1. Breve introduzione alla carbossimetilcellulosa
Nome inglese: Carbossimetilcellulosa
Abbreviazione: CMC
La formula molecolare è variabile: [C6H7O2(OH)2CH2COONa]n
Aspetto: polvere granulare fibrosa di colore bianco o giallo chiaro.
Solubilità in acqua: facilmente solubile in acqua, forma un colloide viscoso trasparente e la soluzione è neutra o leggermente alcalina.
Caratteristiche: Composto colloidale tensioattivo ad alto peso molecolare, inodore, insapore e non tossico.
La cellulosa naturale è ampiamente diffusa in natura ed è il polisaccaride più abbondante. Tuttavia, nella produzione, la cellulosa si presenta solitamente sotto forma di carbossimetilcellulosa sodica, quindi il nome completo dovrebbe essere carbossimetilcellulosa sodica, o CMC-Na. Trova ampio impiego nell'industria, nell'edilizia, nella medicina, nell'industria alimentare, tessile, ceramica e in altri settori.
2. Tecnologia della carbossimetilcellulosa
La tecnologia di modifica della cellulosa comprende: eterificazione ed esterificazione.
Trasformazione della carbossimetilcellulosa: reazione di carbossimetilazione nella tecnologia di eterificazione, la cellulosa viene carbossimetilata per ottenere carbossimetilcellulosa, detta CMC.
Funzioni della soluzione acquosa di carbossimetilcellulosa: addensante, filmogena, legante, ritenzione idrica, protezione colloidale, emulsionante e sospensiva.
3. Reazione chimica della carbossimetilcellulosa
Reazione di alcalinizzazione della cellulosa:
[C6H7O2(OH) 3]n + nNaOH→[C6H7O2(OH) 2ONa ]n + nH2O
La reazione di eterificazione dell'acido monocloroacetico dopo il trattamento alcalino della cellulosa:
[C6H7O2(OH) 2ONa ]n + nClCH2COONa →[C6H7O2(OH) 2OCH2COONa ]n + nNaC
Pertanto: la formula chimica per la formazione della carbossimetilcellulosa è: Cell-O-CH2-COONa NaCMC
Carbossimetilcellulosa di sodio(NaCMC o CMC in breve) è un etere di cellulosa solubile in acqua che può far variare la viscosità della maggior parte delle formulazioni di soluzioni acquose comunemente utilizzate da pochi cP a diverse migliaia di cP.
4. Caratteristiche del prodotto della carbossimetilcellulosa
1. Conservazione della soluzione acquosa di CMC: È stabile a basse temperature o alla luce solare, ma l'acidità e l'alcalinità della soluzione variano a causa delle variazioni di temperatura. Sotto l'influenza dei raggi ultravioletti o dei microrganismi, la viscosità della soluzione diminuirà o addirittura si deteriorerà. Se è necessaria una conservazione a lungo termine, è opportuno aggiungere un conservante adatto.
2. Metodo di preparazione della soluzione acquosa di CMC: inumidire prima uniformemente le particelle, il che può aumentare significativamente la velocità di dissoluzione.
3. La CMC è igroscopica e deve essere protetta dall'umidità durante la conservazione.
4. I sali di metalli pesanti come zinco, rame, piombo, alluminio, argento, ferro, stagno e cromo possono causare la precipitazione della CMC.
5. La precipitazione avviene nella soluzione acquosa al di sotto di pH 2,5, che può essere recuperata dopo neutralizzazione mediante aggiunta di alcali.
6. Sebbene sali come calcio, magnesio e sale da cucina non abbiano un effetto precipitante sulla CMC, ne riducono la viscosità.
7. Il CMC è compatibile con altre colle, plastificanti e resine idrosolubili.
8. A causa dei diversi processi di lavorazione, l'aspetto della CMC può essere di polvere fine, a grana grossa o fibrosa, il che non ha nulla a che vedere con le proprietà fisiche e chimiche.
9. Il metodo di utilizzo della polvere di CMC è semplice. Può essere aggiunta e disciolta direttamente in acqua fredda o in acqua tiepida a 40-50 °C.
5. Grado di sostituzione e solubilità della carbossimetilcellulosa
Il grado di sostituzione si riferisce al numero medio di gruppi carbossimetilici di sodio legati a ciascuna unità di cellulosa; il valore massimo del grado di sostituzione è 3, ma il più utile a livello industriale è il NaCMC con un grado di sostituzione variabile da 0,5 a 1,2. Le proprietà del NaCMC con un grado di sostituzione di 0,2-0,3 sono piuttosto diverse da quelle del NaCMC con un grado di sostituzione di 0,7-0,8. Il primo è solo parzialmente solubile in acqua a pH 7, mentre il secondo è completamente solubile. Il contrario si verifica in condizioni alcaline.
