1. Krótkie wprowadzenie karboksymetylocelulozy
Nazwa angielska: Karboksymetyloceluloza
Skrót: CMC
Wzór cząsteczkowy jest zmienny: [C6H7O2(OH)2CH2COONa]n
Wygląd: biały lub jasnożółty włóknisty proszek.
Rozpuszczalność w wodzie: łatwo rozpuszczalny w wodzie, tworząc przezroczysty, lepki koloid, a roztwór jest obojętny lub lekko zasadowy.
Cechy: Wysokocząsteczkowy związek powierzchniowo czynnego koloidu, bezwonny, bez smaku i nietoksyczny.
Naturalna celuloza jest szeroko rozpowszechniona w przyrodzie i jest najobficiej występującym polisacharydem. Ale w produkcji celuloza zwykle występuje w postaci karboksymetylocelulozy sodowej, więc pełna nazwa powinna brzmieć karboksymetyloceluloza sodowa lub CMC-Na. Szeroko stosowane w przemyśle, budownictwie, medycynie, żywności, tekstyliach, ceramice i innych dziedzinach.
2. Technologia karboksymetylocelulozy
Technologia modyfikacji celulozy obejmuje: eteryfikację i estryfikację.
Transformacja karboksymetylocelulozy: reakcja karboksymetylacji w technologii eteryfikacji, celuloza jest karboksymetylowana w celu uzyskania karboksymetylocelulozy, zwanej CMC.
Funkcje wodnego roztworu karboksymetylocelulozy: zagęszczanie, błonotwórczość, wiązanie, zatrzymywanie wody, ochrona koloidowa, emulgowanie i zawieszanie.
3. Reakcja chemiczna karboksymetylocelulozy
Reakcja alkalizacji celulozy:
[C6H7O2(OH) 3]n + nNaOH → [C6H7O2(OH) 2ONa ]n + nH2O
Reakcja eteryfikacji kwasu monochlorooctowego po celulozie alkalicznej:
[C6H7O2(OH) 2ONa ]n + nClCH2COONa →[C6H7O2(OH) 2OCH2COONa ]n + nNaC
Zatem: wzór chemiczny wytwarzania karboksymetylocelulozy to: Cell-O-CH2-COONa NaCMC
Karboksymetyloceluloza sodowa(w skrócie NaCMC lub CMC) to rozpuszczalny w wodzie eter celulozy, który może sprawić, że lepkość najczęściej stosowanych roztworów wodnych będzie się wahać od kilku cP do kilku tysięcy cP.
4. Charakterystyka produktu karboksymetylocelulozy
1. Przechowywanie wodnego roztworu CMC: Jest stabilny w niskiej temperaturze lub świetle słonecznym, ale kwasowość i zasadowość roztworu zmieni się ze względu na zmiany temperatury. Pod wpływem promieni ultrafioletowych lub mikroorganizmów lepkość roztworu spadnie lub nawet ulegnie uszkodzeniu. Jeżeli wymagane jest długotrwałe przechowywanie, należy dodać odpowiedni środek konserwujący.
2. Metoda przygotowania wodnego roztworu CMC: najpierw należy równomiernie zwilżyć cząstki, co może znacznie zwiększyć szybkość rozpuszczania.
3. CMC jest higroskopijny i podczas przechowywania należy chronić go przed wilgocią.
4. Sole metali ciężkich, takich jak cynk, miedź, ołów, aluminium, srebro, żelazo, cyna i chrom, mogą powodować wytrącanie się CMC.
5. W roztworze wodnym o pH poniżej 2,5 następuje wytrącenie, które można odzyskać po zobojętnieniu przez dodanie zasady.
6. Chociaż sole takie jak wapń, magnez i sól kuchenna nie powodują wytrącania CMC, zmniejszają lepkość roztworu.
7. CMC jest kompatybilny z innymi rozpuszczalnymi w wodzie klejami, zmiękczaczami i żywicami.
8. Ze względu na różną obróbkę wygląd CMC może być drobnym proszkiem, gruboziarnistym lub włóknistym, co nie ma nic wspólnego z właściwościami fizycznymi i chemicznymi.
9. Sposób użycia proszku CMC jest prosty. Można go bezpośrednio dodawać i rozpuszczać w zimnej lub ciepłej wodzie o temperaturze 40-50°C.
5. Stopień podstawienia i rozpuszczalność karboksymetylocelulozy
Stopień podstawienia odnosi się do średniej liczby grup karboksymetylowych sodu przyłączonych do każdej jednostki celulozy; maksymalna wartość stopnia podstawienia wynosi 3, ale najbardziej przydatny w przemyśle jest NaCMC o stopniu podstawienia wahającym się od 0,5 do 1,2. Właściwości NaCMC o stopniu podstawienia 0,2-0,3 są zupełnie inne niż właściwości NaCMC o stopniu podstawienia 0,7-0,8. Ten pierwszy jest tylko częściowo rozpuszczalny w wodzie o pH 7, ale drugi jest całkowicie rozpuszczalny. Odwrotnie jest w przypadku warunków zasadowych.
