कार्बोक्सिमेथिल सेल्युलोजचे गुणधर्म आणि उपयोग

१. कार्बोक्सीमिथाइल सेल्युलोजचा संक्षिप्त परिचय

इंग्रजी नाव: कार्बोक्सिल मिथाइल सेल्युलोज

संक्षिप्त रूप: सीएमसी

रेणूसूत्र परिवर्तनीय आहे: [C6H7O2(OH)2CH2COONa]n

स्वरूप: पांढरी किंवा फिकट पिवळी तंतुमय दाणेदार पावडर.

पाण्यातील विद्राव्यता: पाण्यात सहज विरघळते, एक पारदर्शक चिकट कलिल तयार करते आणि द्रावण उदासीन किंवा किंचित अल्कधर्मी असते.

वैशिष्ट्ये: पृष्ठक्रियाशील कलिलांचे उच्च आण्विक संयुग, गंधहीन, चवहीन आणि बिनविषारी.

नैसर्गिक सेल्युलोज निसर्गात सर्वत्र आढळतो आणि तो सर्वात मुबलक प्रमाणात आढळणारा पॉलिसेकेराइड आहे. परंतु उत्पादनामध्ये, सेल्युलोज सामान्यतः सोडियम कार्बोक्सीमेथिल सेल्युलोजच्या स्वरूपात असतो, म्हणून त्याचे पूर्ण नाव सोडियम कार्बोक्सीमेथिल सेल्युलोज किंवा सीएमसी-एनए (CMC-Na) असे आहे. याचा उपयोग उद्योग, बांधकाम, औषध, अन्न, वस्त्रोद्योग, सिरॅमिक्स आणि इतर क्षेत्रांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर केला जातो.

२. कार्बोक्सीमिथाइल सेल्युलोज तंत्रज्ञान

सेल्युलोजच्या सुधार तंत्रज्ञानामध्ये इथरीकरण आणि एस्टरीफिकेशन यांचा समावेश होतो.

कार्बोक्सीमेथिल सेल्युलोजचे रूपांतरण: इथरिफिकेशन तंत्रज्ञानातील कार्बोक्सीमेथिलेशन अभिक्रियेमध्ये, सेल्युलोजचे कार्बोक्सीमेथिलेशन करून कार्बोक्सीमेथिल सेल्युलोज मिळवले जाते, ज्याला सीएमसी (CMC) असे म्हणतात.

कार्बोक्सीमेथिल सेल्युलोजच्या जलीय द्रावणाची कार्ये: घट्ट करणे, फिल्म तयार करणे, बंधन, पाणी धरून ठेवणे, कलिलांचे संरक्षण, पायसीकरण आणि निलंबन.

३. कार्बोक्सीमेथिल सेल्युलोजची रासायनिक अभिक्रिया

सेल्युलोज अल्कलीकरण अभिक्रिया:

[C6H7O2(OH) 3]n + nNaOH→[C6H7O2(OH) 2ONa ]n + nH2O

अल्कली सेल्युलोजनंतर मोनोक्लोरोऍसिटिक ऍसिडची ईथरीकरण अभिक्रिया:

[C6H7O2(OH) 2ONa ]n + nClCH2COONa →[C6H7O2(OH) 2OCH2COONa ]n + nNaC

म्हणून, कार्बोक्सीमेथिल सेल्युलोज तयार होण्याचे रासायनिक सूत्र आहे: Cell-O-CH2-COONa NaCMC

सोडियम कार्बोक्सीमेथिल सेल्युलोज(NaCMC किंवा थोडक्यात CMC) हे एक पाण्यात विरघळणारे सेल्युलोज इथर आहे जे सामान्यतः वापरल्या जाणाऱ्या बहुतेक जलीय द्रावण फॉर्म्युलेशनची स्निग्धता काही cP पासून ते अनेक हजार cP पर्यंत बदलू शकते.

४. कार्बोक्सीमेथिल सेल्युलोजची उत्पादन वैशिष्ट्ये

१. सीएमसी जलीय द्रावणाची साठवणूक: हे कमी तापमानात किंवा सूर्यप्रकाशात स्थिर राहते, परंतु तापमानातील बदलांमुळे द्रावणाची आम्लता आणि क्षारता बदलते. अतिनील किरणे किंवा सूक्ष्मजीवांच्या प्रभावामुळे, द्रावणाची चिकटपणा कमी होतो किंवा ते खराबही होऊ शकते. जर दीर्घकाळ साठवणूक आवश्यक असेल, तर त्यात योग्य संरक्षक पदार्थ टाकावा.

२. सीएमसी जलीय द्रावण तयार करण्याची पद्धत: सर्वप्रथम कणांना एकसमान ओले करा, ज्यामुळे विरघळण्याचा दर लक्षणीयरीत्या वाढू शकतो.

३. सीएमसी आर्द्रताशोषक आहे आणि साठवणुकीदरम्यान त्याला ओलाव्यापासून संरक्षित ठेवले पाहिजे.

