikalier, oljeborrning, textilier och papperstillverkning. Dess miljöskydd och säkerhet gör det också till den föredragna tillsatsen i många produkter.
Posttid: 2024-aug-23