सोडियम कार्बोक्सीमिथाइल सेल्युलोज स्निग्धता

सोडियम कार्बोक्सीमेथिल सेल्युलोजची स्निग्धता देखील वेगवेगळ्या उपयोगांनुसार अनेक ग्रेडमध्ये विभागली जाते. वॉशिंग प्रकाराची स्निग्धता १०~७० (१०० च्या खाली) असते, बांधकाम सजावट आणि इतर उद्योगांसाठी स्निग्धतेची उच्च मर्यादा २००~१२०० असते, आणि फूड ग्रेडची स्निग्धता त्याहूनही जास्त असते. या सर्व श्रेणी १००० च्या वर असतात, आणि विविध उद्योगांमधील स्निग्धता सारखी नसते.

त्याच्या विविध उपयोगांमुळे.
सोडियम कार्बोक्सीमेथिल सेल्युलोजची चिकटपणा त्याच्या सापेक्ष आण्विक वस्तुमान, सांद्रता, तापमान आणि pH मूल्यावर अवलंबून असते आणि ते एथिल किंवा कार्बोक्सीप्रोपिल सेल्युलोज, जिलेटिन, झॅन्थन गम, कॅरेजेनन, लोक्स्ट बीन गम, ग्वार गम, आगर, सोडियम अल्जिनेट, पेक्टिन, गम अरेबिक आणि स्टार्च आणि त्याच्या डेरिव्हेटिव्हजसह मिसळल्यावर चांगली सुसंगतता (म्हणजेच सिनर्जिस्टिक प्रभाव) दर्शवते.

जेव्हा pH मूल्य ७ असते, तेव्हा सोडियम कार्बोक्सिमिथाइल सेल्युलोज द्रावणाची चिकटपणा सर्वाधिक असतो, आणि जेव्हा pH मूल्य ४~११ असते, तेव्हा ते तुलनेने स्थिर असते. कार्बोक्सिमिथाइलसेल्युलोज अल्कली धातू आणि अमोनियम क्षारांच्या स्वरूपात पाण्यात विरघळते. द्विसंयुजी धातू आयन Ca2+, Mg2+, Fe2+ त्याच्या चिकटपणावर परिणाम करू शकतात. चांदी, बेरियम, क्रोमियम किंवा Fe3+ सारखे जड धातू त्याला द्रावणातून अवक्षेपित करू शकतात. जर आयनांची सांद्रता नियंत्रित केली, जसे की चिलेटिंग एजंट सायट्रिक ऍसिड टाकून, तर अधिक चिकट द्रावण तयार होऊ शकते, ज्यामुळे मऊ किंवा कठीण डिंक तयार होतो.

सोडियम कार्बोक्सीमेथिल सेल्युलोज हा एक प्रकारचा नैसर्गिक सेल्युलोज आहे, जो सामान्यतः कापसाचा धागा किंवा लाकडाचा लगदा कच्चा माल म्हणून वापरून आणि अल्कधर्मी परिस्थितीत मोनोक्लोरोऍसिटिक ऍसिडसह इथरीकरण अभिक्रिया करून बनवला जातो.

कच्च्या मालाच्या वैशिष्ट्यांनुसार आणि सेल्युलोज डी-ग्लुकोज युनिटमधील हायड्रॉक्सिल हायड्रोजनच्या जागी कार्बोक्सीमेथिल गटाची प्रतिस्थापना केल्याने, वेगवेगळ्या प्रतिस्थापना अंशांचे आणि वेगवेगळ्या रेणूभार वितरणांचे पाण्यात विरघळणारे पॉलिमर संयुगे मिळतात.

सोडियम कार्बोक्सीमेथिल सेल्युलोजमध्ये अनेक अद्वितीय आणि उत्कृष्ट गुणधर्म असल्यामुळे, त्याचा वापर दैनंदिन रासायनिक उद्योग, अन्न व औषध आणि इतर औद्योगिक उत्पादनांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर केला जातो.

सोडियम कार्बोक्सीमेथिल सेल्युलोजच्या सर्वात महत्त्वाच्या निर्देशकांपैकी एक म्हणजे त्याची स्निग्धता. स्निग्धतेचे मूल्य सांद्रता, तापमान आणि कर्तन दर यांसारख्या विविध घटकांशी संबंधित आहे. तथापि, सांद्रता, तापमान आणि कर्तन दर यांसारखे घटक हे बाह्य घटक आहेत जे सोडियम कार्बोक्सीमेथिल सेल्युलोजच्या स्निग्धतेवर परिणाम करतात.

त्याचे रेणूभार आणि रेणूंचे वितरण हे सोडियम कार्बोक्सिमेथिल सेल्युलोज द्रावणाच्या स्निग्धतेवर परिणाम करणारे अंतर्गत घटक आहेत. सोडियम कार्बोक्सिमेथिल सेल्युलोजच्या उत्पादन नियंत्रणासाठी आणि उत्पादनाच्या कार्यक्षमतेच्या विकासासाठी, त्याच्या रेणूभारावर आणि रेणूभार वितरणावर संशोधन करणे अत्यंत महत्त्वाचे संदर्भमूल्य आहे, तर स्निग्धतेचे मोजमाप केवळ एक विशिष्ट संदर्भ भूमिका बजावू शकते.