6. Stopień polimeryzacji i lepkość karboksymetylocelulozy
Stopień polimeryzacji: odnosi się do długości łańcucha celulozy, która określa lepkość. Im dłuższy łańcuch celulozy, tym większa lepkość, tym większa jest lepkość roztworu NaCMC.
Lepkość: Roztwór NaCMC jest cieczą nienewtonowską i jego lepkość pozorna maleje wraz ze wzrostem siły ścinającej. Po zatrzymaniu mieszania lepkość wzrosła proporcjonalnie, aż pozostała stabilna. Oznacza to, że roztwór jest tiksotropowy.
7. Zakres zastosowań karboksymetylocelulozy
1. Przemysł budowlany i ceramiczny
(1) Powłoki architektoniczne: dobra dyspersja, równomierny rozkład powłoki; brak warstw, dobra stabilność; dobry efekt zagęszczania, regulowana lepkość powłoki.
(2) Przemysł ceramiczny: stosowany jako spoiwo puste w celu poprawy plastyczności gliny ceramicznej; trwałe szkliwo.
2. Przemysł piorący, kosmetyczny, tytoniowy, drukarski i farbiarski tekstyliów
(1) Pranie: Do detergentu dodaje się CMC, aby zapobiec ponownemu osadzaniu się wypranego brudu na tkaninie.
(2) Kosmetyki: zagęszczanie, dyspergowanie, zawieszanie, stabilizowanie itp. Korzystne jest pełne wykorzystanie różnych właściwości kosmetyków.
(3) Tytoń: CMC służy do łączenia arkuszy tytoniu, co może skutecznie wykorzystywać wióry i zmniejszać ilość surowych liści tytoniu.
(4) Tekstylia: Jako środek wykańczający tkaniny, CMC może zmniejszyć pomijanie przędzy i pękanie końcówek na krosnach szybkobieżnych.
(5) Drukowanie i barwienie: stosuje się go w paście drukarskiej, która może zwiększyć zdolność hydrofilową i penetrującą barwników, ujednolicić barwienie i zmniejszyć różnicę kolorów.
3. Przemysł cewek i prętów spawalniczych
(1) Cewki na komary: CMC stosuje się w cewkach na komary, aby zwiększyć wytrzymałość cewek na komary i zmniejszyć ich prawdopodobieństwo pękania i łamania.
(2) Elektroda: CMC jest stosowana jako środek szkliwny, dzięki czemu powłoka ceramiczna jest lepiej związana i uformowana, zapewnia lepszą skuteczność szczotkowania, a także ma właściwości wypalania w wysokich temperaturach.
4. Przemysł past do zębów
(1) CMC ma dobrą kompatybilność z różnymi surowcami w paście do zębów;
(2) Pasta jest delikatna, nie oddziela wody, nie odkleja się, nie gęstnieje i posiada bogatą pianę;
(3) Dobra stabilność i odpowiednia konsystencja, która może nadać paście do zębów dobry kształt, trwałość i szczególnie komfortowy smak;
(4) Odporny na zmiany temperatury, nawilżający i utrwalający zapach.
(5) Małe ścinanie i ogonowanie w puszkach.
5. Przemysł spożywczy
(1) Napoje kwaśne: Jako stabilizator, na przykład zapobiegający wytrącaniu się i rozwarstwianiu białek w jogurcie w wyniku agregacji; lepszy smak po rozpuszczeniu w wodzie; dobra jednorodność substytucji.
(2) Lody: Spraw, aby woda, tłuszcz, białko itp. utworzyły jednolitą, rozproszoną i stabilną mieszaninę, aby uniknąć kryształków lodu.
(3) Chleb i ciasto: CMC może kontrolować lepkość ciasta, poprawiać zatrzymywanie wilgoci i trwałość produktu.
(4) Makaron błyskawiczny: zwiększa wytrzymałość i odporność makaronu na gotowanie; ma dobrą plastyczność w ciastkach i naleśnikach, a powierzchnia ciasta jest gładka i niełatwa do złamania.
(5) Pasta błyskawiczna: jako baza gumy.
(6) CMC jest fizjologicznie obojętny i nie ma wartości opałowej. Dlatego można wytwarzać żywność niskokaloryczną.
6. Przemysł papierniczy
Do zaklejania papieru stosuje się CMC, dzięki czemu papier charakteryzuje się dużą gęstością, dobrą odpornością na przenikanie atramentu, wysokim zbieraniem wosku i gładkością. W procesie barwienia papieru pomaga kontrolować wałkowalność pasty kolorowej; może poprawić stan lepkości pomiędzy włóknami wewnątrz papieru, poprawiając w ten sposób wytrzymałość i odporność papieru na zginanie.
7. Przemysł naftowy
CMC jest używany do wierceń ropy i gazu, kopania studni i innych projektów.
8. Inne
Kleje do butów, kapeluszy, ołówków itp., pasty i barwniki do skóry, stabilizatory do gaśnic pianowych itp.
Czas publikacji: 04 stycznia 2023 r