Карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ) - гэта вадараспушчальны палімер, атрыманы з цэлюлозы, якая з'яўляецца самым распаўсюджаным арганічным палімерам на Зямлі. CMC вырабляецца шляхам хімічнай мадыфікацыі цэлюлозы, як правіла, з драўнянай масы або баваўнянага лінту. Ён шырока выкарыстоўваецца ў шырокім дыяпазоне прымянення дзякуючы сваім унікальным уласцівасцям, уключаючы здольнасць утвараць глейкія растворы і гелі, здольнасць звязваць ваду і здольнасць да біяраскладання.
Хімічная будова і атрыманне
Хімічная структура CMC складаецца з асновы цэлюлозы з карбоксиметильными групамі (-CH2-COOH), далучанымі да некаторых з гідраксільных груп (-OH) на мономерах глюкозы. Гэты працэс замяшчэння ўключае апрацоўку цэлюлозы хлоруксусной кіслатой у шчолачным асяроддзі, што прыводзіць да адукацыі натрыевай солі карбоксиметилцеллюлозы. Ступень замяшчэння (DS) адносіцца да сярэдняй колькасці гідраксільных груп на адзінку глюкозы, якія былі заменены карбоксиметильными групамі, пры гэтым DS ад 0,4 да 1,4 з'яўляецца звычайнай для большасці прымянення.
Працэс вытворчасці CMC складаецца з некалькіх этапаў:
Подщелачивание: цэлюлоза апрацоўваецца моцнай асновай, звычайна гідраксідам натрыю, з адукацыяй шчолачнай цэлюлозы.
Этэрыфікацыя: шчолачная цэлюлоза затым рэагуе з хлоруксусной кіслатой, што прыводзіць да замяшчэння гідраксільных груп карбоксиметильными групамі.
Ачыстка: Сырая CMC прамываецца і чысціцца для выдалення пабочных прадуктаў і лішкаў рэагентаў.
Сушка і здрабненне: вычышчаную КМЦ сушаць і здрабняюць для атрымання жаданага памеру часціц.
Уласцівасці
КМЦ вядомы сваімі выключнымі ўласцівасцямі, якія робяць яго карысным у розных галінах прамысловасці:
Растваральнасць у вадзе: CMC лёгка раствараецца ў вадзе, утвараючы празрыстыя глейкія растворы.
Мадуляцыя глейкасці: глейкасць раствораў CMC можна рэгуляваць, змяняючы канцэнтрацыю і малекулярную масу, што робіць яе карыснай для згушчэння і стабілізацыі.
Адукацыя плёнкі: можа ўтвараць трывалыя гнуткія плёнкі пры высыханні з раствора.
Адгезіўныя ўласцівасці: КМЦ мае добрыя адгезійныя ўласцівасці, якія спрыяюць прымяненню клеяў і пакрыццяў.
Біяраскладальнасць: КМЦ, атрыманая з натуральнай цэлюлозы, біяраскладальная, што робіць яе экалагічна чыстай.
Харчовая прамысловасць
КМЦ шырока выкарыстоўваецца ў якасці харчовай дабаўкі (Е466) дзякуючы сваёй здольнасці змяняць глейкасць і стабілізаваць эмульсіі ў розных харчовых прадуктах. Ён дзейнічае як загушчальнік, стабілізатар і эмульгатор ў такіх прадуктах, як марозіва, малочныя прадукты, хлебабулачныя вырабы і запраўкі для салат. Напрыклад, у марозіве CMC дапамагае прадухіліць адукацыю крышталяў лёду, у выніку чаго тэкстура становіцца больш гладкай.
Фармацэўтыка і касметыка
У фармацэўтычнай прамысловасці КМЦ выкарыстоўваецца ў якасці злучнага рэчыва ў таблетках, разрыхляльніка і ўзмацняльніка глейкасці ў суспензіях і эмульсіях. Ён таксама дзейнічае як стабілізатар у ласьёнах, крэмах і гелях у касметычнай прамысловасці. Яго нетоксичный і не раздражняльны характар робіць яго прыдатным для выкарыстання ў гэтых прадуктах.
