DS va natriy CMC ning molekulyar og'irligi o'rtasida qanday bog'liqlik bor

Natriy karboksimetil tsellyuloza (CMC) tsellyulozadan olingan ko'p qirrali suvda eruvchan polimer bo'lib, o'simlik hujayra devorlarida joylashgan tabiiy polisaxariddir. U o'zining noyob xususiyatlari va funktsional imkoniyatlari tufayli turli sohalarda, jumladan oziq-ovqat, farmatsevtika, kosmetika, to'qimachilik va neftni burg'ulashda keng qo'llaniladi.

Natriy CMC ning tuzilishi va xususiyatlari:

CMC tsellyulozaning kimyoviy modifikatsiyasi orqali sintezlanadi, bunda karboksimetil guruhlari (-CH2-COOH) eterifikatsiya yoki esterifikatsiya reaktsiyalari orqali tsellyuloza magistraliga kiritiladi. Almashtirish darajasi (DS) tsellyuloza zanjiridagi glyukoza birligiga karboksimetil guruhlarning o'rtacha sonini bildiradi. DS qiymatlari odatda CMC ning sintez shartlari va kerakli xususiyatlariga qarab 0,2 dan 1,5 gacha o'zgarib turadi.

CMC ning molekulyar og'irligi polimer zanjirlarining o'rtacha hajmini anglatadi va tsellyuloza manbai, sintez usuli, reaktsiya sharoitlari va tozalash usullari kabi omillarga qarab sezilarli darajada farq qilishi mumkin. Molekulyar og'irlik ko'pincha son-o'rtacha molekulyar og'irlik (Mn), vazn-o'rtacha molekulyar og'irlik (Mw) va yopishqoqlik-o'rtacha molekulyar og'irlik (Mv) kabi parametrlar bilan tavsiflanadi.

Natriy CMC sintezi:

CMC sintezi odatda tsellyulozaning natriy gidroksid (NaOH) va xloroasetik kislota (ClCH2COOH) yoki uning natriy tuzi (NaClCH2COOH) bilan reaksiyasini o'z ichiga oladi. Reaksiya nukleofil almashtirish orqali boradi, bu erda tsellyuloza magistralidagi gidroksil guruhlari (-OH) xloroatsetil guruhlari (-ClCH2COOH) bilan reaksiyaga kirishib, karboksimetil guruhlarini (-CH2-COOH) hosil qiladi.

CMC ning DS ni sintez paytida xloroasetik kislotaning tsellyulozaga molyar nisbati, reaksiya vaqti, harorat, pH va boshqa parametrlarni sozlash orqali boshqarish mumkin. Yuqori DS qiymatlariga odatda xloroasetik kislotaning yuqori konsentratsiyasi va uzoqroq reaktsiya vaqtlari bilan erishiladi.

CMC ning molekulyar og'irligiga turli omillar, jumladan, boshlang'ich tsellyuloza moddasining molekulyar og'irligi taqsimoti, sintez paytida parchalanish darajasi va CMC zanjirlarining polimerizatsiya darajasi ta'sir qiladi. Turli xil sintez usullari va reaktsiya sharoitlari turli xil molekulyar og'irlik taqsimotlari va o'rtacha o'lchamlarga ega bo'lgan CMCga olib kelishi mumkin.

DS va molekulyar og'irlik o'rtasidagi bog'liqlik:

Almashtirish darajasi (DS) va natriy karboksimetil tsellyuloza (CMC) ning molekulyar og'irligi o'rtasidagi bog'liqlik murakkab va CMC sintezi, tuzilishi va xususiyatlari bilan bog'liq ko'plab omillar ta'sir qiladi.

