कार्बोक्सीमिथाइल सेलुलोज के गुण और अनुप्रयोग

1. कार्बोक्सीमिथाइल सेलुलोज का संक्षिप्त परिचय

अंग्रेजी नाम: कार्बोक्सिल मिथाइल सेलुलोज

संक्षिप्त रूप: सीएमसी

आणविक सूत्र परिवर्तनशील है: [C6H7O2(OH)2CH2COONa]n

स्वरूप: सफेद या हल्के पीले रंग का रेशेदार दानेदार पाउडर।

जल में घुलनशीलता: यह पानी में आसानी से घुल जाता है, जिससे एक पारदर्शी चिपचिपा कोलाइड बनता है, और विलयन उदासीन या हल्का क्षारीय होता है।

विशेषताएं: सतह सक्रिय कोलाइड का उच्च आणविक यौगिक, गंधहीन, स्वादहीन और गैर-विषाक्त।

प्राकृतिक सेलुलोज प्रकृति में व्यापक रूप से पाया जाता है और यह सबसे प्रचुर मात्रा में मौजूद पॉलीसेकेराइड है। लेकिन उत्पादन में, सेलुलोज आमतौर पर सोडियम कार्बोक्सीमिथाइल सेलुलोज के रूप में मौजूद होता है, इसलिए इसका पूरा नाम सोडियम कार्बोक्सीमिथाइल सेलुलोज, या सीएमसी-एनए होना चाहिए। इसका व्यापक रूप से उद्योग, निर्माण, चिकित्सा, खाद्य, वस्त्र, सिरेमिक और अन्य क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है।

2. कार्बोक्सीमिथाइल सेलुलोज प्रौद्योगिकी

सेल्यूलोज के संशोधन प्रौद्योगिकी में ईथरीकरण और एस्टरीकरण शामिल हैं।

कार्बोक्सीमिथाइल सेलुलोज का रूपांतरण: ईथरीकरण प्रौद्योगिकी में कार्बोक्सीमिथाइलेशन अभिक्रिया में, सेलुलोज को कार्बोक्सीमिथाइलेटेड करके कार्बोक्सीमिथाइल सेलुलोज प्राप्त किया जाता है, जिसे सीएमसी कहा जाता है।

कार्बोक्सीमिथाइल सेलुलोज के जलीय विलयन के कार्य: गाढ़ापन, फिल्म निर्माण, बंधन, जल प्रतिधारण, कोलाइड संरक्षण, पायसीकरण और निलंबन।

3. कार्बोक्सीमिथाइल सेलुलोज की रासायनिक प्रतिक्रिया

सेल्युलोज क्षारीकरण अभिक्रिया:

[C6H7O2(OH) 3]n + nNaOH→[C6H7O2(OH) 2ONa ]n + nH2O

क्षारयुक्त सेलुलोज के बाद मोनोक्लोरोएसिटिक अम्ल की ईथरीकरण अभिक्रिया:

[C6H7O2(OH) 2ONa ]n + nClCH2COONa →[C6H7O2(OH) 2OCH2COONa ]n + nNaC

अतः, कार्बोक्सीमिथाइल सेलुलोज बनाने का रासायनिक सूत्र है: Cell-O-CH2-COONa NaCMC

सोडियम कार्बोक्सीमिथाइल सेलुलोज(NaCMC या संक्षेप में CMC) एक जल में घुलनशील सेल्युलोज ईथर है जो आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले अधिकांश जलीय विलयन फॉर्मूलेशन की चिपचिपाहट को कुछ cP से लेकर कई हजार cP तक भिन्न कर सकता है।

4. कार्बोक्सीमिथाइल सेलुलोज के उत्पाद गुण

1. सीएमसी जलीय विलयन का भंडारण: यह कम तापमान या सूर्य के प्रकाश में स्थिर रहता है, लेकिन तापमान में परिवर्तन के कारण विलयन की अम्लता और क्षारीयता में बदलाव आ सकता है। पराबैंगनी किरणों या सूक्ष्मजीवों के प्रभाव से विलयन की श्यानता कम हो सकती है या वह दूषित भी हो सकता है। यदि इसे लंबे समय तक संग्रहित करना हो, तो इसमें उपयुक्त परिरक्षक मिलाना चाहिए।

2. सीएमसी जलीय घोल की तैयारी विधि: पहले कणों को समान रूप से गीला करें, जिससे विघटन दर में काफी वृद्धि हो सकती है।

3. सीएमसी नमी सोखने वाला पदार्थ है और भंडारण के दौरान इसे नमी से बचाना चाहिए।

4. जस्ता, तांबा, सीसा, एल्युमीनियम, चांदी, लोहा, टिन और क्रोमियम जैसे भारी धातु लवण सीएमसी के अवक्षेपण का कारण बन सकते हैं।