4. जस्त, तांबे, शिसे, ॲल्युमिनियम, चांदी, लोह, कथील आणि क्रोमियम यांसारख्या जड धातूंच्या क्षारांमुळे सीएमसीचा अवक्षेप होऊ शकतो.

५. जलीय द्रावणात पीएच २.५ च्या खाली अवक्षेपण होते, जे अल्कली घालून उदासीनीकरण केल्यानंतर परत मिळवता येते.

६. कॅल्शियम, मॅग्नेशियम आणि साधे मीठ यांसारख्या क्षारांचा सीएमसीवर अवक्षेपणाचा परिणाम होत नसला तरी, ते द्रावणाची चिकटपणा कमी करतील.

७. सीएमसी हे इतर पाण्यात विरघळणाऱ्या गोंद, सॉफ्टनर आणि रेझिन यांच्याशी सुसंगत आहे.

८. वेगवेगळ्या प्रक्रियेमुळे, सीएमसी बारीक पावडर, जाडसर कण किंवा तंतुमय स्वरूपात दिसू शकते, ज्याचा भौतिक आणि रासायनिक गुणधर्मांशी काहीही संबंध नाही.

९. सीएमसी पावडर वापरण्याची पद्धत सोपी आहे. ती थेट थंड पाण्यात किंवा ४०-५०°C तापमानाच्या कोमट पाण्यात टाकून विरघळवता येते.

५. कार्बोक्सिमिथाइल सेल्युलोजची प्रतिस्थापनाची पातळी आणि विद्राव्यता

प्रतिस्थापनाची पदवी म्हणजे प्रत्येक सेल्युलोज युनिटला जोडलेल्या सोडियम कार्बोक्सीमेथिल गटांची सरासरी संख्या होय; प्रतिस्थापनाच्या पदवीचे कमाल मूल्य ३ आहे, परंतु औद्योगिकदृष्ट्या सर्वात उपयुक्त NaCMC आहे, ज्याची प्रतिस्थापनाची पदवी ०.५ ते १.२ पर्यंत असते. ०.२-०.३ प्रतिस्थापनाची पदवी असलेल्या NaCMC चे गुणधर्म, ०.७-०.८ प्रतिस्थापनाची पदवी असलेल्या NaCMC च्या गुणधर्मांपेक्षा बरेच वेगळे आहेत. पहिले pH ७ असलेल्या पाण्यात फक्त अंशतः विरघळते, परंतु दुसरे पूर्णपणे विरघळते. अल्कधर्मी परिस्थितीत याच्या उलट घडते.

६. कार्बोक्सीमेथिल सेल्युलोजची बहुलकीकरण पातळी आणि स्निग्धता

पॉलिमरायझेशनची पातळी: ही सेल्युलोज साखळीची लांबी दर्शवते, जी स्निग्धता ठरवते. सेल्युलोज साखळी जितकी लांब, तितकी स्निग्धता जास्त असते, आणि NaCMC द्रावणाची स्निग्धताही जास्त असते.

श्यानता: NaCMC द्रावण हे एक नॉन-न्यूटनियन द्रव आहे आणि कर्तन बल वाढल्यावर त्याची भासमान श्यानता कमी होते. ढवळणे थांबवल्यानंतर, श्यानता स्थिर होईपर्यंत प्रमाणात वाढत गेली. म्हणजेच, हे द्रावण थिक्सोट्रॉपिक आहे.

७. कार्बोक्सीमेथिल सेल्युलोजच्या वापराची व्याप्ती

१. बांधकाम आणि सिरॅमिक उद्योग

(1) आर्किटेक्चरल कोटिंग्ज: चांगले फैलाव, एकसमान कोटिंग वितरण; थर नसणे, चांगली स्थिरता; चांगला घट्टपणाचा प्रभाव, समायोज्य कोटिंग व्हिस्कोसिटी.

(2) सिरॅमिक उद्योग: मातीच्या भांड्यांच्या मातीची लवचिकता सुधारण्यासाठी ब्लँक बाइंडर म्हणून वापरले जाते; टिकाऊ ग्लेज.

२. धुलाई, सौंदर्यप्रसाधने, तंबाखू, कापड छपाई आणि रंगाई उद्योग

(1) धुलाई: धुतलेली घाण पुन्हा कपड्यावर जमा होऊ नये म्हणून डिटर्जंटमध्ये सीएमसी (CMC) मिसळले जाते.

(2) सौंदर्यप्रसाधने: घट्ट करणे, विखुरणे, निलंबित करणे, स्थिर करणे, इत्यादी. सौंदर्यप्रसाधनांच्या विविध गुणधर्मांचा पुरेपूर उपयोग करून घेणे फायदेशीर ठरते.

(3) तंबाखू: सीएमसीचा वापर तंबाखूच्या पानांना जोडण्यासाठी केला जातो, ज्यामुळे चिप्सचा प्रभावीपणे वापर करता येतो आणि कच्च्या तंबाखूच्या पानांचे प्रमाण कमी करता येते.

