Naatriumkarboksümetüültselluloosi viskoossus

Naatriumkarboksümetüültselluloosi viskoossus jaguneb vastavalt otstarbele mitmeks klassiks. Pesutüübi viskoossus on 10–70 (alla 100), hoonete kaunistamiseks ja muudeks tööstusharudeks kasutatav viskoossuse ülempiir on 200–1200 ning toidukvaliteediga tselluloosi viskoossus on veelgi kõrgem. Kõik need on üle 1000 ja eri tööstusharude viskoossus on erinev.

Oma laia kasutusvõimaluste tõttu.
Naatriumkarboksümetüültselluloosi viskoossust mõjutavad selle suhteline molekulmass, kontsentratsioon, temperatuur ja pH väärtus ning see segatakse etüül- või karboksüpropüültselluloosi, želatiini, ksantaankummi, karrageeni, jaanileivapuujahu, guarkummi, agar-agari, naatriumalginaadi, pektiini, kummiaraabiku ja tärklisega ning selle derivaatidel on hea ühilduvus (st sünergistlik efekt).

Naatriumkarboksümetüültselluloosi lahuse viskoossus on kõrgeim pH väärtusel 7 ja 4–11 korral on see suhteliselt stabiilne. Leelismetallide ja ammooniumsoolade kujul olevad karboksümetüültselluloos lahustub vees. Kahevalentsed metalliioonid Ca2+, Mg2+, Fe2+ võivad selle viskoossust mõjutada. Raskmetallid, nagu hõbe, baarium, kroom või Fe3+, võivad põhjustada selle lahusest sadestumist. Kui ioonide kontsentratsiooni kontrollitakse, näiteks kelaativa aine sidrunhappe lisamisega, võib moodustuda viskoossem lahus, mille tulemuseks on pehme või kõva kummi.

Naatriumkarboksümetüültselluloos on looduslik tselluloos, mis on tavaliselt valmistatud puuvillakiust või puidumassist toorainena ja eeterdatakse monokloroäädikhappega aluselistes tingimustes.

Toorainete spetsifikatsioonide ja tselluloos-D-glükoosiühiku hüdroksüülvesiniku asendamise teel karboksümetüülrühmaga saadakse erineva asendusastme ja molekulmassijaotusega vees lahustuvad polümeerühendid.

Kuna naatriumkarboksümetüültselluloosil on palju unikaalseid ja suurepäraseid omadusi, kasutatakse seda laialdaselt igapäevases keemiatööstuses, toidu- ja meditsiinitööstuses ning muus tööstuslikus tootmises.

Üks naatriumkarboksümetüültselluloosi olulisemaid näitajaid on naatriumkarboksümetüültselluloosi viskoossus. Viskoossuse väärtus on seotud mitmesuguste teguritega, nagu kontsentratsioon, temperatuur ja nihkekiirus. Siiski on sellised tegurid nagu kontsentratsioon, temperatuur ja nihkekiirus välised tegurid, mis mõjutavad naatriumkarboksümetüültselluloosi viskoossust.

Naatriumkarboksümetüültselluloosi lahuse viskoossust mõjutavad sisemised tegurid on molekulmass ja molekulaarne jaotus. Naatriumkarboksümetüültselluloosi tootmise kontrollimiseks ja toote toimivuse arendamiseks on molekulmassi ja molekulmassi jaotuse uurimine äärmiselt oluline võrdlusväärtus, samas kui viskoossuse mõõtmine saab mängida vaid teatud võrdlusrolli.

Newtoni reoloogiaseadused, palun lugege füüsikalise keemia reoloogia asjakohast sisu, seda on ühe või kahe lausega raske selgitada. Kui peate seda ütlema: Newtoni vedelikule lähedase CMC lahjendatud lahuse puhul on nihkepinge võrdeline lõikeserva kiirusega ja nende vahelist võrdekordajat nimetatakse viskoossuskordajaks või kinemaatiliseks viskoossuseks.

Viskoossus tuleneb tselluloosi molekulaarahelate vahelistest jõududest, sealhulgas dispersioonijõududest ja vesiniksidemetest. Eelkõige ei ole tselluloosi derivaatide polümerisatsioon lineaarne, vaid mitmeharuline struktuur. Lahuses on paljud mitmeharulised tselluloosid omavahel põimunud, moodustades ruumilise võrgustiku struktuuri. Mida tihedam on struktuur, seda suuremad on molekulaarahelate vahelised jõud saadud lahuses.

Tselluloosi derivaatide lahjendatud lahuses voolavuse tekitamiseks tuleb ületada molekulaarsete ahelate vaheline jõud, seega vajab kõrge polümerisatsiooniastmega lahus voolu tekitamiseks suuremat jõudu. Viskoossuse mõõtmisel on CMC lahusele mõjuv jõud gravitatsioon. Konstantse gravitatsiooni tingimustes on kõrge polümerisatsiooniastmega CMC lahuse ahelastruktuuril suur jõud ja vool on aeglane. Aeglane vool peegeldab viskoossust.

Naatriumkarboksümetüültselluloosi viskoossus on peamiselt seotud molekulmassiga ja asendusastmega on sellel vähe pistmist. Mida suurem on asendusaste, seda suurem on molekulmass, kuna asendatud karboksümetüülrühma molekulmass on suurem kui eelmise hüdroksüülrühma molekulmass.

Tsellulooskarboksümetüüleetri naatriumsool, anioonne tsellulooseeter, on valge või piimvalge kiuline pulber või graanul tihedusega 0,5–0,7 g/cm3, peaaegu lõhnatu, maitsetu ja hügroskoopne. See dispergeerub vees kergesti läbipaistvaks kolloidlahuseks ja ei lahustu orgaanilistes lahustites, näiteks etanoolis. 1% vesilahuse pH on 6,5–8,5. Kui pH on > 10 või < 5, väheneb naatriumkarboksümetüültselluloosi viskoossus oluliselt ja selle jõudlus on parim pH väärtusel 7.

See on termiliselt stabiilne. Viskoossus tõuseb kiiresti alla 20 ℃ ja muutub aeglaselt 45 ℃ juures. Pikaajaline kuumutamine üle 80 ℃ võib kolloidi denatureerida ning viskoossust ja jõudlust oluliselt vähendada. See lahustub vees kergesti ja lahus on läbipaistev; see on aluselises lahuses väga stabiilne ja happe juuresolekul kergesti hüdrolüüsub. Kui pH väärtus on 2-3, sadeneb see.