La carboxyméthylcellulose (CMC) est obtenue par carboxyméthylation de la cellulose. Sa solution aqueuse possède des propriétés épaississantes, filmogènes, liantes, hydrophiles, protectrices des colloïdes, émulsifiantes et suspendantes. Elle est largement utilisée dans les industries pétrolière, alimentaire, pharmaceutique, textile et papetière, et figure parmi les éthers de cellulose les plus importants. La cellulose naturelle est le polysaccharide le plus répandu et le plus abondant dans la nature, et ses sources sont très riches. Les techniques actuelles de modification de la cellulose reposent principalement sur l'éthérification et l'estérification. La carboxyméthylation est une technique d'éthérification.
propriétés physiques
La carboxyméthylcellulose sodique (CMC) est un éther de cellulose anionique, se présentant sous forme de poudre fibreuse floconneuse blanche ou légèrement jaunâtre, ou de poudre blanche. Inodore, insipide et non toxique, elle est facilement soluble dans l'eau froide ou chaude, formant une solution limpide de viscosité donnée. Cette solution est neutre ou légèrement alcaline et insoluble dans l'éthanol, l'éther, l'isopropanol, l'acétone et autres solvants organiques. Elle est soluble dans une solution d'éthanol ou d'acétone à 60 % d'eau. Hygroscopique, elle est stable à la lumière et à la chaleur. Sa viscosité diminue avec l'augmentation de la température. La solution est stable à un pH compris entre 2 et 10. À un pH inférieur à 2, un précipité solide se forme, et sa viscosité diminue à un pH supérieur à 10. Sa température de décoloration est de 227 °C, sa température de carbonisation de 252 °C, et la tension superficielle d'une solution aqueuse à 2 % est de 71 mN/m.
propriétés chimiques
Ce produit est préparé à partir de dérivés de cellulose substitués par des groupes carboxyméthyle. La cellulose est traitée avec de l'hydroxyde de sodium pour former de la cellulose alcaline, puis mise à réagir avec de l'acide monochloroacétique. L'unité glucose constituant la cellulose possède trois groupes hydroxyle substituables, permettant ainsi d'obtenir des produits présentant différents degrés de substitution. En moyenne, 1 mmol de groupe carboxyméthyle est introduit par gramme de matière sèche. Insoluble dans l'eau et les acides dilués, ce produit peut gonfler et être utilisé pour la chromatographie d'échange d'ions. Le pKa du groupe carboxyméthyle est d'environ 4 dans l'eau pure et d'environ 3,5 dans une solution de NaCl à 0,5 mol/L. Il s'agit d'un échangeur de cations faiblement acide, généralement utilisé pour la séparation des protéines neutres et basiques à pH > 4. Plus de 40 % des groupes hydroxyle sont remplacés par des groupes carboxyméthyle, ce qui permet à ce produit de se dissoudre dans l'eau pour former une solution colloïdale stable de haute viscosité.
L'objectif principal
La carboxyméthylcellulose (CMC) est une poudre floconneuse blanche, non toxique et inodore, aux propriétés stables et facilement soluble dans l'eau. Sa solution aqueuse est un liquide visqueux transparent, neutre ou alcalin, soluble dans d'autres colles et résines hydrosolubles, et insoluble dans les solvants organiques tels que l'éthanol. La CMC peut être utilisée comme adhésif, épaississant, agent de suspension, émulsifiant, dispersant, stabilisant, agent d'encollage, etc.
La carboxyméthylcellulose sodique (CMC) est le produit le plus produit, le plus largement utilisé et le plus pratique parmi les éthers de cellulose, communément appelé « glutamate monosodique industriel ».
1. Il est utilisé pour le forage pétrolier et gazier, le creusement de puits et d'autres projets.
① La boue contenant du CMC peut permettre à la paroi du puits de former un gâteau de filtration mince et ferme à faible perméabilité, ce qui réduit la perte d'eau.
② Après l'ajout de CMC à la boue, l'appareil de forage peut obtenir une faible force de cisaillement initiale, de sorte que la boue puisse facilement libérer le gaz qu'elle contient et, en même temps, les débris sont rapidement évacués dans la fosse à boue.
③La boue de forage, comme les autres dispersions en suspension, a une certaine période d'existence, et l'ajout de CMC peut la stabiliser et prolonger sa période d'existence.
④ La boue contenant du CMC est rarement affectée par la moisissure, il n'est donc pas nécessaire de maintenir une valeur de pH élevée et d'utiliser des conservateurs.
⑤ Contient du CMC comme agent de traitement du fluide de lavage de la boue de forage, qui peut résister à la pollution par divers sels solubles.
⑥ La boue contenant du CMC a une bonne stabilité et peut réduire la perte d'eau même si la température est supérieure à 150℃.
Les CMC à viscosité élevée et à fort degré de substitution conviennent aux boues de faible densité, tandis que les CMC à faible viscosité et à fort degré de substitution conviennent aux boues de haute densité. Le choix de la CMC doit être déterminé en fonction de différents facteurs tels que le type de boue, la région et la profondeur du puits.
2. Utilisé dans l'industrie textile, d'impression et de teinture. L'industrie textile utilise la CMC comme agent d'encollage pour l'encollage léger des fils de coton, de soie, de laine, de fibres chimiques, de mélanges et d'autres matériaux résistants ;
3. Utilisée dans l'industrie papetière, la CMC peut servir d'agent de lissage et d'encollage de surface pour le papier. L'ajout de 0,1 % à 0,3 % de CMC à la pâte à papier permet d'améliorer sa résistance à la traction de 40 % à 50 %, sa résistance à la rupture par compression de 50 % et sa malléabilité de 4 à 5 fois.
4. La CMC peut être utilisée comme adsorbant de saleté lorsqu'elle est ajoutée à des détergents synthétiques ; dans l'industrie des produits chimiques quotidiens, comme le dentifrice, la solution aqueuse de CMC et de glycérine est utilisée comme base de gomme pour le dentifrice ; dans l'industrie pharmaceutique, elle est utilisée comme épaississant et émulsifiant ; la solution aqueuse de CMC est épaissie et utilisée pour le traitement des minéraux flottants, etc.
5. Dans l'industrie céramique, il peut être utilisé comme adhésif, plastifiant, agent de suspension pour l'émail, agent fixateur de couleur, etc.
6. Utilisé dans la construction pour améliorer la rétention d'eau et la résistance
7. Il est utilisé dans l'industrie alimentaire. L'industrie alimentaire utilise la CMC à haut degré de substitution comme épaississant pour les crèmes glacées, les conserves, les nouilles instantanées et comme stabilisant de mousse pour la bière, etc. Il sert également d'épaississant, de liant ou d'excipient.
8. L'industrie pharmaceutique sélectionne la CMC avec une viscosité appropriée comme liant pour comprimés, désintégrant et agent de suspension pour suspensions.
Date de publication : 3 novembre 2022