Карбоксиметилцелюлоза (CMC) і натрієва сіль карбоксиметилцелюлоза (CMC-Na) є поширеними сполуками в хімічній та харчовій промисловості. Вони мають певні відмінності і зв'язки в структурі, продуктивності і використанні. У цій статті детально проаналізовано властивості, методи приготування, застосування та важливість цих двох речовин у різних сферах.
(1) Карбоксиметилцелюлоза (CMC)
1. Основні властивості
Карбоксиметилцелюлоза (КМЦ) є карбоксиметильованим похідним целюлози і є аніонним лінійним полісахаридом. Її основна структура полягає в тому, що деякі гідроксильні групи (-ОН) у молекулі целюлози замінюються карбоксиметильними групами (-CH₂-COOH), таким чином змінюючи розчинність і функціональні властивості целюлози. КМЦ зазвичай являє собою білий або злегка жовтий порошок, без запаху та смаку, нерозчинний в органічних розчинниках, але може поглинати воду з утворенням гелю.
2. Спосіб приготування
Підготовка CMC зазвичай включає наступні етапи:
Реакція підлужнення: змішайте целюлозу з гідроксидом натрію (NaOH), щоб перетворити гідроксильні групи целюлози на лужні солі.
Реакція етерифікації: підлужена целюлоза реагує з хлороцтовою кислотою (ClCH₂COOH) з утворенням карбоксиметилцелюлози та хлориду натрію (NaCl).
Цей процес зазвичай здійснюється у воді або розчині етанолу, а температура реакції контролюється між 60℃-80℃. Після завершення реакції кінцевий продукт CMC отримують шляхом промивання, фільтрування, сушіння та інших етапів.
3. Сфери застосування
CMC в основному використовується в харчовій промисловості, медицині, текстилі, виробництві паперу та інших галузях. Він виконує кілька функцій, таких як згущення, стабілізація, утримання води та утворення плівки. Наприклад, у харчовій промисловості КМЦ можна використовувати як загусник, стабілізатор і емульгатор для морозива, джему, йогурту та інших продуктів; у фармацевтичній сфері КМЦ використовується як сполучна, загусник і стабілізатор для ліків; У текстильній та паперовій промисловості КМЦ використовується як добавка до суспензії та агент для проклеювання поверхні для покращення якості та стабільності продукту.
(2) Натрій карбоксиметилцелюлоза (CMC-Na)
1. Основні властивості
Натрієва сіль карбоксиметилцелюлози (CMC-Na) є формою натрієвої солі карбоксиметилцелюлози. У порівнянні з CMC, CMC-Na має кращу розчинність у воді. Його основна структура полягає в тому, що карбоксиметильні групи в КМЦ частково або повністю перетворюються на їхні натрієві солі, тобто атоми водню на карбоксиметильних групах заміщуються іонами натрію (Na⁺). CMC-Na зазвичай являє собою білий або злегка жовтий порошок або гранули, легко розчинні у воді та утворюють в'язкий прозорий розчин.
2. Спосіб приготування
Спосіб приготування CMC-Na подібний до CMC, і основні кроки включають:
Реакція підлужнення: целюлозу підлужнюють гідроксидом натрію (NaOH).
Реакція етерифікації: підлужена целюлоза взаємодіє з хлороцтовою кислотою (ClCH₂COOH) для отримання CMC.
Реакція натріювання: CMC перетворюється у форму натрієвої солі шляхом реакції нейтралізації у водному розчині.
У цьому процесі необхідно звернути увагу на контроль умов реакції, таких як pH і температура, щоб отримати продукти CMC-Na з оптимальною продуктивністю.
3. Сфери застосування
Сфери застосування CMC-Na дуже широкі, охоплюючи багато галузей, таких як харчова, медицина, побутова хімія та нафтова промисловість. У харчовій промисловості CMC-Na є важливим загусником, стабілізатором і емульгатором і широко використовується в молочних продуктах, соках, приправах тощо. У фармацевтичній галузі CMC-Na використовується як клей, гель і мастило для таблеток. . У повсякденній хімічній промисловості CMC-Na використовується в таких продуктах, як зубна паста, шампунь і кондиціонер, і має хороший загущуючий і стабілізуючий ефект. Крім того, при бурінні нафтових свердловин CMC-Na використовується як загусник і регулятор реології бурового розчину, що може покращити текучість і стабільність розчину.
(3) Різниця та зв'язок між CMC та CMC-Na
1. Будова та властивості
Основна відмінність між CMC і CMC-Na в молекулярній структурі полягає в тому, що карбоксиметильна група CMC-Na існує частково або повністю у формі натрієвої солі. Ця структурна різниця робить CMC-Na демонструє вищу розчинність і кращу стабільність у воді. КМЦ зазвичай є частково або повністю карбоксиметильованою целюлозою, тоді як КМЦ-Na є формою натрієвої солі цієї карбоксиметилцелюлози.
2. Розчинність і використання
CMC має певну розчинність у воді, але CMC-Na має кращу розчинність і може утворювати стабільний в’язкий розчин у воді. Завдяки кращій розчинності у воді та іонізаційним характеристикам CMC-Na демонструє кращу продуктивність, ніж CMC, у багатьох застосуваннях. Наприклад, у харчовій промисловості КМЦ-Na широко використовується як загусник і стабілізатор завдяки його хорошій розчинності у воді та високій в'язкості, тоді як КМЦ частіше використовується в програмах, які не вимагають високої розчинності у воді.
3. Процес підготовки
Незважаючи на те, що процеси приготування цих двох речовин приблизно подібні, кінцевим продуктом виробництва CMC є карбоксиметилцелюлоза, тоді як CMC-Na додатково перетворює карбоксиметилцелюлозу в її натрієву сіль за допомогою реакції нейтралізації під час виробничого процесу. Це перетворення дає CMC-Na кращу продуктивність у деяких спеціальних застосуваннях, наприклад кращу продуктивність у застосуваннях, що вимагають розчинності у воді та стабільності електроліту.
Карбоксиметилцелюлоза (CMC) і натрій-карбоксиметилцелюлоза (CMC-Na) є двома похідними целюлози, що мають важливе промислове значення. Хоча вони подібні за структурою, CMC-Na демонструє вищу розчинність у воді та стабільність завдяки перетворенню деяких або всіх карбоксильних груп у CMC-Na у натрієву сіль. Завдяки цій відмінності CMC і CMC-Na мають власні унікальні переваги та функції в різних промислових застосуваннях. Розуміння та правильне застосування цих двох речовин може допомогти оптимізувати продуктивність продукції та підвищити ефективність виробництва в багатьох галузях, таких як харчова, медицина та хімічна промисловість.
Час публікації: 17 червня 2024 р