6. Grado di polimerizzazione e viscosità della carbossimetilcellulosa
Grado di polimerizzazione: si riferisce alla lunghezza della catena di cellulosa, che determina la viscosità. Più lunga è la catena di cellulosa, maggiore è la viscosità, e lo stesso vale per la soluzione di NaCMC.
Viscosità: la soluzione di NaCMC è un liquido non newtoniano e la sua viscosità apparente diminuisce all'aumentare della forza di taglio. Dopo aver interrotto l'agitazione, la viscosità aumenta proporzionalmente fino a stabilizzarsi. Ciò significa che la soluzione è tissotropica.
7. Campo di applicazione della carbossimetilcellulosa
1. Edilizia e industria ceramica
(1) Rivestimenti architettonici: buona dispersione, distribuzione uniforme del rivestimento; nessuna stratificazione, buona stabilità; buon effetto addensante, viscosità del rivestimento regolabile.
(2) Industria ceramica: utilizzato come legante per migliorare la plasticità dell'argilla ceramica; smalto durevole.
2. Industrie del lavaggio, della cosmetica, del tabacco, della stampa e della tintura tessile
(1) Lavaggio: il CMC viene aggiunto al detersivo per impedire che lo sporco lavato si ridepositi sul tessuto.
(2) Cosmetici: addensanti, disperdenti, sospensivanti, stabilizzanti, ecc. È vantaggioso sfruttare appieno le varie proprietà dei cosmetici.
(3) Tabacco: il CMC viene utilizzato per legare i fogli di tabacco, che possono utilizzare efficacemente i trucioli e ridurre la quantità di foglie di tabacco grezzo.
(4) Tessile: come agente di finitura per tessuti, il CMC può ridurre il salto del filo e la rottura delle estremità sui telai ad alta velocità.
(5) Stampa e tintura: viene utilizzato nella pasta da stampa, che può migliorare la capacità idrofila e penetrante dei coloranti, rendere la tintura uniforme e ridurre la differenza di colore.
3. Industria delle spirali antizanzare e delle bacchette per saldatura
(1) Spirali antizanzare: il CMC viene utilizzato nelle spirali antizanzare per aumentarne la robustezza e renderle meno soggette a rotture.
(2) Elettrodo: il CMC viene utilizzato come agente di rivestimento per rendere il rivestimento ceramico più aderente e formato, con migliori prestazioni di spazzolatura, e ha anche prestazioni di combustione ad alte temperature.
4. Industria del dentifricio
(1) Il CMC ha una buona compatibilità con varie materie prime nel dentifricio;
(2) La pasta è delicata, non separa l'acqua, non si sfalda, non si addensa e ha una schiuma ricca;
(3) Buona stabilità e consistenza adeguata, che possono conferire al dentifricio una buona forma, ritenzione e un gusto particolarmente gradevole;
(4) Resistente agli sbalzi di temperatura, idratante e fissante la fragranza.
(5) Piccola tosatura e scarti in lattine.
5. Industria alimentare
(1) Bevande acide: come stabilizzante, ad esempio, per prevenire la precipitazione e la stratificazione delle proteine nello yogurt a causa dell'aggregazione; sapore migliore dopo la dissoluzione in acqua; buona uniformità di sostituzione.
(2) Gelato: far sì che acqua, grassi, proteine, ecc. formino una miscela uniforme, dispersa e stabile per evitare la formazione di cristalli di ghiaccio.
(3) Pane e pasticceria: la CMC può controllare la viscosità dell'impasto, migliorare la ritenzione di umidità e la durata di conservazione del prodotto.
(4) Noodles istantanei: aumentano la tenacità e la resistenza alla cottura dei noodles; hanno una buona formabilità in biscotti e pancake, e la superficie della torta è liscia e non si rompe facilmente.
(5) Pasta istantanea: come base di gomma.
(6) La CMC è fisiologicamente inerte e non ha valore calorico. Pertanto, è possibile produrre alimenti a basso contenuto calorico.
6. Industria della carta
Il CMC viene utilizzato per la collatura della carta, che le conferisce un'elevata densità, una buona resistenza alla penetrazione dell'inchiostro, un'elevata capacità di assorbimento della cera e una superficie liscia. Nel processo di colorazione della carta, contribuisce a controllare la laminabilità della pasta colorante; può migliorare l'adesione tra le fibre all'interno della carta, migliorandone così la resistenza e la resistenza alla piegatura.
7. Industria petrolifera
Il CMC viene utilizzato nelle trivellazioni petrolifere e del gas, nello scavo di pozzi e in altri progetti.
8. Altri
Adesivi per scarpe, cappelli, matite, ecc., lucidanti e coloranti per cuoio, stabilizzanti per estintori a schiuma, ecc.
Data di pubblicazione: 4 gennaio 2023