Карбоксиметил целлюлоза (CMC) - жер бетіндегі ең көп таралған органикалық полимер болып табылатын целлюлозадан алынған суда еритін полимер. CMC целлюлозаның химиялық модификациясы арқылы өндіріледі, әдетте ағаш целлюлозасынан немесе мақта линтерлерінен. Тұтқыр ерітінділер мен гельдер түзу қабілеті, суды байланыстыру қабілеті және биоыдырағыштығы сияқты бірегей қасиеттеріне байланысты қолданудың кең ауқымында кеңінен қолданылады.
Химиялық құрылымы және өндірісі
ЦМС химиялық құрылымы глюкоза мономерлеріндегі кейбір гидроксил топтарына (-OH) қосылған карбоксиметил топтары (-CH2-COOH) бар целлюлоза арқалықтарынан тұрады. Бұл алмастыру процесі натрий карбоксиметил целлюлозасының түзілуіне әкелетін целлюлозаны сілтілі ортада хлорсірке қышқылымен өңдеуді қамтиды. Ауыстыру дәрежесі (DS) глюкоза бірлігіне шаққандағы карбоксиметил топтарымен ауыстырылған гидроксил топтарының орташа санын білдіреді, бұл ретте 0,4-тен 1,4-ке дейінгі DS көптеген қолданбалар үшін ортақ болып табылады.
CMC өндірісі бірнеше қадамдарды қамтиды:
Сілтілік: Целлюлоза сілтілік целлюлозаны қалыптастыру үшін күшті негізмен, әдетте натрий гидроксидімен өңделеді.
Этерификация: Сілтілік целлюлоза хлорсірке қышқылымен әрекеттеседі, нәтижесінде гидроксил топтары карбоксиметил топтарымен алмастырылады.
Тазарту: шикі CMC жанама өнімдер мен артық реагенттерді кетіру үшін жуылады және тазартылады.
Кептіру және ұнтақтау: тазартылған CMC қажетті бөлшектер өлшемін алу үшін кептіріледі және ұнтақталады.
Қасиеттер
CMC өзінің ерекше қасиеттерімен танымал, бұл оны әртүрлі салаларда пайдалы етеді:
Суда ерігіштігі: CMC суда оңай ериді, мөлдір, тұтқыр ерітінділер түзеді.
Тұтқырлықты модуляциялау: CMC ерітінділерінің тұтқырлығын концентрация мен молекулалық салмақты өзгерту арқылы реттеуге болады, бұл оны қоюландыру және тұрақтандыру үшін пайдалы етеді.
Қабықшаның түзілуі: ерітіндіден кептірген кезде ол күшті, икемді қабықшалар түзе алады.
Жабысқақ қасиеттері: CMC жақсы жабысқақ сипаттамаларын көрсетеді, олар желімдер мен жабындар сияқты қолданбаларда пайдалы.
Биологиялық ыдырайтындығы: Табиғи целлюлозадан алынған CMC биологиялық ыдырайтын, сондықтан оны қоршаған ортаға зиянсыз етеді.
Тамақ өнеркәсібі
CMC әртүрлі тағам өнімдерінде тұтқырлықты өзгерту және эмульсияларды тұрақтандыру қабілетіне байланысты тағамдық қоспа (E466) ретінде кеңінен қолданылады. Ол балмұздақ, сүт өнімдері, нан өнімдері және салат таңғыштары сияқты өнімдерде қоюлатқыш, тұрақтандырғыш және эмульгатор ретінде әрекет етеді. Мысалы, балмұздақта CMC мұз кристалдарының пайда болуын болдырмауға көмектеседі, нәтижесінде текстурасы тегіс болады.
