1. Korte inleiding tot carboxymethylcellulose
Engelse naam: Carboxylmethylcellulose
Afkorting: CMC
De molecuulformule is variabel: [C6H7O2(OH)2CH2COONa]n
Uiterlijk: wit of lichtgeel vezelig korrelig poeder.
Oplosbaarheid in water: gemakkelijk oplosbaar in water, waarbij een transparante, stroperige colloïde ontstaat, en de oplossing neutraal of licht alkalisch is.
Kenmerken: Hoogmoleculaire, oppervlakteactieve colloïde verbinding, geurloos, smaakloos en niet-giftig.
Natuurlijke cellulose komt veelvuldig voor in de natuur en is het meest voorkomende polysaccharide. In de industrie bestaat cellulose echter meestal in de vorm van natriumcarboxymethylcellulose, vandaar de volledige naam natriumcarboxymethylcellulose, of CMC-Na. Het wordt veel gebruikt in de industrie, de bouw, de geneeskunde, de voedingsmiddelenindustrie, de textielindustrie, de keramieksector en andere sectoren.
2. Technologie van carboxymethylcellulose
De modificatietechnologie van cellulose omvat onder andere etherificatie en verestering.
Transformatie van carboxymethylcellulose: carboxymethyleringsreactie in etherificatietechnologie, cellulose wordt gecarboxymethyliseerd om carboxymethylcellulose te verkrijgen, ook wel CMC genoemd.
Functies van een waterige carboxymethylcellulose-oplossing: verdikking, filmvorming, hechting, waterretentie, colloïdbescherming, emulgering en suspensie.
3. Chemische reactie van carboxymethylcellulose
Cellulose-alkalisatiereactie:
[C6H7O2(OH) 3]n + nNaOH→[C6H7O2(OH) 2ONa ]n + nH2O
De veretheringsreactie van monochloorazijnzuur na alkalische cellulose:
[C6H7O2(OH) 2ONa ]n + nClCH2COONa →[C6H7O2(OH) 2OCH2COONa ]n + nNaC
Daarom is de chemische formule voor de vorming van carboxymethylcellulose: Cell-O-CH2-COONa NaCMC
NatriumcarboxymethylcelluloseNatriumcellulosemethylcellulose (NaCMC of kortweg CMC) is een in water oplosbare cellulose-ether die de viscositeit van de meest gebruikte waterige oplossingen kan laten variëren van enkele cP tot enkele duizenden cP.
4. Productkenmerken van carboxymethylcellulose
1. Bewaring van CMC-waterige oplossing: De oplossing is stabiel bij lage temperaturen en in zonlicht, maar de zuurgraad en alkaliteit veranderen door temperatuurschommelingen. Onder invloed van ultraviolette straling of micro-organismen neemt de viscositeit van de oplossing af of kan deze zelfs bederven. Indien langdurige bewaring vereist is, dient een geschikt conserveermiddel te worden toegevoegd.
2. Bereidingsmethode van de CMC-wateroplossing: bevochtig de deeltjes eerst gelijkmatig, dit kan de oplossnelheid aanzienlijk verhogen.
3. CMC is hygroscopisch en moet tijdens opslag tegen vocht worden beschermd.
4. Zouten van zware metalen zoals zink, koper, lood, aluminium, zilver, ijzer, tin en chroom kunnen ervoor zorgen dat CMC neerslaat.
5. In de waterige oplossing treedt neerslag op bij een pH lager dan 2,5. Deze neerslag kan na neutralisatie door toevoeging van alkali worden teruggewonnen.
6. Hoewel zouten zoals calcium, magnesium en keukenzout geen neerslagvormend effect hebben op CMC, verlagen ze wel de viscositeit van de oplossing.
7. CMC is compatibel met andere wateroplosbare lijmen, weekmakers en harsen.
8. Door de verschillende verwerkingsmethoden kan CMC de vorm aannemen van fijn poeder, grove korrels of vezels, wat niets te maken heeft met de fysische en chemische eigenschappen.
9. De methode voor het gebruik van CMC-poeder is eenvoudig. Het kan direct worden toegevoegd aan en opgelost in koud water of warm water van 40-50 °C.
5. Substitutiegraad en oplosbaarheid van carboxymethylcellulose
De substitutiegraad verwijst naar het gemiddelde aantal natriumcarboxymethylgroepen dat aan elke cellulose-eenheid is gehecht; de maximale waarde van de substitutiegraad is 3, maar industrieel gezien is NaCMC met een substitutiegraad van 0,5 tot 1,2 het meest bruikbaar. De eigenschappen van NaCMC met een substitutiegraad van 0,2-0,3 verschillen aanzienlijk van die van NaCMC met een substitutiegraad van 0,7-0,8. De eerstgenoemde is slechts gedeeltelijk oplosbaar in water met een pH van 7, terwijl de laatstgenoemde volledig oplosbaar is. Onder alkalische omstandigheden is het tegenovergestelde het geval.