5. पीएच 2.5 से नीचे जलीय विलयन में अवक्षेपण होता है, जिसे क्षार मिलाकर उदासीन करने के बाद पुनः प्राप्त किया जा सकता है।

6. हालांकि कैल्शियम, मैग्नीशियम और टेबल नमक जैसे लवण सीएमसी पर अवक्षेपण प्रभाव नहीं डालते हैं, वे विलयन की श्यानता को कम कर देंगे।

7. सीएमसी अन्य जल-घुलनशील गोंद, सॉफ़्टनर और रेजिन के साथ संगत है।

8. विभिन्न प्रसंस्करण प्रक्रियाओं के कारण, सीएमसी का स्वरूप महीन पाउडर, मोटे दाने या रेशेदार हो सकता है, जिसका भौतिक और रासायनिक गुणों से कोई संबंध नहीं है।

9. सीएमसी पाउडर के उपयोग की विधि सरल है। इसे सीधे ठंडे पानी या 40-50 डिग्री सेल्सियस तापमान वाले गर्म पानी में मिलाकर घोला जा सकता है।

5. कार्बोक्सीमिथाइल सेलुलोज की प्रतिस्थापन डिग्री और घुलनशीलता

प्रतिस्थापन की डिग्री से तात्पर्य प्रत्येक सेलुलोज इकाई से जुड़े सोडियम कार्बोक्सीमिथाइल समूहों की औसत संख्या से है; प्रतिस्थापन की डिग्री का अधिकतम मान 3 है, लेकिन औद्योगिक रूप से सबसे उपयोगी NaCMC है जिसकी प्रतिस्थापन डिग्री 0.5 से 1.2 तक भिन्न होती है। 0.2-0.3 प्रतिस्थापन डिग्री वाले NaCMC के गुण 0.7-0.8 प्रतिस्थापन डिग्री वाले NaCMC से काफी भिन्न होते हैं। पहला pH 7 वाले पानी में केवल आंशिक रूप से घुलनशील होता है, जबकि दूसरा पूर्णतः घुलनशील होता है। क्षारीय परिस्थितियों में इसका विपरीत होता है।

6. कार्बोक्सीमिथाइल सेलुलोज की बहुलकीकरण डिग्री और श्यानता

बहुलकीकरण की डिग्री: यह सेल्यूलोज श्रृंखला की लंबाई को संदर्भित करती है, जो श्यानता निर्धारित करती है। सेल्यूलोज श्रृंखला जितनी लंबी होगी, श्यानता उतनी ही अधिक होगी, और यही बात NaCMC विलयन पर भी लागू होती है।

श्यानता: NaCMC विलयन एक गैर-न्यूटनियन द्रव है, और अपरूपण बल बढ़ने पर इसकी आभासी श्यानता घटती है। हिलाना बंद करने के बाद, श्यानता आनुपातिक रूप से तब तक बढ़ती है जब तक वह स्थिर नहीं हो जाती। अर्थात्, विलयन थिक्सोट्रोपिक है।

7. कार्बोक्सीमिथाइल सेलुलोज का अनुप्रयोग क्षेत्र

1. निर्माण और सिरेमिक उद्योग

(1) आर्किटेक्चरल कोटिंग्स: अच्छा फैलाव, समान कोटिंग वितरण; कोई परत नहीं, अच्छी स्थिरता; अच्छा गाढ़ापन प्रभाव, समायोज्य कोटिंग चिपचिपाहट।

(2) सिरेमिक उद्योग: मिट्टी के बर्तनों की प्लास्टिसिटी में सुधार के लिए ब्लैंक बाइंडर के रूप में उपयोग किया जाता है; टिकाऊ ग्लेज़।

2. धुलाई, सौंदर्य प्रसाधन, तंबाकू, वस्त्र मुद्रण और रंगाई उद्योग

(1) धुलाई: कपड़े पर धुली हुई गंदगी को दोबारा जमा होने से रोकने के लिए डिटर्जेंट में सीएमसी मिलाया जाता है।

(2) सौंदर्य प्रसाधन: गाढ़ा करना, फैलाना, निलंबित करना, स्थिर करना, आदि। सौंदर्य प्रसाधनों के विभिन्न गुणों का पूरा उपयोग करना लाभकारी है।

(3) तंबाकू: सीएमसी का उपयोग तंबाकू शीट को जोड़ने के लिए किया जाता है, जो चिप्स का प्रभावी ढंग से उपयोग कर सकता है और कच्चे तंबाकू के पत्तों की मात्रा को कम कर सकता है।

