1. Karboksümetüültselluloosi lühitutvustus
Ingliskeelne nimetus: karboksüülmetüültselluloos
Lühend: CMC
Molekulaarvalem on muutuv: [C6H7O2(OH)2CH2COONa]n
Välimus: valge või helekollane kiuline granuleeritud pulber.
Lahustuvus vees: lahustub vees kergesti, moodustades läbipaistva viskoosse kolloidi ja lahus on neutraalne või kergelt aluseline.
Omadused: Pindaktiivse kolloidi kõrgmolekulaarne ühend, lõhnatu, maitsetu ja mittetoksiline.
Looduslik tselluloos on looduses laialt levinud ja on kõige levinum polüsahhariid. Kuid tootmises esineb tselluloos tavaliselt naatriumkarboksümetüültselluloosi kujul, seega peaks täisnimetus olema naatriumkarboksümetüültselluloos ehk CMC-Na. Seda kasutatakse laialdaselt tööstuses, ehituses, meditsiinis, toiduainetetööstuses, tekstiilitööstuses, keraamikas ja muudes valdkondades.
2. Karboksümetüültselluloosi tehnoloogia
Tselluloosi modifitseerimise tehnoloogia hõlmab: eeterdamist ja esterdamist.
Karboksümetüültselluloosi muundamine: karboksümetüleerimisreaktsioon eeterdamise tehnoloogias, tselluloos karboksümetüleeritakse, et saada karboksümetüültselluloos ehk CMC.
Karboksümetüültselluloosi vesilahuse funktsioonid: paksendamine, kile moodustamine, sidumine, veepeetus, kolloidide kaitsmine, emulgeerimine ja suspensioonimine.
3. Karboksümetüültselluloosi keemiline reaktsioon
Tselluloosi leelistamise reaktsioon:
[C6H7O2(OH)3]n + nNaOH→[C6H7O2(OH)2ONa]n + nH2O
Monokloroäädikhappe eeterdamisreaktsioon pärast leeliselise tselluloosi töötlemist:
[C6H7O2(OH)2ONa]n + nClCH2COONa → [C6H7O2(OH)2OCH2COONa]n + nNaC
Seega: karboksümetüültselluloosi moodustamise keemiline valem on: Cell-O-CH2-COONa NaCMC
Naatriumkarboksümetüültselluloos(lühidalt NaCMC või CMC) on vees lahustuv tsellulooseeter, mis võib muuta enamiku vesilahuste viskoossust mõnest cP-st mitme tuhande cP-ni.
4. Karboksümetüültselluloosi tooteomadused
1. CMC vesilahuse säilitamine: See on madalal temperatuuril või päikesevalguse käes stabiilne, kuid lahuse happesus ja leeliselisus muutuvad temperatuurimuutuste tõttu. Ultraviolettkiirte või mikroorganismide mõjul lahuse viskoossus väheneb või isegi rikneb. Pikaajalise säilitamise vajaduse korral tuleks lisada sobiv säilitusaine.
2. CMC vesilahuse valmistamismeetod: osakesed tuleb kõigepealt ühtlaselt märjaks teha, mis võib oluliselt suurendada lahustumiskiirust.
3. CMC on hügroskoopne ja seda tuleks ladustamise ajal niiskuse eest kaitsta.
4. Raskmetallide soolad, näiteks tsink, vask, plii, alumiinium, hõbe, raud, tina ja kroom, võivad põhjustada CMC sadestumist.
5. pH väärtusel alla 2,5 vesilahuses toimub sadestumine, mida saab pärast neutraliseerimist leelise lisamisega eraldada.
6. Kuigi soolad, näiteks kaltsium, magneesium ja lauasool, ei tekita CMC-le sadestavat efekti, vähendavad need lahuse viskoossust.
7. CMC sobib kokku teiste vees lahustuvate liimide, pehmendajate ja vaikudega.
8. Erineva töötlemise tõttu võib CMC välimus olla peen pulber, jämedateraline või kiuline, millel pole mingit pistmist füüsikaliste ja keemiliste omadustega.
9. CMC pulbri kasutusmeetod on lihtne. Seda saab otse lisada ja lahustada külmas või soojas vees temperatuuril 40–50 °C.
5. Karboksümetüültselluloosi asendatuse aste ja lahustuvus
Asendusaste viitab iga tselluloosiühiku külge kinnitunud naatriumkarboksümetüülrühmade keskmisele arvule; asendusastme maksimaalne väärtus on 3, kuid tööstuslikult on kõige kasulikum NaCMC, mille asendusaste on vahemikus 0,5 kuni 1,2. NaCMC omadused asendusastmega 0,2–0,3 erinevad üsna palju NaCMC omadustest asendusastmega 0,7–0,8. Esimene lahustub pH 7 vees ainult osaliselt, kuid viimane on täielikult lahustuv. Leeliselistes tingimustes on vastupidi.
