La carbossimetilcellulosa (CMC) si ottiene dopo la carbossimetilazione della cellulosa. La sua soluzione acquosa possiede proprietà addensanti, filmogene, leganti, di ritenzione idrica, di protezione colloidale, emulsionanti e sospendenti, ed è ampiamente utilizzata nell'industria petrolifera, alimentare, farmaceutica, tessile e cartaria, ed è uno degli eteri di cellulosa più importanti. La cellulosa naturale è il polisaccaride più diffuso e abbondante in natura, e le sue fonti sono molto ricche. L'attuale tecnologia di modifica della cellulosa si concentra principalmente sull'eterificazione e sull'esterificazione. La carbossimetilazione è un tipo di tecnologia di eterificazione.
proprietà fisiche
La carbossimetilcellulosa sodica (CMC) è un etere di cellulosa anionico, che si presenta come una polvere fibrosa flocculenta bianca o leggermente giallastra, inodore, insapore e non tossica; è facilmente solubile in acqua fredda o calda, formando una soluzione limpida di una certa viscosità. La soluzione è neutra o leggermente alcalina, insolubile in etanolo, etere, isopropanolo, acetone e altri solventi organici, ma solubile in soluzioni acquose di etanolo o acetone al 60%. È igroscopica, stabile alla luce e al calore, la viscosità diminuisce con l'aumento della temperatura, la soluzione è stabile a pH 2-10, a pH inferiore a 2 si verifica la precipitazione di solidi e la viscosità diminuisce a pH superiore a 10. La temperatura di decolorazione è di 227 °C, la temperatura di carbonizzazione è di 252 °C e la tensione superficiale di una soluzione acquosa al 2% è di 71 nm/n.
proprietà chimiche
Si prepara a partire da derivati della cellulosa con sostituenti carbossimetilici, trattando la cellulosa con idrossido di sodio per formare cellulosa alcalina e successivamente facendola reagire con acido monocloroacetico. L'unità di glucosio che costituisce la cellulosa presenta 3 gruppi idrossilici che possono essere sostituiti, pertanto è possibile ottenere prodotti con diversi gradi di sostituzione. In media, viene introdotto 1 mmol di carbossimetile per 1 g di peso secco, che risulta insolubile in acqua e in acidi diluiti, ma può essere gonfiato e utilizzato per la cromatografia a scambio ionico. Il pKa del carbossimetile è di circa 4 in acqua pura e di circa 3,5 in NaCl 0,5 mol/L. È uno scambiatore cationico debolmente acido e viene solitamente utilizzato per la separazione di proteine neutre e basiche a pH > 4. Oltre il 40% dei gruppi idrossilici viene sostituito da gruppi carbossimetilici, che possono essere disciolti in acqua per formare una soluzione colloidale stabile ad alta viscosità.
Lo scopo principale
La carbossimetilcellulosa (CMC) è una polvere flocculante bianca, atossica e inodore, dalle prestazioni stabili e facilmente solubile in acqua. La sua soluzione acquosa è un liquido viscoso trasparente, neutro o alcalino, solubile in altre colle e resine idrosolubili e insolubile in solventi organici come l'etanolo. La CMC può essere utilizzata come adesivo, addensante, agente sospensivante, emulsionante, disperdente, stabilizzante, agente di dimensionamento, ecc.
La carbossimetilcellulosa sodica (CMC) è il prodotto con la maggiore produzione, il più diffuso e il più pratico tra gli eteri di cellulosa, comunemente nota come "glutammato monosodico industriale".
1. Viene utilizzato per la perforazione di pozzi petroliferi e di gas naturale, lo scavo di pozzi e altri progetti.
① Il fango contenente CMC può far sì che la parete del pozzo formi un pannello filtrante sottile e compatto a bassa permeabilità, riducendo così la perdita d'acqua.
② Dopo aver aggiunto CMC al fango, l'impianto di perforazione può ottenere una bassa forza di taglio iniziale, in modo che il fango possa rilasciare facilmente il gas in esso contenuto e, allo stesso tempo, i detriti vengano rapidamente smaltiti nella vasca di raccolta del fango.
③Il fango di perforazione, come altre dispersioni in sospensione, ha un certo periodo di tempo di esistenza, e l'aggiunta di CMC può renderlo stabile e prolungarne tale periodo.
④ Il fango contenente CMC è raramente soggetto alla formazione di muffa, pertanto non è necessario mantenere un valore di pH elevato né utilizzare conservanti.
⑤ Contiene CMC come agente di trattamento per il fluido di lavaggio del fango di perforazione, in grado di resistere alla contaminazione da vari sali solubili.
⑥ Il fango contenente CMC ha una buona stabilità e può ridurre la perdita d'acqua anche se la temperatura è superiore a 150℃.
Il CMC ad alta viscosità e alto grado di sostituzione è adatto per fanghi a bassa densità, mentre il CMC a bassa viscosità e alto grado di sostituzione è adatto per fanghi ad alta densità. La scelta del CMC deve essere determinata in base a diverse condizioni, quali il tipo di fango, la regione e la profondità del pozzo.
2. Utilizzato nell'industria tessile, della stampa e della tintura. L'industria tessile utilizza la CMC come agente di apprettatura per l'apprettatura di filati leggeri di cotone, seta, lana, fibre chimiche, tessuti misti e altri materiali resistenti;
3. Utilizzo nell'industria cartaria: il CMC può essere utilizzato come agente levigante per la superficie della carta e come agente di collatura nell'industria cartaria. L'aggiunta dello 0,1% allo 0,3% di CMC alla pasta di cellulosa può aumentare la resistenza alla trazione della carta del 40% al 50%, incrementare la resistenza alla compressione del 50% e aumentare la lavorabilità di 4-5 volte.
4. La CMC può essere utilizzata come adsorbente per lo sporco se aggiunta ai detergenti sintetici; nell'industria dei prodotti chimici di uso quotidiano, ad esempio, la soluzione acquosa di CMC in glicerina viene utilizzata come base per la gomma da masticare; nell'industria farmaceutica viene utilizzata come addensante ed emulsionante; la soluzione acquosa di CMC viene addensata e utilizzata per la lavorazione di minerali flottanti, ecc.
5. Nell'industria ceramica, può essere utilizzato come adesivo, plastificante, agente sospensivante per smalti, agente fissante del colore, ecc.
6. Utilizzato in edilizia per migliorare la ritenzione idrica e la resistenza
7. Viene utilizzato nell'industria alimentare. L'industria alimentare utilizza la CMC con un elevato grado di sostituzione come addensante per gelati, alimenti in scatola, noodles istantanei e come stabilizzante della schiuma per la birra, ecc. Come addensante, legante o eccipiente.
8. L'industria farmaceutica seleziona la CMC con viscosità appropriata come legante per compresse, disgregante e agente sospensivante per le sospensioni.
Data di pubblicazione: 3 novembre 2022