(4) वस्त्रोद्योग: कापडांसाठी फिनिशिंग एजंट म्हणून, सीएमसी उच्च-गतीच्या मागांवर धागे गळणे आणि टोके तुटणे कमी करू शकते.

(5) छपाई आणि रंगाई: याचा उपयोग छपाईच्या पेस्टमध्ये केला जातो, ज्यामुळे रंगांची जलस्नेहकता आणि भेदक क्षमता वाढते, रंगाई एकसमान होते आणि रंगातील फरक कमी होतो.

३. डास प्रतिबंधक कॉइल आणि वेल्डिंग रॉड उद्योग

(1) डासांच्या कॉइल्स: डासांच्या कॉइल्सची मजबुती वाढवण्यासाठी आणि त्या तुटण्याची शक्यता कमी करण्यासाठी सीएमसीचा वापर केला जातो.

(2) इलेक्ट्रोड: सीएमसीचा वापर ग्लेझ एजंट म्हणून केला जातो ज्यामुळे सिरेमिक कोटिंग अधिक चांगल्या प्रकारे बांधले जाते आणि तयार होते, त्याची ब्रशिंग कामगिरी चांगली होते आणि त्यात उच्च तापमानात बर्नआउट प्रतिरोधक क्षमता देखील आहे.

४. टूथपेस्ट उद्योग

(1) टूथपेस्टमध्ये असलेल्या विविध कच्च्या मालासोबत सीएमसीची चांगली सुसंगतता असते;

(2) ही पेस्ट नाजूक असते, त्यातून पाणी वेगळे होत नाही, ती निघत नाही, घट्ट होत नाही आणि तिला भरपूर फेस येतो;

(3) चांगली स्थिरता आणि योग्य सुसंगतता, ज्यामुळे टूथपेस्टला चांगला आकार, टिकून राहण्याची क्षमता आणि विशेषतः आरामदायक चव मिळते;

(4) तापमानातील बदलांना प्रतिरोधक, आर्द्रता टिकवून ठेवणारे आणि सुगंध स्थिर ठेवणारे.

(5) डब्यांमध्ये लहान कातरणी आणि शेपटी काढणे.

५. अन्न उद्योग

(1) आम्लयुक्त पेये: स्थिरीकरण म्हणून, उदाहरणार्थ, दह्यामधील प्रथिनांचे एकत्रीकरणामुळे होणारे अवक्षेपण आणि थर तयार होणे टाळण्यासाठी; पाण्यात विरघळल्यानंतर उत्तम चव; चांगली प्रतिस्थापन एकसमानता.

(2) आईस्क्रीम: बर्फाचे स्फटिक तयार होऊ नयेत म्हणून पाणी, चरबी, प्रथिने इत्यादींचे एकसमान, विखुरलेले आणि स्थिर मिश्रण तयार करा.

(3) ब्रेड आणि पेस्ट्री: सीएमसी पिठाच्या घट्टपणावर नियंत्रण ठेवू शकते, ओलावा टिकवून ठेवण्याची क्षमता आणि उत्पादनाचे टिकण्याचे आयुष्य वाढवू शकते.

(4) इन्स्टंट नूडल्स: नूडल्सचा कडकपणा आणि शिजण्याचा प्रतिकार वाढवतात; बिस्किटे आणि पॅनकेक्समध्ये चांगला आकार येतो, आणि केकचा पृष्ठभाग गुळगुळीत असतो आणि सहज तुटत नाही.

(5) इन्स्टंट पेस्ट: गम बेस म्हणून.

(6) सीएमसी शरीरक्रियात्मक दृष्ट्या निष्क्रिय आहे आणि त्याला कोणतेही उष्मांक मूल्य नाही. त्यामुळे, कमी-उष्मांक असलेले पदार्थ तयार केले जाऊ शकतात.

६. कागद उद्योग

सीएमसीचा वापर कागदाला आकार देण्यासाठी केला जातो, ज्यामुळे कागदाला उच्च घनता, शाई आत शिरण्यास चांगला प्रतिकार, उच्च मेण संकलन आणि गुळगुळीतपणा मिळतो. कागदाला रंग देण्याच्या प्रक्रियेत, ते रंग पेस्टच्या गुंडाळण्याच्या क्षमतेवर नियंत्रण ठेवण्यास मदत करते; ते कागदाच्या आतील तंतूंमधील चिकटपणाची स्थिती सुधारू शकते, ज्यामुळे कागदाची मजबुती आणि घडीला प्रतिकार करण्याची क्षमता सुधारते.

७. पेट्रोलियम उद्योग

सीएमसीचा वापर तेल आणि वायू उत्खनन, विहीर खोदकाम आणि इतर प्रकल्पांमध्ये केला जातो.

८. इतर

बूट, टोप्या, पेन्सिल इत्यादींसाठी चिकटवणारे पदार्थ, चामड्यासाठी पॉलिश आणि रंग, फोम अग्निशामकांसाठी स्थिरीकरण करणारे पदार्थ, इत्यादी.