1. Karboksimetyyliselluloosan lyhyt esittely
Englanninkielinen nimi: Karboksyylimetyyliselluloosa
Lyhenne: CMC
Molekyylikaava on vaihteleva: [C6H7O2(OH)2CH2COONa]n
Ulkonäkö: valkoinen tai vaaleankeltainen kuituinen rakeinen jauhe.
Vesiliukoisuus: liukenee helposti veteen, muodostaen läpinäkyvän viskoosin kolloidin, ja liuos on neutraali tai hieman emäksinen.
Ominaisuudet: Pinta-aktiivisen kolloidin suurimolekyylinen yhdiste, hajuton, mauton ja myrkytön.
Luonnollinen selluloosa on laajalle levinnyt luonnossa ja on yleisin polysakkaridi. Tuotannossa selluloosa esiintyy kuitenkin yleensä natriumkarboksimetyyliselluloosan muodossa, joten koko nimi on natriumkarboksimetyyliselluloosa eli CMC-Na. Sitä käytetään laajalti teollisuudessa, rakentamisessa, lääketieteessä, elintarvikkeissa, tekstiileissä, keramiikassa ja muilla aloilla.
2. Karboksimetyyliselluloosateknologia
Selluloosan modifiointitekniikkaan kuuluvat: eetteröinti ja esteröinti.
Karboksimetyyliselluloosan muuntaminen: eetteröintiteknologiassa karboksimetylointireaktiossa selluloosa karboksimetyloidaan, jolloin saadaan karboksimetyyliselluloosaa, jota kutsutaan CMC:ksi.
Karboksimetyyliselluloosan vesiliuoksen toiminnot: sakeuttaminen, kalvonmuodostus, sitoutuminen, vedenpidätys, kolloidien suojaus, emulgointi ja suspensio.
3. Karboksimetyyliselluloosan kemiallinen reaktio
Selluloosan alkalisointireaktio:
[C6H7O2(OH)3]n + nNaOH → [C6H7O2(OH)2ONa]n + nH2O
Monokloorietikkahapon eetteröintireaktio alkaliselluloosan jälkeen:
[C6H7O2(OH)2ONa]n + nClCH2COONa → [C6H7O2(OH)2OCH2COONa]n + nNaC
Siksi: karboksimetyyliselluloosan muodostumisen kemiallinen kaava on: Cell-O-CH2-COONa NaCMC
Natriumkarboksimetyyliselluloosa(NaCMC tai lyhyesti CMC) on vesiliukoinen selluloosaeetteri, joka voi saada yleisimmin käytettyjen vesiliuosformulaatioiden viskositeetin vaihdellen muutamasta cP:stä useisiin tuhansiin cP:iin.
4. Karboksimetyyliselluloosan tuoteominaisuudet
1. CMC-vesiliuoksen säilytys: Se on stabiili alhaisessa lämpötilassa tai auringonvalossa, mutta liuoksen happamuus ja emäksisyys muuttuvat lämpötilan muutosten vuoksi. Ultraviolettisäteiden tai mikro-organismien vaikutuksesta liuoksen viskositeetti laskee tai jopa heikentyy. Jos pitkäaikaista säilytystä tarvitaan, on lisättävä sopivaa säilöntäainetta.
2. CMC-vesiliuoksen valmistusmenetelmä: kastele ensin hiukkaset tasaisesti, mikä voi merkittävästi lisätä liukenemisnopeutta.
3. CMC on hygroskooppista ja se on suojattava kosteudelta varastoinnin aikana.
4. Raskasmetallien suolat, kuten sinkki, kupari, lyijy, alumiini, hopea, rauta, tina ja kromi, voivat aiheuttaa CMC:n saostumista.
5. Saostumista tapahtuu vesiliuoksessa, jonka pH-arvo on alle 2,5. Saostuminen voidaan neutraloinnin jälkeen ottaa talteen lisäämällä alkalia.
6. Vaikka suolat, kuten kalsium, magnesium ja pöytäsuola, eivät saosta CMC:tä, ne vähentävät liuoksen viskositeettia.
7. CMC on yhteensopiva muiden vesiliukoisten liimojen, pehmentimien ja hartsien kanssa.
8. Erilaisten käsittelymenetelmien vuoksi CMC voi olla ulkonäöltään hienoa jauhetta, karkeaa rakeisuutta tai kuitumaista, millä ei ole mitään tekemistä fysikaalisten ja kemiallisten ominaisuuksien kanssa.
9. CMC-jauheen käyttötapa on yksinkertainen. Se voidaan lisätä suoraan kylmään veteen tai lämpimään veteen 40–50 °C:ssa ja liuottaa.
5. Karboksimetyyliselluloosan substituutioaste ja liukoisuus
Substituutioaste viittaa kuhunkin selluloosayksikköön kiinnittyneiden natriumkarboksimetyyliryhmien keskimääräiseen lukumäärään; substituutioasteen enimmäisarvo on 3, mutta teollisesti hyödyllisin on NaCMC, jonka substituutioaste vaihtelee välillä 0,5–1,2. NaCMC:n, jonka substituutioaste on 0,2–0,3, ominaisuudet ovat melko erilaiset kuin NaCMC:n, jonka substituutioaste on 0,7–0,8. Ensimmäinen liukenee vain osittain pH-arvoltaan 7 olevaan veteen, mutta jälkimmäinen liukenee täysin. Emäksisissä olosuhteissa pätee päinvastoin.