Фармацевтика және косметика
Фармацевтика өнеркәсібінде CMC таблеткалардағы байланыстырушы, ыдыратушы және суспензиялар мен эмульсияларда тұтқырлықты күшейткіш ретінде қолданылады. Ол сондай-ақ косметика өнеркәсібінде лосьондарда, кремдерде және гельдерде тұрақтандырғыш ретінде әрекет етеді. Оның улы емес және тітіркендірмейтін табиғаты оны осы өнімдерде қолдануға жарамды етеді.
Қағаз және тоқыма
CMC қағаз өнеркәсібінде қағаздың беріктігі мен басып шығару мүмкіндігін жақсарту үшін өлшем агенті ретінде қолданылады. Тоқыма өндірісінде бояу процестерінде қалыңдататын агент ретінде және басып шығарудың біркелкілігі мен сапасын арттыратын тоқыма басу пасталарының құрамдас бөлігі ретінде қолданылады.
Жуғыш заттар мен тазартқыштар
Жуғыш заттарда CMC кірді суспензиялаушы ретінде қызмет етеді, жуу кезінде кірдің матаға қайта түсуіне жол бермейді. Ол сондай-ақ сұйық жуғыш заттардың тұтқырлығы мен тұрақтылығын арттыру арқылы олардың жұмысын жақсартады.
Мұнай бұрғылау және өндіру
CMC тұтқырлықты бақылау үшін мұнай бұрғылау ерітінділерінде және бұрғылау ерітіндісінің тұрақтылығын сақтау үшін реология модификаторы ретінде ұңғымалардың құлауын болдырмайтын және шламды алып тастауды жеңілдету үшін қолданылады. Тау-кен өндірісінде флотациялық агент және флокулянт ретінде қолданылады.
Құрылыс және керамика
Құрылыс индустриясында CMC суды ұстап тұруды және жұмысқа қабілеттілікті жақсарту үшін цемент және ерітінді қоспаларында қолданылады. Керамикада ол керамикалық пасталардағы байланыстырғыш және пластификатор ретінде әрекет етеді, олардың қалыптау және кептіру қасиеттерін жақсартады.
Қоршаған орта және қауіпсіздік мәселелері
CMC әдетте FDA сияқты реттеуші органдармен қауіпсіз (GRAS) деп саналады. Ол улы емес, аллергия тудырмайды және биологиялық ыдырайтын, сондықтан оны экологиялық таза етеді. Дегенмен, өндіріс процесі қоршаған ортаның ластануын болдырмау үшін мұқият өңделуі керек химиялық заттарды қамтиды. Қоршаған ортаға әсерді азайту үшін қалдықтарды дұрыс кәдеге жарату және өңдеу маңызды.
Инновациялар және болашақ бағыттары
CMC саласындағы соңғы жетістіктер нақты қолданбалар үшін жақсартылған қасиеттері бар модификацияланған CMC әзірлеуді қамтиды. Мысалы, арнайы молекулалық салмағы мен алмастыру дәрежесі бар CMC препараттарды жеткізу жүйелерінде немесе био негізіндегі орау материалдары ретінде жақсартылған өнімділікті ұсына алады. Оған қоса, жүргізіліп жатқан зерттеулер тіндік инженерия және биопринтинг сияқты жаңа салаларда CMC қолдануын зерттейді, мұнда оның биоүйлесімділігі мен гель түзу қабілеттері өте пайдалы болуы мүмкін.
Карбоксиметил целлюлоза - әртүрлі салаларда қолданудың кең ауқымы бар жан-жақты және құнды материал. Оның бірегей қасиеттері, соның ішінде суда ерігіштігі, тұтқырлықтың модуляциясы және биоыдырағыштығы оны көптеген өнімдердің маңызды ингредиентіне айналдырады. Өндірісіндегі және модификациясындағы үздіксіз жетістіктермен CMC дәстүрлі және дамып келе жатқан салаларда технологиялық прогреске және тұрақтылық күш-жігеріне үлес қоса отырып, барған сайын маңызды рөл атқаруға дайын.
Жіберу уақыты: 06 маусым 2024 ж