01. Eigenschaften von Natriumcarboxymethylcellulose
Natriumcarboxymethylcellulose ist ein anionischer Polymerelektrolyt. Der Substitutionsgrad von handelsüblicher CMC liegt zwischen 0,4 und 1,2. Je nach Reinheit ist sie ein weißes oder cremefarbenes Pulver.
1. Die Viskosität der Lösung
Die Viskosität wässriger CMC-Lösungen steigt mit zunehmender Konzentration rapide an, und die Lösung weist pseudoplastische Fließeigenschaften auf. Lösungen mit einem niedrigeren Substitutionsgrad (DS = 0,4–0,7) zeigen häufig Thixotropie, und die scheinbare Viskosität ändert sich unter Scherbeanspruchung. Die Viskosität wässriger CMC-Lösungen sinkt mit steigender Temperatur, wobei dieser Effekt bis zu einer Temperatur von 50 °C reversibel ist. Bei längerer Einwirkung höherer Temperaturen zersetzt sich CMC. Dies ist der Grund, warum die Glasur beim Drucken dünner Linienmuster leicht weiß wird und sich verschlechtert.
Bei der Auswahl des für die Glasur verwendeten CMC sollte ein Produkt mit hohem Substitutionsgrad gewählt werden, insbesondere hinsichtlich der Blutungsbeständigkeit der Glasur.
2. Der Einfluss des pH-Werts auf die CMC
Die Viskosität einer wässrigen CMC-Lösung bleibt in einem weiten pH-Bereich normal und ist zwischen pH 7 und 9 am stabilsten.
Der pH-Wert sinkt, und CMC wandelt sich von der Salzform in die Säureform um, die wasserunlöslich ist und ausfällt. Bei einem pH-Wert unter 4 wandelt sich der größte Teil des Salzes in die Säureform um und fällt aus. Liegt der pH-Wert unter 3, beträgt der Substitutionsgrad weniger als 0,5, und die Umwandlung von der Salz- in die Säureform erfolgt vollständig. Der pH-Wert für die vollständige Umwandlung von CMC mit hohem Substitutionsgrad (über 0,9) liegt unter 1. Daher sollte für die Sickerglasur möglichst CMC mit hohem Substitutionsgrad verwendet werden.
3. Zusammenhang zwischen CMC und Metallionen
Einwertige Metallionen bilden mit CMC wasserlösliche Salze, die die Viskosität, Transparenz und andere Eigenschaften der wässrigen Lösung nicht beeinflussen. Eine Ausnahme bildet Ag⁺, das zur Ausfällung der Lösung führt. Zweiwertige Metallionen wie Ba²⁺, Fe²⁺, Pb²⁺, Sn²⁺ usw. bewirken ebenfalls eine Ausfällung; Ca²⁺, Mg²⁺, Mn²⁺ usw. haben hingegen keinen Einfluss. Dreiwertige Metallionen bilden mit CMC unlösliche Salze, Ausfällungen oder Gele, weshalb Eisen(III)-chlorid nicht mit CMC verdickt werden kann.
Es bestehen Unsicherheiten hinsichtlich der Salztoleranzwirkung von CMC:
(1) Sie hängt von der Art des Metallsalzes, dem pH-Wert der Lösung und dem Substitutionsgrad der CMC ab;
(2) Es hängt mit der Reihenfolge und der Art des Mischens von CMC und Salz zusammen.
CMC mit einem hohen Substitutionsgrad weist eine bessere Kompatibilität mit Salzen auf, und die Wirkung der Zugabe von Salz zu einer CMC-Lösung ist besser als die von Salzwasser.
CMC ist gut. Daher wird bei der Herstellung einer osmotischen Glasur CMC im Allgemeinen zuerst in Wasser gelöst und anschließend die osmotische Salzlösung hinzugefügt.
02. Wie man CMC auf dem Markt erkennt
Klassifiziert nach Reinheit
Hochreiner Qualitätsgrad – der Gehalt liegt über 99,5 %;
Industriell reiner Reinheitsgrad – der Gehalt liegt über 96 %;
Rohprodukt – der Gehalt liegt über 65 %.
Klassifizierung nach Viskosität
Hochviskoser Typ – die Viskosität der 1%igen Lösung liegt über 5 Pa s;
Mittlere Viskosität – die Viskosität der 2%igen Lösung liegt über 5 Pa s;
Niedrigviskoser Typ – 2%ige Lösungsviskosität über 0,05 Pa·s.
03. Erläuterung gängiger Modelle
Jeder Hersteller hat sein eigenes Modell; es soll über 500 verschiedene geben. Das gängigste Modell besteht aus drei Teilen: X—Y—Z.
Der erste Buchstabe steht für die Branchenverwendung:
F – Lebensmittelqualität;
I——Industriequalität;
C – Keramikqualität;
O – Erdölqualität.
Der zweite Buchstabe steht für den Viskositätsgrad:
H – hohe Viskosität
M – mittlere Viskosität
L – niedrige Viskosität.
Der dritte Buchstabe steht für den Substitutionsgrad, und seine Zahl geteilt durch 10 ergibt den tatsächlichen Substitutionsgrad von CMC.
Beispiel:
Das Modell von CMC ist FH9, was bedeutet, dass es sich um CMC in Lebensmittelqualität mit hoher Viskosität und einem Substitutionsgrad von 0,9 handelt.
Das Modell von CMC ist CM6, was bedeutet, dass es sich um CMC keramischer Qualität, mittlerer Viskosität und einem Substitutionsgrad von 0,6 handelt.
Entsprechend gibt es auch Qualitäten, die in der Medizin, der Textilindustrie und anderen Branchen verwendet werden und in der Keramikindustrie selten anzutreffen sind.
04. Auswahlkriterien für die Keramikindustrie
1. Viskositätsstabilität
Dies ist die erste Voraussetzung für die Wahl von CMC als Glasur.
(1) Die Viskosität ändert sich zu keiner Zeit wesentlich.
(2) Die Viskosität ändert sich mit der Temperatur nicht wesentlich.
2. Geringe Thixotropie
Bei der Herstellung glasierter Fliesen darf die Glasurschlämme nicht thixotrop sein, da dies die Qualität der Glasuroberfläche beeinträchtigt. Daher empfiehlt sich die Verwendung von CMC in Lebensmittelqualität. Um Kosten zu sparen, greifen einige Hersteller auf CMC in Industriequalität zurück, was jedoch die Glasurqualität beeinträchtigen kann.
3. Beachten Sie die Viskositätsprüfmethode.
(1) Die CMC-Konzentration steht in einem exponentiellen Verhältnis zur Viskosität, daher ist auf die Genauigkeit des Wiegens zu achten.
(2) Achten Sie auf die Gleichmäßigkeit der CMC-Lösung. Die strenge Prüfmethode besteht darin, die Lösung 2 Stunden lang zu rühren, bevor ihre Viskosität gemessen wird;
(3) Die Temperatur hat einen großen Einfluss auf die Viskosität, daher sollte während des Tests auf die Umgebungstemperatur geachtet werden;
(4) Achten Sie auf die Konservierung der CMC-Lösung, um deren Zersetzung zu verhindern.
(5) Beachten Sie den Unterschied zwischen Viskosität und Konsistenz.
Veröffentlichungsdatum: 05.01.2023