ویسکوزیته کربوکسی متیل سلولز سدیم

ویسکوزیته سدیم کربوکسی متیل سلولز نیز بر اساس کاربردهای مختلف به درجه‌های مختلفی تقسیم می‌شود. ویسکوزیته نوع شستشو 10 تا 70 (زیر 100) است، حد بالای ویسکوزیته برای دکوراسیون ساختمان و سایر صنایع از 200 تا 1200 است و ویسکوزیته نوع غذایی حتی بالاتر است. همه آنها بالای 1000 هستند و ویسکوزیته صنایع مختلف یکسان نیست.

به دلیل کاربردهای گسترده آن.
ویسکوزیته سدیم کربوکسی متیل سلولز تحت تأثیر جرم مولکولی نسبی، غلظت، دما و مقدار pH آن قرار می‌گیرد و با اتیل یا کربوکسی پروپیل سلولز، ژلاتین، صمغ زانتان، کاراگینان، صمغ دانه خرنوب، صمغ گوار، آگار، آلژینات سدیم، پکتین، صمغ عربی و نشاسته مخلوط می‌شود و مشتقات آن سازگاری خوبی دارند (یعنی اثر سینرژیک).

وقتی مقدار pH برابر با ۷ باشد، ویسکوزیته محلول سدیم کربوکسی متیل سلولز بالاترین مقدار را دارد و وقتی مقدار pH برابر با ۴ تا ۱۱ باشد، نسبتاً پایدار است. کربوکسی متیل سلولز به شکل نمک‌های فلزات قلیایی و آمونیوم در آب محلول است. یون‌های فلزی دو ظرفیتی Ca2+، Mg2+، Fe2+ می‌توانند بر ویسکوزیته آن تأثیر بگذارند. فلزات سنگین مانند نقره، باریم، کروم یا Fe3+ می‌توانند باعث رسوب آن از محلول شوند. اگر غلظت یون‌ها کنترل شود، مانند افزودن عامل کیلیت‌ساز اسید سیتریک، محلولی با ویسکوزیته بیشتر تشکیل می‌شود که منجر به تشکیل صمغ نرم یا سخت می‌شود.

کربوکسی متیل سلولز سدیم نوعی سلولز طبیعی است که عموماً از الیاف پنبه یا خمیر چوب به عنوان مواد اولیه ساخته می‌شود و در شرایط قلیایی تحت واکنش اتری شدن با مونوکلرواستیک اسید قرار می‌گیرد.

با توجه به مشخصات مواد اولیه و جایگزینی هیدروژن هیدروکسیل در واحد D-گلوکز سلولز توسط گروه کربوکسی متیل، ترکیبات پلیمری محلول در آب با درجات مختلف جایگزینی و توزیع وزن مولکولی متفاوت به دست می‌آیند.

از آنجا که کربوکسی متیل سلولز سدیم دارای ویژگی‌های منحصر به فرد و عالی بسیاری است، به طور گسترده در صنایع شیمیایی روزانه، مواد غذایی و دارویی و سایر تولیدات صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

یکی از مهمترین شاخص‌های سدیم کربوکسی متیل سلولز، ویسکوزیته سدیم کربوکسی متیل سلولز است. مقدار ویسکوزیته به عوامل مختلفی مانند غلظت، دما و سرعت برشی مرتبط است. با این حال، عواملی مانند غلظت، دما و سرعت برشی از عوامل خارجی هستند که بر ویسکوزیته سدیم کربوکسی متیل سلولز تأثیر می‌گذارند.

وزن مولکولی و توزیع مولکولی آن از عوامل داخلی هستند که بر ویسکوزیته محلول سدیم کربوکسی متیل سلولز تأثیر می‌گذارند. برای کنترل تولید و توسعه عملکرد محصول سدیم کربوکسی متیل سلولز، تحقیق در مورد وزن مولکولی و توزیع وزن مولکولی آن دارای ارزش مرجع بسیار مهمی است، در حالی که ویسکوزیته فقط می‌تواند نقش مرجع خاصی را ایفا کند.