6. Polymerisatiegraad en viscositeit van carboxymethylcellulose
Polymerisatiegraad: verwijst naar de lengte van de celluloseketen, die de viscositeit bepaalt. Hoe langer de celluloseketen, hoe hoger de viscositeit, en dat geldt dus ook voor de NaCMC-oplossing.
Viscositeit: NaCMC-oplossing is een niet-Newtoniaanse vloeistof en de schijnbare viscositeit neemt af naarmate de schuifkracht toeneemt. Nadat het roeren was gestopt, nam de viscositeit evenredig toe totdat deze stabiel bleef. Dat wil zeggen dat de oplossing thixotroop is.
7. Toepassingsgebied van carboxymethylcellulose
1. Bouw- en keramiekindustrie
(1) Architectonische coatings: goede dispersie, uniforme coatingverdeling; geen laagvorming, goede stabiliteit; goed verdikkend effect, instelbare coatingviscositeit.
(2) Keramische industrie: gebruikt als bindmiddel om de plasticiteit van aardewerkklei te verbeteren; duurzaam glazuur.
2. Was-, cosmetica-, tabaks-, textieldruk- en verfindustrie
(1) Wassen: CMC wordt aan het wasmiddel toegevoegd om te voorkomen dat het gewassen vuil zich opnieuw op de stof afzet.
(2) Cosmetica: verdikking, dispergering, suspensie, stabilisatie, enz. Het is gunstig om de verschillende eigenschappen van cosmetica volledig te benutten.
(3) Tabak: CMC wordt gebruikt voor het binden van tabaksvellen, waardoor chips effectief kunnen worden gebruikt en de hoeveelheid onbewerkte tabaksbladeren kan worden verminderd.
(4) Textiel: Als afwerkingsmiddel voor stoffen kan CMC het overslaan van garens en het breken van de uiteinden op snelle weefgetouwen verminderen.
(5) Drukken en verven: Het wordt gebruikt in drukpasta, waardoor het hydrofiele en doordringende vermogen van kleurstoffen wordt verbeterd, het verven gelijkmatiger wordt en kleurverschillen worden verminderd.
3. Industrie voor muggenspiralen en lasstaven
(1) Muggenspiralen: CMC wordt in muggenspiralen gebruikt om de stevigheid ervan te vergroten en de kans op breuk te verkleinen.
(2) Elektrode: CMC wordt gebruikt als glazuurmiddel om de keramische coating beter te laten hechten en vormen, met betere borstelprestaties, en het heeft ook een goede doorbrandweerstand bij hoge temperaturen.
4. Tandpasta-industrie
(1) CMC heeft een goede compatibiliteit met diverse grondstoffen in tandpasta;
(2) De pasta is delicaat, scheidt geen water af, schilfert niet af, wordt niet dikker en heeft een rijk schuim;
(3) Goede stabiliteit en geschikte consistentie, waardoor de tandpasta een goede vorm, retentie en een bijzonder aangename smaak kan krijgen;
(4) Bestand tegen temperatuurschommelingen, hydraterend en geurfixerend.
(5) Klein scheren en staarten in blikken.
5. Voedingsindustrie
(1) Zure dranken: Als stabilisator, bijvoorbeeld om neerslag en stratificatie van eiwitten in yoghurt door aggregatie te voorkomen; betere smaak na oplossen in water; goede uniformiteit van de vervanging.
(2) IJs: Zorg ervoor dat water, vet, eiwitten, enz. een uniform, verspreid en stabiel mengsel vormen om ijskristallen te voorkomen.
(3) Brood en gebak: CMC kan de viscositeit van het beslag reguleren, het vochtvasthoudend vermogen verbeteren en de houdbaarheid van het product verlengen.
(4) Instantnoedels: verhogen de stevigheid en kookbestendigheid van de noedels; ze hebben een goede vormbaarheid in koekjes en pannenkoeken, en het oppervlak van de cake is glad en breekt niet gemakkelijk.
(5) Instant pasta: als gombasis.
(6) CMC is fysiologisch inert en heeft geen calorische waarde. Daarom kunnen er caloriearme voedingsmiddelen worden geproduceerd.
6. Papierindustrie
CMC wordt gebruikt voor het lijmen van papier, waardoor het papier een hoge dichtheid, goede inktpenetratieweerstand, hoge wasopname en gladheid krijgt. Tijdens het kleuren van papier helpt het de rolbaarheid van de kleurpasta te beheersen; het kan de kleefkracht tussen de vezels in het papier verbeteren, waardoor de sterkte en vouwweerstand van het papier toenemen.
7. Aardolie-industrie
CMC wordt gebruikt bij olie- en gasboringen, het graven van putten en andere projecten.
8. Anderen
Lijm voor schoenen, hoeden, potloden, enz., poetsmiddelen en kleurstoffen voor leer, stabilisatoren voor schuimblussers, enz.
Geplaatst op: 4 januari 2023