Властивості натрій-карбоксиметилцелюлози та фактори, що впливають на в'язкість КМЦ

Натрієва сіль карбоксиметилцелюлоза (CMC) — це полімер, який широко використовується в різних промислових цілях, зокрема в продуктах харчування, фармацевтиці, засобах особистої гігієни та миючих засобах. Це водорозчинна похідна целюлози, яка утворюється в результаті реакції целюлози з хлороцтовою кислотою та гідроксидом натрію. CMC дуже універсальний і має широкий спектр властивостей, які роблять його придатним для різних застосувань. У цій статті ми обговоримо властивості CMC і фактори, що впливають на її в'язкість.

Властивості CMC:

1. Розчинність: КМЦ добре розчиняється у воді, що полегшує обробку та використання в різних цілях. Він також може розчинятися в деяких органічних розчинниках, таких як етанол і гліцерин, залежно від ступеня його заміщення.
2. В'язкість: КМЦ є високов'язким полімером, який може утворювати гелі при високих концентраціях. На в'язкість CMC впливають різні фактори, такі як ступінь заміщення, концентрація, pH, температура та концентрація електроліту.
3. Реологія: CMC демонструє псевдопластичну поведінку, що означає, що її в'язкість зменшується зі збільшенням швидкості зсуву. Ця властивість корисна в програмах, де потрібна висока в’язкість під час обробки, але низька в’язкість потрібна під час нанесення.
4. Стабільність: КМЦ стабільна в широкому діапазоні рН і температурних умов. Він також стійкий до мікробного розкладання, що робить його придатним для використання в харчовій та фармацевтичній промисловості.
5. Плівкоутворювальні властивості: CMC може утворювати тонкі гнучкі плівки при висиханні. Ці плівки мають хороші бар'єрні властивості і можуть використовуватися як покриття для різних застосувань.

Фактори, що впливають на в'язкість CMC:

1. Ступінь заміщення (DS): Ступінь заміщення - це середня кількість карбоксиметильних груп на одиницю ангідроглюкози в молекулі целюлози. CMC з більш високим DS має більш високий ступінь заміщення, що призводить до більш високої в'язкості. Це пояснюється тим, що вищий DS призводить до появи більшої кількості карбоксиметильних груп, що збільшує кількість молекул води, зв’язаних із полімером.
2. Концентрація: в'язкість CMC зростає зі збільшенням концентрації. Це пояснюється тим, що при вищих концентраціях міститься більше полімерних ланцюгів, що призводить до вищого ступеня заплутування та збільшення в’язкості.
3. pH: На в'язкість CMC впливає pH розчину. При низькому pH КМЦ має вищу в’язкість, оскільки карбоксильні групи знаходяться в протонованій формі і можуть сильніше взаємодіяти з молекулами води. При високому рН CMC має нижчу в'язкість, оскільки карбоксильні групи знаходяться в депротонованій формі та менше взаємодіють з молекулами води.
4. Температура: в'язкість CMC зменшується з підвищенням температури. Це пояснюється тим, що при більш високих температурах полімерні ланцюги мають більше теплової енергії, що призводить до більш високого ступеня рухливості та зниження в'язкості.
5. Концентрація електроліту: на в’язкість CMC впливає присутність електролітів у розчині. При високій концентрації електроліту в'язкість КМЦ знижується, оскільки іони в розчині можуть взаємодіяти з карбоксильними групами полімеру і зменшувати їх взаємодію з молекулами води.

Підсумовуючи, можна сказати, що натрієва карбоксиметилцелюлоза (КМЦ) є дуже універсальним полімером, який демонструє широкий спектр властивостей, включаючи розчинність, в’язкість, реологію, стабільність і плівкоутворювальні властивості. На в'язкість CMC впливають різні фактори, такі як ступінь заміщення, концентрація, pH, температура та концентрація електроліту. Розуміння цих факторів є важливим для оптимізації продуктивності CMC у різних програмах.