Trong ngành hóa chất, CMC (Carboxymethyl Cellulose Natri) còn được gọi là CMC. CMC là một dẫn xuất cellulose quan trọng thu được bằng cách biến đổi cellulose tự nhiên về mặt hóa học. Cụ thể, cấu trúc phân tử của CMC là các nhóm carboxymethyl được đưa vào phân tử cellulose mang lại cho nó nhiều tính chất vật lý và hóa học mới nên được sử dụng rộng rãi trong hóa chất, thực phẩm, y học và các ngành công nghiệp khác.
1. Cấu trúc hóa học và tính chất của CMC
CMC là một hợp chất ete cellulose thu được từ phản ứng giữa cellulose và axit chloroacetic và đơn vị cấu trúc cơ bản của nó là vòng β-1,4-glucose. Không giống như cellulose tự nhiên, các nhóm carboxymethyl được đưa vào cấu trúc phân tử của CMC, cho phép nó tạo thành dung dịch keo nhớt trong nước. Trọng lượng phân tử của CMC có thể được điều chỉnh theo mức độ phản ứng và CMC có trọng lượng phân tử khác nhau cho thấy độ hòa tan và độ nhớt khác nhau trong ứng dụng. Độ hòa tan và độ nhớt của CMC bị ảnh hưởng bởi mức độ thay thế (nghĩa là số lượng nhóm thế trên phân tử xenlulo). CMC có mức độ thay thế cao thường có độ hòa tan trong nước và độ nhớt cao hơn. CMC có độ ổn định hóa học cao, có khả năng chịu được môi trường axit và kiềm nhất định, không độc hại và vô hại, đáp ứng các tiêu chuẩn về bảo vệ môi trường và sức khỏe.
2. Quy trình sản xuất CMC
Quy trình sản xuất CMC bao gồm ba bước: kiềm hóa, ether hóa và xử lý sau.
Kiềm hóa: Cellulose (thường từ nguyên liệu tự nhiên như bông và bột gỗ) được xử lý bằng natri hydroxit để tăng cường hoạt tính hydroxyl của cellulose, thuận lợi cho các phản ứng tiếp theo.
Quá trình Ether hóa: Natri chloroacetate được thêm vào cellulose đã được kiềm hóa và các nhóm carboxymethyl được đưa vào thông qua phản ứng chuyển cellulose thành carboxymethyl cellulose.
Xử lý sau: CMC tạo ra sau phản ứng được trung hòa, lọc, sấy khô và nghiền nhỏ để thu được các sản phẩm có thông số kỹ thuật khác nhau. Mức độ thay thế và trọng lượng phân tử của sản phẩm có thể được điều chỉnh bằng cách kiểm soát các điều kiện phản ứng, nồng độ nguyên liệu thô và thời gian phản ứng, để thu được các sản phẩm CMC có độ nhớt và đặc tính hòa tan khác nhau.
3. Đặc tính hoạt động của CMC
Là chất làm đặc, chất ổn định, chất tạo màng và chất kết dính hiệu quả cao, CMC có các đặc tính hiệu suất sau:
Độ hòa tan trong nước tốt: CMC dễ hòa tan trong nước và có thể tạo thành dung dịch keo trong suốt, quá trình hòa tan nhẹ nhàng và dễ vận hành.
Hiệu ứng làm đặc mạnh: CMC có thể làm tăng đáng kể độ nhớt của dung dịch ở nồng độ thấp hơn, điều này khiến nó có giá trị ứng dụng cao trong nhiều trường hợp cần có hiệu ứng làm đặc.
Tính ổn định: CMC có khả năng chịu axit, kiềm, ánh sáng, nhiệt, v.v. cao và có độ ổn định dung dịch tốt.
An toàn và không độc hại: CMC được sử dụng rộng rãi trong thực phẩm, y học và các ngành công nghiệp khác. Nó an toàn và không độc hại và thích hợp cho các vật liệu tiếp xúc trực tiếp hoặc gián tiếp với thực phẩm.