6. Karboksimetyyliselluloosan polymeroitumisaste ja viskositeetti
Polymeroitumisaste: viittaa selluloosaketjun pituuteen, joka määrää viskositeetin. Mitä pidempi selluloosaketju, sitä suurempi viskositeetti, ja niin on myös NaCMC-liuoksen viskositeetti.
Viskositeetti: NaCMC-liuos on ei-newtoninen neste, ja sen näennäinen viskositeetti pienenee leikkausvoiman kasvaessa. Sekoituksen lopettamisen jälkeen viskositeetti kasvoi suhteessa, kunnes se pysyi vakaana. Toisin sanoen liuos on tiksotrooppinen.
7. Karboksimetyyliselluloosan käyttöalue
1. Rakennus- ja keramiikkateollisuus
(1) Arkkitehtoniset pinnoitteet: hyvä dispersio, tasainen pinnoitteen jakautuminen; ei kerrostumista, hyvä stabiilius; hyvä sakeutusvaikutus, säädettävä pinnoitteen viskositeetti.
(2) Keramiikkateollisuus: käytetään savimassan plastisuuden parantamiseen tyhjänä sideaineena; kestävä lasite.
2. Pesu-, kosmetiikka-, tupakka-, tekstiilipainatus- ja värjäysteollisuus
(1) Pesu: CMC:tä lisätään pesuaineeseen estämään pestyn lian kertymisen uudelleen kankaaseen.
(2) Kosmetiikka: sakeuttaminen, dispergoiminen, suspendoiminen, stabilointi jne. On hyödyllistä antaa täysi peli kosmetiikan eri ominaisuuksille.
(3) Tupakka: CMC:tä käytetään tupakkalevyjen liimaamiseen, mikä voi tehokkaasti hyödyntää siruja ja vähentää raakatupakanlehtien määrää.
(4) Tekstiili: Kankaiden viimeistelyaineena CMC voi vähentää langan hyppimistä ja päiden katkeamista suurnopeuksisilla kutomakoneilla.
(5) Painatus ja värjäys: Sitä käytetään painopastassa, mikä voi parantaa väriaineiden hydrofiilistä ja tunkeutuvaa kykyä, tehdä värjäyksestä tasaista ja vähentää värieroja.
3. Mosquito-kela- ja hitsaustankoteollisuus
(1) Hyttyskarkotinkelat: CMC:tä käytetään hyttyskarkotinkeloissa parantamaan niiden kestävyyttä ja vähentämään niiden rikkoutumisen ja hajoamisen todennäköisyyttä.
(2) Elektrodi: CMC:tä käytetään lasitteena keraamisen pinnoitteen paremman sitoutumisen ja muovautumisen varmistamiseksi, harjauskyvyn parantamiseksi ja sen palamisominaisuuksien parantamiseksi korkeissa lämpötiloissa.
4. Hammastahnateollisuus
(1) CMC:llä on hyvä yhteensopivaisuus hammastahnassa käytettävien eri raaka-aineiden kanssa;
(2) Tahna on herkkä, ei erota vettä, ei irtoa, ei sakeudu ja siinä on runsaasti vaahtoa;
(3) Hyvä stabiilius ja sopiva koostumus, jotka antavat hammastahnalle hyvän muodon, pysyvyyden ja erityisen miellyttävän maun;
(4) Kestää lämpötilan muutoksia, kosteuttaa ja säilyttää tuoksun.
(5) Pieniä leikkaus- ja pyrstövaurioita tölkeissä.
5. Elintarviketeollisuus
(1) Happamat juomat: Stabilointiaineena esimerkiksi estämään jogurtin proteiinien saostumista ja kerrostumista aggregaation vuoksi; parempi maku veteen liuotuksen jälkeen; hyvä substituutiotasaisuus.
(2) Jäätelö: Tee vedestä, rasvasta, proteiinista jne. tasainen, hajautettu ja vakaa seos jääkiteiden välttämiseksi.
(3) Leipä ja leivonnaiset: CMC voi kontrolloida taikinan viskositeettia, parantaa tuotteen kosteudenpidätyskykyä ja säilyvyyttä.
(4) Pikanuudelit: lisäävät nuudelien sitkeyttä ja kypsennyskestävyyttä; niillä on hyvä muovattavuus kekseissä ja pannukakuissa, ja kakun pinta on sileä eikä helposti murtuva.
(5) Pikapasta: purukumin pohjana.
(6) Karbonoitu metyyliselluloosa on fysiologisesti inertti eikä sillä ole kaloriarvoa. Siksi sillä voidaan tuottaa vähäkalorisia elintarvikkeita.
6. Paperiteollisuus
CMC:tä käytetään paperin liimaukseen, minkä ansiosta paperilla on korkea tiheys, hyvä musteen läpäisynkestävyys, korkea vahankeräyskyky ja sileys. Paperin värjäysprosessissa se auttaa hallitsemaan väripastan valssattavuutta; se voi parantaa paperin sisällä olevien kuitujen välistä tahmeutta, mikä parantaa paperin lujuutta ja taittumiskestävyyttä.
7. Öljyteollisuus
CMC:tä käytetään öljyn- ja kaasunporauksessa, kaivonkaivuussa ja muissa projekteissa.
8. Muut
Liimat kengille, hatuille, kynille jne., kiillotusaineet ja väriaineet nahalle, stabilointiaineet vaahtosammuttimille jne.
Julkaisun aika: 04.01.2023