คาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส (CMC) เป็นตัวแทนของพอลิเมอร์ประเภทใด

Carboxymethyl cellulose (CMC) เป็นโพลีเมอร์ที่มีมูลค่าทางอุตสาหกรรมที่สำคัญ เป็นอีเทอร์เซลลูโลสประจุลบที่ละลายน้ำได้ซึ่งได้มาจากเซลลูโลสธรรมชาติ เซลลูโลสเป็นหนึ่งในโพลีเมอร์อินทรีย์ที่มีมากที่สุดในธรรมชาติ และเป็นส่วนประกอบหลักของผนังเซลล์พืช เซลลูโลสนั้นมีความสามารถในการละลายน้ำได้ต่ำ แต่ด้วยการดัดแปลงทางเคมี เซลลูโลสสามารถเปลี่ยนเป็นอนุพันธ์ที่มีความสามารถในการละลายน้ำได้ดี และ CMC ก็เป็นหนึ่งในนั้น

โครงสร้างโมเลกุลของ CMC นั้นได้มาจากการทำให้ส่วนไฮดรอกซิล (—OH) ของโมเลกุลเซลลูโลสเป็นอีเธอร์ด้วยกรดคลอโรอะซิติก (ClCH2COOH) เพื่อสร้างองค์ประกอบทดแทนคาร์บอกซีเมทิล (—CH2COOH) โครงสร้างของ CMC ยังคงโครงสร้างสายโซ่β-1,4-กลูโคสของเซลลูโลสไว้ แต่หมู่ไฮดรอกซิลบางส่วนในนั้นถูกแทนที่ด้วยหมู่คาร์บอกซีเมทิล ดังนั้น CMC ยังคงลักษณะสายโซ่โพลีเมอร์ของเซลลูโลสและมีการทำงานของกลุ่มคาร์บอกซีเมทิล

คุณสมบัติทางเคมีของซีเอ็มซี
CMC เป็นโพลีเมอร์ประจุลบ เนื่องจากหมู่คาร์บอกซิล (—CH2COOH) ในโครงสร้างของมันสามารถแตกตัวเป็นไอออนเพื่อสร้างประจุลบในสารละลายที่เป็นน้ำ CMC จึงสามารถสร้างสารละลายคอลลอยด์ที่เสถียรได้หลังจากละลายในน้ำ ความสามารถในการละลายน้ำและความสามารถในการละลายของ CMC ได้รับผลกระทบจากระดับการทดแทน (DS) และระดับการเกิดพอลิเมอไรเซชัน (DP) ระดับของการทดแทนหมายถึงจำนวนหมู่ไฮดรอกซิลที่ถูกแทนที่ด้วยหมู่คาร์บอกซิลในแต่ละหน่วยกลูโคส โดยทั่วไป ยิ่งระดับการทดแทนสูงเท่าใด ความสามารถในการละลายน้ำก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น นอกจากนี้ความสามารถในการละลายและความหนืดของ CMC ที่ค่า pH ต่างกันก็แตกต่างกันเช่นกัน โดยทั่วไปจะแสดงความสามารถในการละลายและความคงตัวได้ดีกว่าภายใต้สภาวะที่เป็นกลางหรือเป็นด่าง ในขณะที่ภายใต้สภาวะที่เป็นกรด ความสามารถในการละลายของ CMC จะลดลงและอาจเกิดการตกตะกอนด้วยซ้ำ

คุณสมบัติทางกายภาพของ CMC
ความหนืดของสารละลาย CMC เป็นหนึ่งในคุณสมบัติทางกายภาพที่สำคัญที่สุด ความหนืดเกี่ยวข้องกับหลายปัจจัย รวมถึงความเข้มข้นของสารละลาย ระดับของการทดแทน ระดับของการเกิดพอลิเมอไรเซชัน อุณหภูมิ และค่า pH ลักษณะความหนืดของ CMC ช่วยให้สามารถแสดงลักษณะการข้น การก่อเจล และการทำให้เสถียรในการใช้งานหลายประเภท ความหนืดของ CMC ยังมีลักษณะของการเฉือนบางลง กล่าวคือ ความหนืดจะลดลงภายใต้แรงเฉือนสูง ซึ่งทำให้ได้เปรียบในการใช้งานบางอย่างที่ต้องการความลื่นไหลสูง

