ما هو كاربوكسي ميثيل السليلوز

يُحصَل على كربوكسي ميثيل السليلوز (CMC) بعد عملية كربوكسي ميثيل السليلوز. يتميز محلوله المائي بوظائف التكثيف، وتكوين طبقة رقيقة، والترابط، والاحتفاظ بالماء، وحماية الغرويات، والاستحلاب، والتعليق. ويُستخدم على نطاق واسع في صناعات البترول والأغذية والأدوية، وغيرها، والمنسوجات والورق، وهو من أهم إيثرات السليلوز. يُعد السليلوز الطبيعي أكثر السكريات انتشارًا ووفرة في الطبيعة، ومصادره غنية جدًا. تركز تقنية تعديل السليلوز الحالية بشكل رئيسي على الأثيرة والأسترة. ويُعتبر كربوكسي ميثيل السليلوز نوعًا من تقنيات الأثيرة.

الخصائص الفيزيائية

كربوكسي ميثيل سليلوز الصوديوم (CMC) هو إيثر سليلوز أنيوني، ذو شكل مسحوق ألياف متكتلة أبيض أو أصفر فاتح، أو مسحوق أبيض، عديم الرائحة والطعم، وغير سام؛ يذوب بسهولة في الماء البارد أو الساخن، مشكلاً محلولاً صافياً ذا لزوجة معينة. المحلول متعادل أو قلوي قليلاً، غير قابل للذوبان في الإيثانول، والإيثر، والأيزوبروبانول، والأسيتون، والمذيبات العضوية الأخرى، ويذوب في محلول إيثانول أو أسيتون يحتوي على 60% من الماء. إنه مقاوم للرطوبة، مستقر للضوء والحرارة، تنخفض اللزوجة مع زيادة درجة الحرارة، المحلول مستقر عند درجة الحموضة 2-10، درجة الحموضة أقل من 2، يوجد ترسب صلب، وتنخفض اللزوجة عندما تكون درجة الحموضة أعلى من 10. درجة حرارة تغير اللون هي 227 درجة مئوية، ودرجة حرارة الكربنة هي 252 درجة مئوية، والتوتر السطحي للمحلول المائي 2٪ هو 71mn / n.

الخصائص الكيميائية

يُحضّر من مشتقات السليلوز من بدائل الكربوكسي ميثيل، حيث يُعالج السليلوز بهيدروكسيد الصوديوم لتكوين السليلوز القلوي، ثم يُتفاعل مع حمض أحادي كلورو أسيتيك. تحتوي وحدة الجلوكوز التي تُكوّن السليلوز على 3 مجموعات هيدروكسيل قابلة للاستبدال، ما يُتيح الحصول على منتجات بدرجات استبدال مختلفة. في المتوسط، أُضيف 1 مليمول من الكربوكسي ميثيل لكل 1 غرام من الوزن الجاف، وهو غير قابل للذوبان في الماء والحمض المخفف، ولكن يُمكن تضخيمه واستخدامه في كروماتوغرافيا التبادل الأيوني. تبلغ قيمة pKa للكربوكسي ميثيل حوالي 4 في الماء النقي وحوالي 3.5 في 0.5 مول/لتر من كلوريد الصوديوم. وهو مبادل كاتيوني ضعيف الحموضة، ويُستخدم عادةً لفصل البروتينات المتعادلة والقاعدية عند درجة حموضة (pH) أكبر من 4. تُستبدل أكثر من 40% من مجموعات الهيدروكسيل بمجموعات الكربوكسي ميثيل، والتي يُمكن إذابتها في الماء لتكوين محلول غرواني مستقر عالي اللزوجة.

الغرض الرئيسي

كربوكسي ميثيل السليلوز (CMC) مسحوق أبيض مُركّز غير سام وعديم الرائحة، يتميز بأداء مستقر، وسهل الذوبان في الماء. محلوله المائي سائل لزج شفاف محايد أو قلوي، قابل للذوبان في أنواع أخرى من الغراء والراتنجات القابلة للذوبان في الماء، وغير قابل للذوبان في المذيبات العضوية مثل الإيثانول. يُستخدم CMC كمادة لاصقة، ومكثف، وعامل تعليق، ومستحلب، ومشتت، ومثبت، وعامل تحجيم، وغيرها.

