सोडियम कार्बोक्सीमिथाइल सेलुलोज की श्यानता

सोडियम कार्बोक्सीमिथाइल सेलुलोज की श्यानता को भी विभिन्न उपयोगों के अनुसार कई श्रेणियों में विभाजित किया गया है। धुलाई के लिए उपयुक्त श्यानता 10 से 70 (100 से नीचे) होती है, भवन निर्माण और अन्य उद्योगों के लिए इसकी ऊपरी सीमा 200 से 1200 तक होती है, और खाद्य श्रेणी की श्यानता इससे भी अधिक होती है। ये सभी 1000 से ऊपर होती हैं, और विभिन्न उद्योगों में इनकी श्यानता भिन्न-भिन्न होती है।

इसके व्यापक उपयोगों के कारण।
सोडियम कार्बोक्सीमिथाइल सेलुलोज की चिपचिपाहट उसके सापेक्ष आणविक द्रव्यमान, सांद्रता, तापमान और पीएच मान से प्रभावित होती है, और इसे एथिल या कार्बोक्सीप्रोपिल सेलुलोज, जिलेटिन, ज़ैंथन गम, कैरेजेनन, लोकेस्ट बीन गम, ग्वार गम, अगर, सोडियम एल्जिनेट, पेक्टिन, गम अरेबिक और स्टार्च तथा इसके व्युत्पन्न पदार्थों के साथ मिलाने पर अच्छी अनुकूलता (अर्थात सहक्रियात्मक प्रभाव) पाई जाती है।

जब pH मान 7 होता है, तो सोडियम कार्बोक्सीमिथाइल सेलुलोज विलयन की श्यानता सबसे अधिक होती है, और जब pH मान 4 से 11 के बीच होता है, तो यह अपेक्षाकृत स्थिर रहता है। क्षार धातु और अमोनियम लवणों के रूप में कार्बोक्सीमिथाइलसेलुलोज जल में घुलनशील होता है। द्विसंयोजक धातु आयन Ca²⁺, Mg²⁺, Fe²⁺ इसकी श्यानता को प्रभावित कर सकते हैं। चांदी, बेरियम, क्रोमियम या Fe³⁺ जैसी भारी धातुएँ इसे विलयन से अवक्षेपित कर सकती हैं। यदि आयनों की सांद्रता को नियंत्रित किया जाए, जैसे कि कीलेटिंग एजेंट साइट्रिक अम्ल को मिलाकर, तो अधिक श्यान विलयन प्राप्त किया जा सकता है, जिसके परिणामस्वरूप नरम या कठोर गोंद बनता है।

सोडियम कार्बोक्सीमिथाइल सेलुलोज एक प्रकार का प्राकृतिक सेलुलोज है, जो आमतौर पर कपास के रेशे या लकड़ी के गूदे को कच्चे माल के रूप में उपयोग करके बनाया जाता है और क्षारीय परिस्थितियों में मोनोक्लोरोएसिटिक एसिड के साथ ईथरीकरण प्रतिक्रिया से गुजरता है।

कच्चे माल की विशिष्टताओं और सेल्युलोज डी-ग्लूकोज इकाई में हाइड्रॉक्सिल हाइड्रोजन के स्थान पर कार्बोक्सीमिथाइल समूह के प्रतिस्थापन के अनुसार, विभिन्न प्रतिस्थापन डिग्री और विभिन्न आणविक भार वितरण वाले जल-घुलनशील बहुलक यौगिक प्राप्त किए जाते हैं।

सोडियम कार्बोक्सीमिथाइल सेलुलोज में कई अद्वितीय और उत्कृष्ट विशेषताएं होने के कारण, इसका व्यापक रूप से दैनिक रासायनिक उद्योग, खाद्य और औषधि तथा अन्य औद्योगिक उत्पादन में उपयोग किया जाता है।

सोडियम कार्बोक्सीमिथाइल सेलुलोज के सबसे महत्वपूर्ण संकेतकों में से एक इसकी श्यानता है। श्यानता का मान सांद्रता, तापमान और अपरूपण दर जैसे विभिन्न कारकों से संबंधित होता है। हालांकि, सांद्रता, तापमान और अपरूपण दर जैसे कारक बाहरी कारक हैं जो सोडियम कार्बोक्सीमिथाइल सेलुलोज की श्यानता को प्रभावित करते हैं।