(4) वस्त्र: कपड़ों के लिए एक फिनिशिंग एजेंट के रूप में, सीएमसी उच्च गति वाले करघों पर धागे की स्किपिंग और अंत टूटने को कम कर सकता है।

(5) छपाई और रंगाई: इसका उपयोग छपाई पेस्ट में किया जाता है, जो रंगों की जल-आशीर्वाद और प्रवेश क्षमता को बढ़ा सकता है, रंगाई को एकसमान बना सकता है और रंग अंतर को कम कर सकता है।

3. मच्छर भगाने वाली कॉइल और वेल्डिंग रॉड उद्योग

(1) मच्छर कॉइल: मच्छर कॉइल की मजबूती बढ़ाने और उन्हें टूटने और बिखरने की संभावना कम करने के लिए मच्छर कॉइल में सीएमसी का उपयोग किया जाता है।

(2) इलेक्ट्रोड: सीएमसी का उपयोग ग्लेज़ एजेंट के रूप में सिरेमिक कोटिंग को बेहतर ढंग से बांधने और आकार देने के लिए किया जाता है, जिसमें बेहतर ब्रशिंग प्रदर्शन होता है, और इसमें उच्च तापमान पर बर्नआउट प्रदर्शन भी होता है।

4. टूथपेस्ट उद्योग

(1) टूथपेस्ट में विभिन्न कच्चे माल के साथ सीएमसी की अच्छी अनुकूलता है;

(2) पेस्ट नाजुक होता है, पानी अलग नहीं करता, छिलता नहीं है, गाढ़ा नहीं होता है, और इसमें भरपूर झाग होता है;

(3) अच्छी स्थिरता और उपयुक्त स्थिरता, जो टूथपेस्ट को अच्छा आकार, प्रतिधारण और विशेष रूप से सुखद स्वाद दे सकती है;

(4) तापमान परिवर्तन के प्रति प्रतिरोधी, नमी प्रदान करने वाला और सुगंध को स्थिर करने वाला।

(5) डिब्बों में छोटी कतरन और पूंछ।

5. खाद्य उद्योग

(1) अम्लीय पेय पदार्थ: एक स्टेबलाइज़र के रूप में, उदाहरण के लिए, योगर्ट में प्रोटीन के एकत्रीकरण के कारण अवक्षेपण और स्तरीकरण को रोकने के लिए; पानी में घुलने के बाद बेहतर स्वाद; अच्छा प्रतिस्थापन एकरूपता।

(2) आइसक्रीम: बर्फ के क्रिस्टल से बचने के लिए पानी, वसा, प्रोटीन आदि को एक समान, फैला हुआ और स्थिर मिश्रण बनाएं।

(3) ब्रेड और पेस्ट्री: सीएमसी घोल की चिपचिपाहट को नियंत्रित कर सकता है, उत्पाद की नमी बनाए रखने और शेल्फ लाइफ को बढ़ा सकता है।

(4) इंस्टेंट नूडल्स: नूडल्स की कठोरता और खाना पकाने के प्रतिरोध को बढ़ाता है; बिस्कुट और पैनकेक में इसकी अच्छी बनावट होती है, और केक की सतह चिकनी होती है और आसानी से टूटती नहीं है।

(5) इंस्टेंट पेस्ट: गोंद आधार के रूप में।

(6) सीएमसी शारीरिक रूप से निष्क्रिय है और इसका कोई कैलोरी मान नहीं है। इसलिए, कम कैलोरी वाले खाद्य पदार्थ उत्पादित किए जा सकते हैं।

6. कागज उद्योग

सीएमसी का उपयोग पेपर साइजिंग के लिए किया जाता है, जिससे पेपर का घनत्व अधिक होता है, स्याही के प्रवेश का प्रतिरोध अच्छा होता है, मोम का संचय अधिक होता है और वह चिकना होता है। पेपर रंगाई की प्रक्रिया में, यह रंग के पेस्ट की रोलिंग क्षमता को नियंत्रित करने में मदद करता है; यह पेपर के अंदर रेशों के बीच चिपचिपाहट को बेहतर बनाता है, जिससे पेपर की मजबूती और मोड़ने की क्षमता में सुधार होता है।

7. पेट्रोलियम उद्योग

सीएमसी का उपयोग तेल और गैस की ड्रिलिंग, कुओं की खुदाई और अन्य परियोजनाओं में किया जाता है।

8. अन्य

जूते, टोपी, पेंसिल आदि के लिए चिपकने वाले पदार्थ, चमड़े के लिए पॉलिश और रंग, फोम अग्निशामक यंत्रों के लिए स्टेबलाइजर आदि।