रिओलॉजीमधील न्यूटनचे नियम, कृपया भौतिक रसायनशास्त्रातील “रिओलॉजी” या विषयाचा संबंधित भाग वाचा, हे एका-दोन वाक्यांत समजावून सांगणे कठीण आहे. जर सांगायचेच झाले तर: न्यूटनियन द्रवाच्या जवळपास सीएमसी (cmc) असलेल्या विरल द्रावणासाठी, कर्तन प्रतिबल (shear stress) हे कर्तन प्रवाहाच्या दराच्या समानुपाती असते, आणि त्यांच्यातील समानुपाती गुणांकाला श्यानता गुणांक किंवा गतिज श्यानता (kinematic viscosity) म्हणतात.

श्यानता ही सेल्युलोजच्या रेणूंच्या साखळ्यांमधील बलांमुळे निर्माण होते, ज्यामध्ये विक्षेपण बल आणि हायड्रोजन बंधांचा समावेश असतो. विशेषतः, सेल्युलोज डेरिव्हेटिव्ह्जचे बहुलकीकरण ही एक रेषीय रचना नसून एक बहुशाखीय रचना असते. द्रावणामध्ये, अनेक बहुशाखीय सेल्युलोज एकमेकांत गुंतून एक अवकाशीय जाळीदार रचना तयार करतात. रचना जितकी अधिक घट्ट असते, तितकीच परिणामी द्रावणातील रेणूंच्या साखळ्यांमधील बले अधिक असतात.

सेल्युलोज डेरिव्हेटिव्हच्या विरल द्रावणात प्रवाह निर्माण करण्यासाठी, रेणूंच्या साखळ्यांमधील बलावर मात करावी लागते, त्यामुळे उच्च पॉलिमरायझेशन अंश असलेल्या द्रावणाला प्रवाह निर्माण करण्यासाठी अधिक बलाची आवश्यकता असते. स्निग्धता मोजण्यासाठी, सीएमसी द्रावणावरील बल म्हणजे गुरुत्वाकर्षण होय. स्थिर गुरुत्वाकर्षणाच्या परिस्थितीत, उच्च पॉलिमरायझेशन अंश असलेल्या सीएमसी द्रावणाच्या साखळी संरचनेत मोठे बल असते आणि प्रवाह मंद असतो. हा मंद प्रवाह स्निग्धता दर्शवतो.

सोडियम कार्बोक्सीमेथिल सेल्युलोजची स्निग्धता प्रामुख्याने रेणूभाराशी संबंधित असते आणि तिचा प्रतिस्थापनाच्या प्रमाणाशी फारसा संबंध नसतो. प्रतिस्थापनाचे प्रमाण जितके जास्त असते, तितका रेणूभार जास्त असतो, कारण प्रतिस्थापित कार्बोक्सीमेथिल गटाचा रेणूभार आधीच्या हायड्रॉक्सिल गटापेक्षा मोठा असतो.

सेल्युलोज कार्बोक्सीमेथिल इथरचे सोडियम मीठ, जे एक ॲनायोनिक सेल्युलोज इथर आहे, ही एक पांढरी किंवा दुधाळ पांढरी तंतुमय पावडर किंवा कण आहे, ज्याची घनता ०.५-०.७ ग्रॅम/सेमी³ असते, आणि ते जवळजवळ गंधहीन, चवहीन व आर्द्रताशोषक असते. ते पाण्यात सहज विरघळून एक पारदर्शक कलिल द्रावण तयार करते आणि इथेनॉलसारख्या सेंद्रिय द्रावकांमध्ये अविद्राव्य असते. १% जलीय द्रावणाचा pH ६.५ ते ८.५ असतो. जेव्हा pH > १० किंवा < ५ असतो, तेव्हा सोडियम कार्बोक्सीमेथिलसेल्युलोजची स्निग्धता लक्षणीयरीत्या कमी होते आणि pH = ७ असताना त्याची कार्यक्षमता सर्वोत्तम असते.

हे उष्णता-स्थिर आहे. २०℃ च्या खाली याची श्यानता वेगाने वाढते आणि ४५℃ ला हळूहळू बदलते. ८०℃ पेक्षा जास्त तापमानावर दीर्घकाळ गरम केल्यास कलिलाचे विकृतीकरण होऊन श्यानता आणि कार्यक्षमता लक्षणीयरीत्या कमी होऊ शकते. हे पाण्यात सहज विरघळते आणि त्याचे द्रावण पारदर्शक असते; हे अल्कधर्मी द्रावणात खूप स्थिर असते आणि आम्लाच्या उपस्थितीत त्याचे सहजपणे जलीय अपघटन होते. जेव्हा pH मूल्य २-३ असते, तेव्हा त्याचा अवक्षेप तयार होतो.