1. DS ning molekulyar vaznga ta'siri:
   • Yuqori DS qiymatlari odatda CMC ning quyi molekulyar og'irliklariga mos keladi. Buning sababi shundaki, yuqori DS qiymatlari karboksimetil guruhlarini tsellyuloza magistraliga ko'proq almashtirish darajasini ko'rsatadi, bu esa polimer zanjirlarining qisqarishiga va o'rtacha molekulyar og'irliklarning pasayishiga olib keladi.
   • Karboksimetil guruhlarning kiritilishi tsellyuloza zanjirlari orasidagi molekulalararo vodorod bog'lanishini buzadi, natijada sintez jarayonida zanjir parchalanadi va parchalanadi. Ushbu buzilish jarayoni CMC molekulyar og'irligining pasayishiga olib kelishi mumkin, ayniqsa yuqori DS qiymatlarida va kengroq reaktsiyalarda.
   • Aksincha, pastroq DS qiymatlari uzunroq polimer zanjirlari va o'rtacha yuqori molekulyar og'irliklar bilan bog'liq. Buning sababi shundaki, almashtirishning past darajalari glyukoza birligi uchun kamroq karboksimetil guruhlariga olib keladi, bu esa o'zgartirilmagan tsellyuloza zanjirlarining uzoqroq segmentlarini saqlab qolish imkonini beradi.
2. Molekulyar og'irlikning DSga ta'siri:
   • CMC ning molekulyar og'irligi sintez paytida erishilgan almashtirish darajasiga ta'sir qilishi mumkin. Tsellyulozaning yuqori molekulyar og'irliklari karboksimetillanish reaktsiyalari uchun ko'proq reaktiv joylarni ta'minlashi mumkin, bu esa ma'lum sharoitlarda yuqori darajadagi almashtirishga erishishga imkon beradi.
   • Biroq, tsellyulozaning haddan tashqari yuqori molekulyar og'irligi gidroksil guruhlarini almashtirish reaktsiyalari uchun kirishiga to'sqinlik qilishi mumkin, bu esa to'liq bo'lmagan yoki samarasiz karboksimetilatsiyaga va DS qiymatlarining pasayishiga olib keladi.
   • Bundan tashqari, boshlang'ich tsellyuloza materialining molekulyar og'irligi taqsimoti hosil bo'lgan CMC mahsulotida DS qiymatlarining taqsimlanishiga ta'sir qilishi mumkin. Molekulyar og'irlikdagi heterojenlik sintez jarayonida reaktivlik va almashtirish samaradorligining o'zgarishiga olib kelishi mumkin, bu esa yakuniy CMC mahsulotida DS qiymatlarining kengroq diapazoniga olib keladi.

DS va molekulyar og'irlikning CMC xususiyatlari va ilovalariga ta'siri:

1. Reologik xususiyatlari:
   • CMC ning almashinish darajasi (DS) va molekulyar og'irligi uning reologik xususiyatlariga, shu jumladan viskoziteye, kesishning yupqalash harakati va jel shakllanishiga ta'sir qilishi mumkin.
   • Yuqori DS qiymatlari odatda polimer zanjirlarining qisqarishi va molekulyar bog'lanishning kamayishi tufayli past viskozite va ko'proq psevdoplastik (kesish yupqalash) harakatiga olib keladi.
   • Aksincha, pastroq DS qiymatlari va yuqori molekulyar og'irliklar yopishqoqlikni oshiradi va CMC eritmalarining psevdoplastik harakatini kuchaytiradi, bu esa qalinlashuv va suspenziya xususiyatlarini yaxshilashga olib keladi.
2. Suvda eruvchanligi va shishish harakati:
   • Yuqori DS qiymatlariga ega bo'lgan CMC polimer zanjirlari bo'ylab hidrofilik karboksimetil guruhlarining yuqori konsentratsiyasi tufayli ko'proq suvda eruvchanlik va tezroq hidratsiya tezligini namoyish etadi.
   • Shu bilan birga, haddan tashqari yuqori DS qiymatlari, ayniqsa, yuqori konsentratsiyalarda yoki ko'p valentli kationlar mavjud bo'lganda, suvda eruvchanligining pasayishiga va gel shakllanishining oshishiga olib kelishi mumkin.
   • CMC ning molekulyar og'irligi uning shishishi va suvni ushlab turish xususiyatlariga ta'sir qilishi mumkin. Yuqori molekulyar og'irliklar, odatda, sekinroq hidratsiya tezligiga va ko'proq suvni ushlab turish qobiliyatiga olib keladi, bu esa doimiy bo'shatish yoki namlikni nazorat qilishni talab qiladigan ilovalarda foydali bo'lishi mumkin.
3. Filmni shakllantirish va to'siq xususiyatlari:
   • Eritmalardan yoki dispersiyalardan hosil bo'lgan CMC plyonkalari kislorod, namlik va boshqa gazlarga qarshi to'siq xususiyatlarini namoyish etadi, bu ularni qadoqlash va qoplash uchun mos qiladi.
   • CMC ning DS va molekulyar og'irligi hosil bo'lgan plyonkalarning mexanik kuchi, moslashuvchanligi va o'tkazuvchanligiga ta'sir qilishi mumkin. Yuqori DS qiymatlari va past molekulyar og'irliklar polimer zanjirlarining qisqarishi va molekulalararo o'zaro ta'sirlarning kamayishi tufayli pastroq kuchlanish va yuqori o'tkazuvchanlikka ega bo'lgan plyonkalarga olib kelishi mumkin.
4. Turli sohalardagi ilovalar:
   • Turli xil DS qiymatlari va molekulyar og'irliklarga ega CMC oziq-ovqat, farmatsevtika, kosmetika, to'qimachilik va neft burg'ulash kabi turli sohalarda qo'llanilishini topadi.
   • Oziq-ovqat sanoatida CMC soslar, choyshablar va ichimliklar kabi mahsulotlarda quyuqlashtiruvchi, stabilizator va emulsifikator sifatida ishlatiladi. CMC sinfini tanlash yakuniy mahsulotning kerakli tuzilishi, og'iz hissi va barqarorlik talablariga bog'liq.
   • Farmatsevtika formulalarida CMC planshetlar, kapsulalar va og'iz suspenziyalarida bog'lovchi, parchalanuvchi va kino hosil qiluvchi vosita sifatida xizmat qiladi. DS va CMC molekulyar og'irligi dori chiqarilish kinetikasi, bioavailability va bemorning muvofiqligiga ta'sir qilishi mumkin.
   • Kosmetika sanoatida CMC kremlar, losonlar va sochni parvarish qilish vositalarida qalinlashtiruvchi, stabilizator va namlovchi sifatida ishlatiladi. CMC darajasini tanlash tekstura, tarqalish qobiliyati va hissiy atributlar kabi omillarga bog'liq.
   • Neft burg'ulash sanoatida CMC burg'ulash suyuqliklarida viskozifikator, suyuqlik yo'qotilishini nazorat qiluvchi vosita va slanets inhibitori sifatida ishlatiladi. CMC ning DS va molekulyar og'irligi quduqning barqarorligini saqlash, suyuqlik yo'qotilishini nazorat qilish va gil shishishini oldini olishda uning ishlashiga ta'sir qilishi mumkin.

Xulosa:

Almashtirish darajasi (DS) va natriy karboksimetil tsellyuloza (CMC) ning molekulyar og'irligi o'rtasidagi bog'liqlik murakkab va CMC sintezi, tuzilishi va xususiyatlari bilan bog'liq ko'plab omillar ta'sir qiladi. Yuqori DS qiymatlari odatda CMC ning quyi molekulyar og'irliklariga to'g'ri keladi, pastroq DS qiymatlari va yuqori molekulyar og'irliklar esa polimer zanjirlarining uzunroq va o'rtacha yuqori molekulyar og'irliklarga olib keladi. Ushbu munosabatlarni tushunish oziq-ovqat, farmatsevtika, kosmetika, to'qimachilik va neft burg'ulash kabi turli sohalarda CMC xususiyatlarini va ishlashini optimallashtirish uchun juda muhimdir. Muayyan ilovalar uchun moslashtirilgan DS va molekulyar og'irlik taqsimoti bilan CMCning asosiy mexanizmlarini tushuntirish va sintezi va tavsifini optimallashtirish uchun qo'shimcha tadqiqot va ishlanmalar zarur.