قوانین نیوتن در رئولوژی، لطفاً مطالب مرتبط با «رئولوژی» در شیمی فیزیک را مطالعه کنید، توضیح آن در یک یا دو جمله دشوار است. اگر مجبورید آن را بگویید: برای محلول رقیقی از cmc نزدیک به یک سیال نیوتنی، تنش برشی متناسب با نرخ لبه برش است و ضریب تناسب بین آنها ضریب ویسکوزیته یا ویسکوزیته سینماتیک نامیده می‌شود.

ویسکوزیته از نیروهای بین زنجیره‌های مولکولی سلولز، از جمله نیروهای پراکندگی و پیوندهای هیدروژنی، مشتق می‌شود. به طور خاص، پلیمریزاسیون مشتقات سلولز یک ساختار خطی نیست، بلکه یک ساختار چند شاخه‌ای است. در محلول، بسیاری از سلولزهای چند شاخه‌ای در هم تنیده شده‌اند تا یک ساختار شبکه‌ای فضایی تشکیل دهند. هرچه ساختار تنگ‌تر باشد، نیروهای بین زنجیره‌های مولکولی در محلول حاصل بیشتر است.

برای ایجاد جریان در محلول رقیق مشتقات سلولز، باید بر نیروی بین زنجیره‌های مولکولی غلبه شود، بنابراین محلولی با درجه پلیمریزاسیون بالا برای ایجاد جریان به نیروی بیشتری نیاز دارد. برای اندازه‌گیری ویسکوزیته، نیروی وارد بر محلول CMC، نیروی جاذبه است. در شرایط جاذبه ثابت، ساختار زنجیره‌ای محلول CMC با درجه پلیمریزاسیون بالا، نیروی زیادی دارد و جریان کند است. جریان آهسته، ویسکوزیته را نشان می‌دهد.

ویسکوزیته سدیم کربوکسی متیل سلولز عمدتاً به وزن مولکولی مربوط می‌شود و ارتباط چندانی با درجه جایگزینی ندارد. هرچه درجه جایگزینی بیشتر باشد، وزن مولکولی نیز بیشتر است، زیرا وزن مولکولی گروه کربوکسی متیل جایگزین شده بزرگتر از گروه هیدروکسیل قبلی است.

نمک سدیم سلولز کربوکسی متیل اتر، یک اتر سلولز آنیونی، پودر یا گرانول فیبری سفید یا شیری رنگ با چگالی 0.5-0.7 گرم بر سانتی‌متر مکعب، تقریباً بی‌بو، بی‌مزه و جاذب رطوبت است. به راحتی در آب پراکنده می‌شود و یک محلول کلوئیدی شفاف تشکیل می‌دهد و در حلال‌های آلی مانند اتانول نامحلول است. pH محلول آبی 1٪ آن 6.5 تا 8.5 است. وقتی pH>10 یا <5 باشد، ویسکوزیته سدیم کربوکسی متیل سلولز به طور قابل توجهی کاهش می‌یابد و وقتی pH=7 باشد، بهترین عملکرد را دارد.

از نظر حرارتی پایدار است. ویسکوزیته در دمای زیر 20 درجه سانتیگراد به سرعت افزایش می‌یابد و در دمای 45 درجه سانتیگراد به آرامی تغییر می‌کند. حرارت دادن طولانی مدت در دمای بالاتر از 80 درجه سانتیگراد می‌تواند کلوئید را دناتوره کند و ویسکوزیته و عملکرد را به میزان قابل توجهی کاهش دهد. به راحتی در آب حل می‌شود و محلول شفاف است. در محلول قلیایی بسیار پایدار است و در حضور اسید به راحتی هیدرولیز می‌شود. وقتی مقدار pH 2-3 باشد، رسوب می‌کند.