Карбоксиметил целулоза (CMC) е полимер растворлив во вода добиен од целулоза, која е најзастапениот органски полимер на Земјата. CMC се произведува со хемиска модификација на целулоза, обично од дрвна маса или памучни ливчиња. Се користи интензивно во широк опсег на апликации поради неговите уникатни својства, вклучувајќи ја и неговата способност да формира вискозни раствори и гелови, неговиот капацитет за врзување вода и неговата биоразградливост.
Хемиска структура и производство
Хемиската структура на CMC се состои од целулозни столбови со карбоксиметил групи (-CH2-COOH) прикачени на некои од хидроксилните групи (-OH) на мономерите на гликозата. Овој процес на замена вклучува третирање на целулоза со хлорооцетна киселина во алкална средина, што доведува до формирање на натриум карбоксиметил целулоза. Степенот на супституција (DS) се однесува на просечниот број на хидроксилни групи по единица гликоза кои се заменети со карбоксиметил групи, при што DS од 0,4 до 1,4 е вообичаен за повеќето апликации.
Процесот на производство на CMC вклучува неколку чекори:
Алкализација: целулозата се третира со силна база, обично натриум хидроксид, за да се формира алкална целулоза.
Етерификација: алкалната целулоза потоа се реагира со хлорооцетна киселина, што резултира со замена на хидроксилните групи со карбоксиметил групи.
Прочистување: Суровиот CMC се мие и прочистува за да се отстранат нуспроизводите и вишокот реагенси.
Сушење и мелење: Прочистениот CMC се суши и меле за да се добие саканата големина на честички.
Својства
CMC е познат по своите исклучителни својства, кои го прават корисен во различни индустрии:
Растворливост во вода: CMC лесно се раствора во вода, формирајќи јасни, вискозни раствори.
Модулација на вискозност: Вискозноста на растворите на CMC може да се прилагоди со промена на концентрацијата и молекуларната тежина, што го прави корисен за згуснување и стабилизирање.
Формирање филм: Може да формира силни, флексибилни филмови кога се суши од растворот.
Својства на лепилото: CMC покажува добри карактеристики на лепилото, кои се корисни во апликации како лепила и облоги.
Биоразградливост: Со оглед на тоа што се добива од природна целулоза, CMC е биоразградлив, што го прави еколошки.
Прехранбена индустрија
CMC е широко користен како додаток на храна (E466) поради неговата способност да ја менува вискозноста и да ги стабилизира емулзиите во различни прехранбени производи. Делува како згуснувач, стабилизатор и емулгатор во производи како сладолед, млечни производи, пекарски производи и преливи за салати. На пример, во сладоледот, CMC помага да се спречи формирањето на ледени кристали, што резултира со помазна текстура.
Фармацевтски производи и козметика
Во фармацевтската индустрија, CMC се користи како врзивно средство за таблети, дезинтегратор и засилувач на вискозноста во суспензии и емулзии. Исто така, делува како стабилизатор во лосиони, креми и гелови во козметичката индустрија. Неговата нетоксична и неиритирачка природа го прави погоден за употреба во овие производи.
Хартија и текстил
CMC се користи во индустријата за хартија како средство за димензионирање за да се подобри јачината и можноста за печатење на хартијата. Во текстилот, се користи како средство за згуснување во процесите на боење и како компонента во пастите за печатење на текстил, подобрувајќи ја униформноста и квалитетот на отпечатоците.
Детергенти и средства за чистење
Во детергентите, CMC служи како средство за суспендирање на нечистотија, спречувајќи ја нечистотијата од повторно таложење на ткаенините за време на перењето. Исто така, ги подобрува перформансите на течните детергенти со зголемување на нивната вискозност и стабилност.
Дупчење на нафта и рударство
CMC се користи во течности за дупчење нафта за контрола на вискозноста и како модификатор на реологијата за одржување на стабилноста на калта за дупчење, спречувајќи го колапсот на дупките и олеснувајќи го отстранувањето на исечоците. Во рударството се користи како средство за флотација и флокулант.
Градежништво и керамика
Во градежната индустрија, CMC се користи во формулации за цемент и малтер за да се подобри задржувањето на водата и обработливоста. Во керамиката, делува како врзивно средство и пластификатор во керамичките пасти, подобрувајќи ги нивните својства на обликување и сушење.
Разгледувања за животната средина и безбедноста
CMC генерално се смета за безбеден (GRAS) од регулаторните органи како што е FDA. Тој е нетоксичен, не алергенски и биоразградлив, што го прави еколошки. Сепак, процесот на производство вклучува хемикалии со кои мора внимателно да се постапува за да се спречи загадување на животната средина. Правилното отстранување и третман на отпадните производи се од суштинско значење за да се минимизира влијанието врз животната средина.
Иновации и идни насоки
Неодамнешните достигнувања во областа на CMC вклучуваат развој на модифицирана CMC со подобрени својства за специфични апликации. На пример, CMC со приспособена молекуларна тежина и степен на замена може да понуди подобрени перформанси во системите за испорака на лекови или како био-базирани материјали за пакување. Дополнително, тековните истражувања ја истражуваат употребата на CMC во нови области како што се инженерството на ткиво и биопечатењето, каде што неговата биокомпатибилност и способностите за формирање на гел би можеле да бидат многу корисни.
Карбоксиметил целулозата е разновиден и вреден материјал со широк спектар на апликации во различни индустрии. Неговите уникатни својства, вклучувајќи растворливост во вода, модулација на вискозност и биоразградливост, ја прават суштинска состојка во многу производи. Со континуиран напредок во неговото производство и модификација, CMC е подготвен да игра сè поважна улога и на традиционалните и на новите полиња, придонесувајќи за технолошкиот напредок и напорите за одржливост.
Време на објавување: Јуни-06-2024 година