6. Karboksümetüültselluloosi polümerisatsiooniaste ja viskoossus
Polümerisatsiooniaste: viitab tselluloosahela pikkusele, mis määrab viskoossuse. Mida pikem on tselluloosahela pikkus, seda suurem on viskoossus ja seda on ka NaCMC lahuse viskoossus.
Viskoossus: NaCMC lahus on mitte-Newtoni vedelik ja selle näiv viskoossus väheneb nihkejõu suurenedes. Pärast segamise lõpetamist suurenes viskoossus proportsionaalselt, kuni see jäi stabiilseks. See tähendab, et lahus on tiksotroopne.
7. Karboksümetüültselluloosi rakendusala
1. Ehitus- ja keraamikatööstus
(1) Arhitektuurilised katted: hea dispersioon, ühtlane katte jaotumine; kihi puudumine, hea stabiilsus; hea paksendav toime, reguleeritav katte viskoossus.
(2) Keraamikatööstus: kasutatakse tooriku sideainena keraamikasavi plastilisuse parandamiseks; vastupidav glasuur.
2. Pesu-, kosmeetika-, tubaka-, tekstiilitrüki- ja värvimistööstus
(1) Pesemine: pesuvahendile lisatakse CMC-d, et vältida pestud mustuse uuesti kangale ladestumist.
(2) Kosmeetikatooted: paksendamine, hajutamine, suspendeerimine, stabiliseerimine jne. Kosmeetikatoodete erinevate omaduste täielik ärakasutamine on kasulik.
(3) Tubakas: CMC-d kasutatakse tubakalehtede liimimiseks, mis võimaldab tõhusalt kasutada kiipe ja vähendada toortubakalehtede hulka.
(4) Tekstiil: Kangaste viimistlusainena aitab CMC vähendada lõnga vahelejätmist ja lõngaotste purunemist kiiretel kangastelgedel.
(5) Trükkimine ja värvimine: seda kasutatakse trükipastas, mis võib parandada värvainete hüdrofiilset ja läbitungimisvõimet, muuta värvimise ühtlaseks ja vähendada värvierinevust.
3. Sääsepoolide ja keevitusvarraste tööstus
(1) Sääsetõrjevahendid: CMC-d kasutatakse sääsetõrjevahendites nende vastupidavuse suurendamiseks ja purunemise ning purunemise tõenäosuse vähendamiseks.
(2) Elektrood: CMC-d kasutatakse glasuurainena, et parandada keraamilise katte sidumist ja vormimist, parandada harjamisvõimet ning läbipõlemist kõrgetel temperatuuridel.
4. Hambapasta tööstus
(1) CMC-l on hea ühilduvus erinevate hambapasta toorainetega;
(2) Pasta on õrn, ei eralda vett, ei kooru maha, ei paksene ja on rikkaliku vahuga;
(3) Hea stabiilsus ja sobiv konsistents, mis annab hambapastale hea kuju, säilivuse ja eriti mugava maitse;
(4) Temperatuurimuutustele vastupidav, niisutav ja lõhna fikseeriv.
(5) Väikesed lõikejäägid ja sabad konservikarpides.
5. Toiduainetööstus
(1) Happelised joogid: näiteks stabilisaatorina jogurtis valkude sadestumise ja kihistumise vältimiseks agregatsiooni tõttu; parem maitse pärast vees lahustamist; hea asendamise ühtlus.
(2) Jäätis: Jääkristallide vältimiseks tehke veest, rasvast, valkudest jne ühtlane, hajutatud ja stabiilne segu.
(3) Leib ja kondiitritooted: CMC suudab kontrollida taigna viskoossust, parandada toote niiskuse säilivust ja säilivusaega.
(4) Kiirnuudlid: suurendavad nuudlite sitkust ja keetmiskindlust; neil on küpsiste ja pannkookide hea vormitavus ning koogi pind on sile ja seda pole kerge murda.
(5) Kiirpasta: närimiskummi alusena.
(6) CMC on füsioloogiliselt inertne ja sellel puudub kalorsus. Seetõttu saab sellest toota madala kalorsusega toite.
6. Paberitööstus
CMC-d kasutatakse paberi liimimiseks, mis annab paberile suure tiheduse, hea tindi läbitungimiskindluse, hea vaha kogumise ja sileduse. Paberi värvimise protsessis aitab see kontrollida värvipasta rullitavust; see võib parandada paberi kiudude kleepuvust, parandades seeläbi paberi tugevust ja voltimiskindlust.
7. Naftatööstus
CMC-d kasutatakse nafta- ja gaasipuurimisel, puurkaevude kaevamisel ja muudes projektides.
8. Teised
Kingade, mütside, pliiatsite jms liimid, naha poleerimis- ja värvained, vahtkustutite stabilisaatorid jne.
Postituse aeg: 04.01.2023