Папера і тэкстыль
CMC выкарыстоўваецца ў папяровай прамысловасці ў якасці праклейвальніка для паляпшэння трываласці і магчымасці друку паперы. У тэкстыльнай прамысловасці ён выкарыстоўваецца ў якасці загушчальніка ў працэсах фарбавання і ў якасці кампанента ў пастах для тэкстыльнага друку, паляпшаючы аднастайнасць і якасць адбіткаў.
Мыйныя і якія чысцяць сродкі
У мыйных сродках КМЦ выступае ў якасці забруджвальнага агента, прадухіляючы паўторнае адкладанне бруду на тканінах падчас мыцця. Гэта таксама паляпшае працу вадкіх мыйных сродкаў, павялічваючы іх глейкасць і стабільнасць.
Бурэнне і здабыча нафты
КМЦ выкарыстоўваецца ў растворах для бурэння нафты для кантролю глейкасці і ў якасці мадыфікатара рэалогіі для падтрымання стабільнасці буравога раствора, прадухілення абвальвання свідравін і палягчэння выдалення шлама. У горнай справе ён выкарыстоўваецца ў якасці флотационного агента і флокулянта.
Будаўніцтва і кераміка
У будаўнічай індустрыі CMC выкарыстоўваецца ў цэментавых і будаўнічых растворах для паляпшэння ўтрымання вады і працаздольнасці. У кераміцы ён дзейнічае як злучнае і пластыфікатар у керамічных пастах, паляпшаючы іх фармовачныя і сушкі ўласцівасці.
Меркаванні аховы навакольнага асяроддзя і бяспекі
CMC звычайна лічыцца бяспечным (GRAS) рэгулюючымі органамі, такімі як FDA. Ён не таксічны, не выклікае алергіі і біяраскладальны, што робіць яго экалагічна чыстым. Аднак вытворчы працэс уключае хімічныя рэчывы, з якімі трэба звяртацца асцярожна, каб прадухіліць забруджванне навакольнага асяроддзя. Правільная ўтылізацыя і апрацоўка адходаў неабходныя для мінімізацыі ўздзеяння на навакольнае асяроддзе.
Інавацыі і напрамкі будучыні
Апошнія дасягненні ў галіне CMC ўключаюць распрацоўку мадыфікаванага CMC з палепшанымі ўласцівасцямі для канкрэтных прыкладанняў. Напрыклад, CMC з індывідуальнай малекулярнай масай і ступенню замяшчэння можа прапанаваць палепшаную прадукцыйнасць у сістэмах дастаўкі лекаў або ў якасці ўпаковачных матэрыялаў на біялагічнай аснове. Акрамя таго, працягваюцца даследаванні, якія вывучаюць выкарыстанне КМЦ у новых галінах, такіх як тканкавая інжынерыя і біядрук, дзе яе біясумяшчальнасць і гелеўтваральныя здольнасці могуць быць вельмі карыснымі.
Карбоксиметилцеллюлоза - гэта універсальны і каштоўны матэрыял з шырокім спектрам прымянення ў розных галінах прамысловасці. Яго унікальныя ўласцівасці, уключаючы растваральнасць у вадзе, мадуляцыю глейкасці і здольнасць да біяраскладання, робяць яго важным інгрэдыентам многіх прадуктаў. Дзякуючы пастаяннаму прагрэсу ў вытворчасці і мадыфікацыі, CMC гатовы адыгрываць усё больш важную ролю як у традыцыйных, так і ў новых галінах, спрыяючы тэхналагічнаму прагрэсу і намаганням па ўстойліваму развіццю.
Час публікацыі: 6 чэрвеня 2024 г