4. Lĩnh vực ứng dụng của CMC
Công nghiệp thực phẩm: CMC được sử dụng rộng rãi làm chất làm đặc, chất nhũ hóa, chất ổn định, v.v. trong ngành thực phẩm. Nó có thể được sử dụng trong kem, mứt, gia vị, đồ uống, các sản phẩm từ sữa, v.v. để cải thiện hiệu quả kết cấu, hương vị và độ ổn định của thực phẩm. Ví dụ, CMC như một chất làm đặc trong kem có thể ngăn chặn hiệu quả sự hình thành các tinh thể băng và làm cho hương vị kem mượt mà hơn.
Công nghiệp dược phẩm: Trong lĩnh vực dược phẩm, CMC có thể được sử dụng làm chất kết dính cho máy tính bảng, chất nền cho thuốc mỡ và chất làm đặc cho một số loại thuốc dạng lỏng. CMC cũng có đặc tính bám dính và tạo màng nhất định, có thể cải thiện tác dụng giải phóng có kiểm soát của thuốc và cải thiện độ ổn định và tốc độ hấp thu của thuốc.
Công nghiệp hóa chất hàng ngày: Trong mỹ phẩm và các sản phẩm chăm sóc cá nhân, CMC được sử dụng rộng rãi trong nước thơm, kem, dầu gội và các sản phẩm khác như chất làm đặc và chất ổn định. Khả năng hòa tan trong nước và tạo màng tốt của CMC giúp ổn định cấu trúc của mỹ phẩm và cải thiện độ mềm mại của sản phẩm.
Ngành dầu khí: CMC đóng vai trò là chất làm đặc và chất lọc trong dung dịch khoan, dung dịch bẻ gãy và bùn xi măng, giúp giảm hiệu quả nguy cơ thất thoát và tắc nghẽn chất lỏng trong quá trình khoan, đồng thời nâng cao hiệu quả và an toàn khoan.
Công nghiệp dệt và sản xuất giấy: CMC có thể được sử dụng làm chất định cỡ sợi, chất hoàn thiện dệt và phụ gia giấy trong lĩnh vực dệt và sản xuất giấy, có thể cải thiện độ bền của sợi và cải thiện khả năng chống nước và độ bền kéo của giấy.
5. Nhu cầu thị trường và triển vọng phát triển của CMC
Với sự phát triển nhanh chóng của nền kinh tế toàn cầu và tiến bộ công nghệ, nhu cầu thị trường về CMC ngày càng tăng. Đặc biệt trong ngành thực phẩm và dược phẩm, khi người tiêu dùng quan tâm nhiều hơn đến sức khỏe và sự an toàn, chất làm đặc tự nhiên và vô hại CMC đã dần thay thế một số hóa chất tổng hợp. Trong tương lai, nhu cầu về thị trường CMC dự kiến sẽ tiếp tục mở rộng, đặc biệt là trong triển vọng ứng dụng chất làm đặc thực phẩm, dung dịch khoan, chất mang giải phóng có kiểm soát thuốc, v.v.
Do nguồn nguyên liệu của CMC chủ yếu là cellulose tự nhiên nên quy trình sản xuất tương đối thân thiện với môi trường. Để phục vụ xu hướng phát triển của ngành hóa chất xanh, quy trình sản xuất CMC cũng không ngừng được cải tiến, như giảm phát thải ô nhiễm trong quá trình sản xuất, cải thiện việc sử dụng tài nguyên, v.v. và nỗ lực đưa sản xuất của CMC đạt được mục tiêu của sự phát triển bền vững.
Là một dẫn xuất cellulose quan trọng, natri carboxymethyl cellulose (CMC) đã được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp như hóa chất, thực phẩm, y học, hóa chất hàng ngày, dầu mỏ, dệt may và sản xuất giấy do khả năng hòa tan trong nước độc đáo, độ đặc và độ ổn định tốt. Với sự tiến bộ của công nghệ và nhu cầu thị trường ngày càng tăng, quy trình sản xuất và lĩnh vực ứng dụng của CMC không ngừng mở rộng và có tiềm năng phát triển quan trọng trong lĩnh vực công nghiệp hóa chất xanh và ứng dụng hiệu suất cao trong tương lai.
Thời gian đăng: Nov-01-2024