كاربوكسي ميثيل السليلوز الصوديوم (CMC) هو المنتج ذو الإنتاج الأكبر والأكثر استخدامًا والأكثر ملاءمة بين إيثرات السليلوز، والمعروف باسم "غلوتامات أحادية الصوديوم الصناعية".

1. يتم استخدامه لحفر النفط والغاز الطبيعي وحفر الآبار والمشاريع الأخرى

① يمكن للطين المحتوي على CMC أن يجعل جدار البئر يشكل كعكة ترشيح رقيقة وصلبة ذات نفاذية منخفضة، مما يقلل من فقدان الماء.

② بعد إضافة CMC إلى الطين، يمكن لجهاز الحفر الحصول على قوة قص أولية منخفضة، بحيث يمكن للطين أن يطلق الغاز الملفوف فيه بسهولة، وفي الوقت نفسه، يتم التخلص من الحطام بسرعة في حفرة الطين.

③ طين الحفر، مثل غيره من مستحلبات التعليق، له فترة وجود معينة، وإضافة CMC يمكن أن يجعله مستقرًا ويطيل فترة وجوده.

④ نادرًا ما يتأثر الطين المحتوي على CMC بالعفن، لذلك ليس من الضروري الحفاظ على قيمة الرقم الهيدروجيني العالية واستخدام المواد الحافظة.

⑤ يحتوي على CMC كعامل معالجة لسائل غسيل طين الحفر، والذي يمكنه مقاومة تلوث الأملاح القابلة للذوبان المختلفة.

⑥ يتميز الطين المحتوي على CMC بثبات جيد ويمكنه تقليل فقدان الماء حتى لو كانت درجة الحرارة أعلى من 150 درجة مئوية.

يُعدّ CMC ذو اللزوجة العالية ودرجة الإحلال العالية مناسبًا للطين منخفض الكثافة، بينما يُعدّ CMC ذو اللزوجة المنخفضة ودرجة الإحلال العالية مناسبًا للطين عالي الكثافة. يجب اختيار CMC وفقًا لظروف مختلفة، مثل نوع الطين والمنطقة وعمق البئر.

٢. يُستخدم في صناعة النسيج والطباعة والصباغة. يستخدم CMC كعامل تحجيم لخيوط القطن والصوف الحريري والألياف الكيميائية والمواد المخلوطة وغيرها من المواد القوية.

٣. يُستخدم في صناعة الورق، حيث يُستخدم CMC كعامل تنعيم لسطح الورق وعامل تحجيم. إضافة ٠.١٪ إلى ٠.٣٪ من CMC إلى اللب يُحسّن قوة شد الورق بنسبة ٤٠٪ إلى ٥٠٪، ويزيد من تمزقه بالضغط بنسبة ٥٠٪، ويزيد من قابليته للعجن بمقدار ٤ إلى ٥ مرات.

4. يمكن استخدام CMC كمادة ماصة للأوساخ عند إضافتها إلى المنظفات الصناعية؛ يتم استخدام المواد الكيميائية اليومية مثل صناعة معجون الأسنان، حيث يتم استخدام محلول الجلسرين المائي CMC كقاعدة صمغية لمعجون الأسنان؛ يتم استخدام الصناعة الدوائية كمكثف ومستحلب؛ يتم تكثيف محلول CMC المائي واستخدامه في معالجة المعادن العائمة، إلخ.

5. في صناعة السيراميك، يمكن استخدامه كمادة لاصقة، وملين، وعامل تعليق للتزجيج، وعامل تثبيت اللون، وما إلى ذلك.

6. يستخدم في البناء لتحسين الاحتفاظ بالمياه والقوة

٧. يُستخدم في صناعة الأغذية. يستخدم هذا النوع من الصناعات CMC عالي الاستبدال كمكثف للآيس كريم، والأطعمة المعلبة، والمعكرونة سريعة التحضير، ومثبت رغوة للبيرة، وغيرها. كما يُستخدم كمكثفات، أو مواد رابطة، أو سواغات.

8. تختار صناعة الأدوية مادة CMC ذات اللزوجة المناسبة كعامل ربط للأقراص، ومادة تفكيك، وعامل تعليق للمعلقات.