พื้นที่การใช้งานของ CMC
เนื่องจากคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีที่เป็นเอกลักษณ์ CMC จึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในหลายสาขา ต่อไปนี้คือขอบเขตการใช้งานหลักบางส่วน:

อุตสาหกรรมอาหาร: CMC ใช้เป็นสารเพิ่มความข้น ความคงตัว และอิมัลซิไฟเออร์ในอุตสาหกรรมอาหาร สามารถปรับปรุงเนื้อสัมผัสและความคงตัวของอาหาร เช่น การใช้งานทั่วไปในไอศกรีม โยเกิร์ต เยลลี่ และซอส

อุตสาหกรรมยา: CMC ใช้เป็นสารเพิ่มปริมาณสำหรับยาและเป็นกาวสำหรับยาเม็ดในสาขาเภสัชกรรม นอกจากนี้ยังใช้เป็นมอยเจอร์ไรเซอร์และสารสร้างฟิล์มในการทำแผล

สารเคมีรายวัน: ในผลิตภัณฑ์ประจำวัน เช่น ยาสีฟัน แชมพู ผงซักฟอก ฯลฯ CMC จะถูกใช้เป็นสารเพิ่มความข้น สารแขวนลอย และสารทำให้คงตัว เพื่อช่วยให้ผลิตภัณฑ์รักษารูปลักษณ์และประสิทธิภาพที่ดี

การขุดเจาะน้ำมัน: CMC ใช้เป็นตัวเพิ่มความหนืดและสารกรองในของเหลวจากการขุดเจาะน้ำมัน ซึ่งสามารถปรับปรุงคุณสมบัติทางรีโอโลจีของของเหลวจากการขุดเจาะ และป้องกันการแทรกซึมของของเหลวจากการขุดเจาะมากเกินไป

อุตสาหกรรมสิ่งทอและการผลิตกระดาษ: ในอุตสาหกรรมสิ่งทอ CMC ใช้สำหรับเยื่อสิ่งทอและสารตกแต่งสำเร็จ ในขณะที่ในอุตสาหกรรมการผลิตกระดาษ จะใช้เป็นตัวแทนเสริมแรงและตัวแทนปรับขนาดสำหรับกระดาษเพื่อปรับปรุงความแข็งแรงและความเรียบของกระดาษ

การคุ้มครองสิ่งแวดล้อมและความปลอดภัย
CMC เป็นวัสดุที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมซึ่งสามารถย่อยสลายได้ด้วยจุลินทรีย์ในธรรมชาติ จึงไม่ก่อให้เกิดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อมในระยะยาว นอกจากนี้ CMC ยังมีความเป็นพิษต่ำและมีความปลอดภัยสูง และมีประวัติด้านความปลอดภัยที่ดีในการใช้งานด้านอาหารและยา อย่างไรก็ตาม เนื่องจากการผลิตและการใช้งานในปริมาณมาก จึงควรให้ความสำคัญกับการบำบัดของเสียทางเคมีที่อาจเกิดขึ้นระหว่างกระบวนการผลิต

Carboxymethyl cellulose (CMC) เป็นโพลีเมอร์ประจุลบที่ละลายน้ำได้หลากหลายตามหน้าที่ CMC ที่ได้จากการดัดแปลงทางเคมียังคงรักษาคุณสมบัติที่ดีเยี่ยมของเซลลูโลสธรรมชาติ ในขณะที่มีความสามารถในการละลายน้ำได้ดี รวมถึงคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีที่เป็นเอกลักษณ์ ด้วยการเพิ่มความหนา การก่อเจล ความคงตัว และฟังก์ชันอื่นๆ ทำให้ CMC ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น อาหาร ยา สารเคมีรายวัน การขุดเจาะน้ำมัน สิ่งทอ และการผลิตกระดาษ การปกป้องสิ่งแวดล้อมและความปลอดภัยยังทำให้เป็นสารเติมแต่งที่ต้องการในผลิตภัณฑ์หลายชนิด