सोडियम कार्बोक्सीमिथाइल सेलुलोज विलयन की श्यानता को प्रभावित करने वाले आंतरिक कारक इसका आणविक भार और आणविक वितरण हैं। सोडियम कार्बोक्सीमिथाइल सेलुलोज के उत्पादन नियंत्रण और उत्पाद प्रदर्शन विकास के लिए, इसके आणविक भार और आणविक भार वितरण पर शोध करना अत्यंत महत्वपूर्ण संदर्भ मूल्य रखता है, जबकि श्यानता का मापन केवल एक निश्चित संदर्भ भूमिका ही निभा सकता है।

रियोलॉजी में न्यूटन के नियम: कृपया भौतिक रसायन विज्ञान में "रियोलॉजी" से संबंधित विषय पढ़ें, इसे एक या दो वाक्यों में समझाना मुश्किल है। संक्षेप में कहें तो: न्यूटन के नियम के अनुरूप लगभग किसी तनु विलयन के लिए, अपरूपण तनाव, अपरूपण दर के समानुपाती होता है, और इन दोनों के बीच के समानुपाती गुणांक को श्यानता गुणांक या गतिज श्यानता कहा जाता है।

श्यानता, सेल्युलोज की आणविक श्रृंखलाओं के बीच लगने वाले बलों से उत्पन्न होती है, जिनमें प्रकीर्णन बल और हाइड्रोजन बंध शामिल हैं। विशेष रूप से, सेल्युलोज व्युत्पन्नों का बहुलकीकरण एक रेखीय संरचना नहीं बल्कि एक बहुशाखीय संरचना होती है। विलयन में, कई बहुशाखीय सेल्युलोज आपस में गुंथे हुए एक स्थानिक जाल संरचना बनाते हैं। संरचना जितनी सघन होगी, परिणामी विलयन में आणविक श्रृंखलाओं के बीच बल उतना ही अधिक होगा।

सेल्यूलोज व्युत्पन्नों के तनु विलयन में प्रवाह उत्पन्न करने के लिए, आणविक श्रृंखलाओं के बीच बल पर काबू पाना आवश्यक है, इसलिए उच्च बहुलकीकरण वाले विलयन में प्रवाह उत्पन्न करने के लिए अधिक बल की आवश्यकता होती है। श्यानता मापन के लिए, सीएमसी विलयन पर लगने वाला बल गुरुत्वाकर्षण बल होता है। स्थिर गुरुत्वाकर्षण की स्थिति में, उच्च बहुलकीकरण वाले सीएमसी विलयन की श्रृंखला संरचना पर बल अधिक होता है, और प्रवाह धीमा होता है। धीमा प्रवाह श्यानता को दर्शाता है।

सोडियम कार्बोक्सीमिथाइल सेलुलोज की श्यानता मुख्य रूप से आणविक भार से संबंधित होती है, और प्रतिस्थापन की मात्रा से इसका बहुत कम संबंध होता है। प्रतिस्थापन की मात्रा जितनी अधिक होगी, आणविक भार उतना ही अधिक होगा, क्योंकि प्रतिस्थापित कार्बोक्सीमिथाइल समूह का आणविक भार पिछले हाइड्रॉक्सिल समूह से अधिक होता है।

सेल्यूलोज कार्बोक्सीमिथाइल ईथर का सोडियम लवण, एक आयनिक सेल्यूलोज ईथर, एक सफेद या दूधिया सफेद रेशेदार पाउडर या कणिका है, जिसका घनत्व 0.5-0.7 ग्राम/सेमी³ होता है, यह लगभग गंधहीन, स्वादहीन और नमी सोखने वाला होता है। यह पानी में आसानी से घुल जाता है और एक पारदर्शी कोलाइडल विलयन बनाता है, और एथेनॉल जैसे कार्बनिक विलायकों में अघुलनशील होता है। 1% जलीय विलयन का pH 6.5 से 8.5 होता है। जब pH > 10 या < 5 होता है, तो सोडियम कार्बोक्सीमिथाइलसेल्यूलोज की श्यानता काफी कम हो जाती है, और pH = 7 होने पर इसका प्रदर्शन सर्वोत्तम होता है।

यह ऊष्मीय रूप से स्थिर है। 20℃ से नीचे इसकी श्यानता तेजी से बढ़ती है और 45℃ पर धीरे-धीरे बदलती है। 80℃ से ऊपर लंबे समय तक गर्म करने से कोलाइड विकृत हो सकता है और इसकी श्यानता और कार्यक्षमता में काफी कमी आ सकती है। यह पानी में आसानी से घुल जाता है और इसका घोल पारदर्शी होता है; यह क्षारीय घोल में बहुत स्थिर होता है और अम्ल की उपस्थिति में आसानी से अपघटित हो जाता है। pH मान 2-3 होने पर यह अवक्षेपित हो जाता है।