La carboximetilcelulosa (CMC) se obtiene después de la carboximetilación de la celulosa. Su solución acuosa tiene funciones de espesante, formador de película, adhesivo, retención de agua, protección coloidal, emulsificación y suspensión, y se utiliza ampliamente en las industrias del petróleo, alimentos, medicamentos, etc., textiles y papel, siendo uno de los éteres de celulosa más importantes. La celulosa natural es el polisacárido más ampliamente distribuido y abundante en la naturaleza, y sus fuentes son muy ricas. La tecnología actual de modificación de la celulosa se centra principalmente en la eterificación y la esterificación. La carboximetilación es un tipo de tecnología de eterificación.
propiedades físicas
La carboximetilcelulosa sódica (CMC) es un éter de celulosa aniónico, con apariencia de polvo de fibra floculante blanco o ligeramente amarillo, inodoro, insípido y no tóxico; fácilmente soluble en agua fría o caliente, formando una solución transparente de cierta viscosidad. La solución es neutra o ligeramente alcalina, insoluble en etanol, éter, isopropanol, acetona y otros disolventes orgánicos, soluble en una solución de etanol o acetona al 60% en agua. Es higroscópica, estable a la luz y al calor, la viscosidad disminuye con el aumento de la temperatura, la solución es estable a pH 2-10, pH inferior a 2, hay precipitación sólida, y la viscosidad disminuye cuando el pH es superior a 10. La temperatura de decoloración es de 227℃, la temperatura de carbonización es de 252℃, y la tensión superficial de una solución acuosa al 2% es de 71 mN/N.
propiedades químicas
Se prepara a partir de derivados de celulosa con sustituyentes carboximetilo, tratando la celulosa con hidróxido de sodio para formar celulosa alcalina y luego haciéndola reaccionar con ácido monocloroacético. La unidad de glucosa que constituye la celulosa tiene 3 grupos hidroxilo que pueden ser reemplazados, por lo que se pueden obtener productos con diferentes grados de sustitución. En promedio, se introdujo 1 mmol de carboximetilo por 1 g de peso seco, que es insoluble en agua y ácido diluido, pero puede hincharse y usarse para cromatografía de intercambio iónico. El pKa del carboximetilo es de aproximadamente 4 en agua pura y de aproximadamente 3,5 en NaCl 0,5 mol/L. Es un intercambiador catiónico débilmente ácido y se usa generalmente para la separación de proteínas neutras y básicas a pH > 4. Más del 40 % de los grupos hidroxilo son reemplazados por grupos carboximetilo, que pueden disolverse en agua para formar una solución coloidal estable de alta viscosidad.
El propósito principal
La carboximetilcelulosa (CMC) es un polvo floculante blanco, no tóxico e inodoro, de rendimiento estable y fácilmente soluble en agua. Su solución acuosa es un líquido viscoso transparente, neutro o alcalino, soluble en otros adhesivos y resinas hidrosolubles e insoluble en disolventes orgánicos como el etanol. La CMC puede utilizarse como adhesivo, espesante, agente de suspensión, emulsionante, dispersante, estabilizador, agente de encolado, etc.
La carboximetilcelulosa sódica (CMC) es el producto con mayor producción, el más utilizado y el de uso más conveniente entre los éteres de celulosa, comúnmente conocido como "glutamato monosódico industrial".
1. Se utiliza para la perforación de petróleo y gas natural, excavación de pozos y otros proyectos.
① El lodo que contiene CMC puede hacer que la pared del pozo forme una torta de filtración delgada y firme con baja permeabilidad, lo que reduce la pérdida de agua.
② Después de agregar CMC al lodo, la plataforma de perforación puede obtener una fuerza de corte inicial baja, de modo que el lodo pueda liberar fácilmente el gas envuelto en él y, al mismo tiempo, los desechos se desechan rápidamente en el pozo de lodo.
③El lodo de perforación, al igual que otras dispersiones en suspensión, tiene un cierto período de existencia, y la adición de CMC puede hacerlo estable y prolongar el período de existencia.
④ El lodo que contiene CMC rara vez se ve afectado por el moho, por lo que no es necesario mantener un valor de pH alto ni utilizar conservantes.
⑤ Contiene CMC como agente de tratamiento del fluido de lavado del lodo de perforación, que puede resistir la contaminación de varias sales solubles.
⑥ El lodo que contiene CMC tiene buena estabilidad y puede reducir la pérdida de agua incluso si la temperatura es superior a 150℃.
La CMC de alta viscosidad y alto grado de sustitución es adecuada para lodos de baja densidad, mientras que la CMC de baja viscosidad y alto grado de sustitución es adecuada para lodos de alta densidad. La selección de la CMC debe determinarse según diferentes condiciones, como el tipo de lodo, la región y la profundidad del pozo.
2. Se utiliza en la industria textil, de impresión y teñido. La industria textil utiliza CMC como agente de apresto para el apresto de hilos ligeros de algodón, seda, lana, fibra química, mezclas y otros materiales resistentes;
3. Usos en la industria papelera: La CMC se puede utilizar como agente alisador de la superficie del papel y agente de encolado. La adición de un 0,1 % a un 0,3 % de CMC a la pulpa puede mejorar la resistencia a la tracción del papel entre un 40 % y un 50 %, aumentar la resistencia a la compresión en un 50 % y aumentar la amasabilidad entre 4 y 5 veces.
4. La CMC se puede utilizar como adsorbente de suciedad cuando se agrega a detergentes sintéticos; en productos químicos de uso diario, como en la industria de la pasta de dientes, la solución acuosa de glicerina de CMC se utiliza como base de goma para la pasta de dientes; en la industria farmacéutica se utiliza como espesante y emulsionante; la solución acuosa de CMC se espesa y se utiliza para el procesamiento de minerales flotantes, etc.
5. En la industria cerámica, se puede utilizar como adhesivo, plastificante, agente de suspensión para esmaltes, agente fijador de color, etc.
6. Se utiliza en la construcción para mejorar la retención de agua y la resistencia.
7. Se utiliza en la industria alimentaria. La industria alimentaria utiliza CMC con un alto grado de sustitución como espesante para helados, alimentos enlatados, fideos de cocción rápida y como estabilizador de espuma para cerveza, etc. Para espesantes, aglutinantes o excipientes.
8. La industria farmacéutica selecciona CMC con la viscosidad adecuada como aglutinante de tabletas, desintegrante y agente suspensor para suspensiones.
Fecha de publicación: 3 de noviembre de 2022