Lepkość karboksymetylocelulozy sodowej również dzieli się na wiele klas w zależności od zastosowania. Lepkość typu do prania wynosi 10–70 (poniżej 100), górna granica lepkości wynosi 200–1200 dla dekoracji budynków i innych gałęzi przemysłu, a lepkość typu spożywczego jest jeszcze wyższa. Wszystkie przekraczają 1000, a lepkość różnych gałęzi przemysłu nie jest taka sama.
Ze względu na szeroki zakres zastosowań.
Lepkość karboksymetylocelulozy sodowej zależy od jej względnej masy cząsteczkowej, stężenia, temperatury i wartości pH. Miesza się ją z etylo- lub karboksypropylocelulozą, żelatyną, gumą ksantanową, karagenem, mączką chleba świętojańskiego, gumą guar, agarem, alginianem sodu, pektyną, gumą arabską. Skrobia i jej pochodne wykazują dobrą kompatybilność (tzn. efekt synergistyczny).
Przy pH 7 lepkość roztworu karboksymetylocelulozy sodowej jest najwyższa, a przy pH 4–11 jest on stosunkowo stabilny. Karboksymetyloceluloza w postaci soli metali alkalicznych i amonowych jest rozpuszczalna w wodzie. Jony metali dwuwartościowych Ca2+, Mg2+ i Fe2+ mogą wpływać na jej lepkość. Metale ciężkie, takie jak srebro, bar, chrom lub Fe3+, mogą powodować wytrącanie się karboksymetylocelulozy z roztworu. Kontrolując stężenie jonów, na przykład dodając kwas cytrynowy jako czynnik chelatujący, można uzyskać roztwór o większej lepkości, który może przybierać postać miękkiej lub twardej gumy.
Karboksymetyloceluloza sodowa to rodzaj celulozy naturalnej, która jest zazwyczaj wytwarzana z puchu bawełnianego lub pulpy drzewnej jako surowców i poddawana reakcji eteryfikacji kwasem monochlorooctowym w warunkach alkalicznych.
W zależności od specyfikacji surowców i podstawienia wodoru hydroksylowego w jednostce D-glukozy celulozy grupą karboksymetylową, uzyskuje się rozpuszczalne w wodzie związki polimerowe o różnym stopniu podstawienia i różnym rozkładzie masy cząsteczkowej.
Ponieważ karboksymetyloceluloza sodowa ma wiele unikalnych i doskonałych właściwości, jest szeroko stosowana w przemyśle chemicznym, spożywczym, medycznym i innych produkcjach przemysłowych.
Jednym z najważniejszych wskaźników karboksymetylocelulozy sodowej jest jej lepkość. Wartość lepkości zależy od różnych czynników, takich jak stężenie, temperatura i szybkość ścinania. Jednakże czynniki takie jak stężenie, temperatura i szybkość ścinania są czynnikami zewnętrznymi, które wpływają na lepkość karboksymetylocelulozy sodowej.
Masa cząsteczkowa i rozkład cząsteczkowy to czynniki wewnętrzne wpływające na lepkość roztworu karboksymetylocelulozy sodowej. Dla kontroli produkcji i rozwoju właściwości produktu karboksymetylocelulozy sodowej, badanie jej masy cząsteczkowej i rozkładu cząsteczkowego jest niezwykle ważnym punktem odniesienia, podczas gdy pomiar lepkości może stanowić jedynie pewien punkt odniesienia.
Prawa Newtona w reologii – proszę zapoznać się z odpowiednimi treściami dotyczącymi „reologii” w chemii fizycznej. Trudno to wyjaśnić w jednym czy dwóch zdaniach. Jeśli jednak trzeba to ująć: dla rozcieńczonego roztworu cmc zbliżonego do cieczy newtonowskiej, naprężenie ścinające jest proporcjonalne do szybkości ruchu krawędzi tnącej, a współczynnik proporcjonalności między nimi nazywa się współczynnikiem lepkości lub lepkością kinematyczną.
Lepkość wynika z sił między łańcuchami cząsteczkowymi celulozy, w tym sił dyspersyjnych i wiązań wodorowych. W szczególności, polimeryzacja pochodnych celulozy nie jest strukturą liniową, lecz wielorozgałęzioną. W roztworze wiele wielorozgałęzionych cząsteczek celulozy jest splecionych, tworząc przestrzenną strukturę sieciową. Im ściślejsza struktura, tym większe siły między łańcuchami cząsteczkowymi w powstałym roztworze.
Aby wytworzyć przepływ w rozcieńczonym roztworze pochodnych celulozy, konieczne jest pokonanie siły między łańcuchami cząsteczkowymi, dlatego roztwór o wysokim stopniu polimeryzacji wymaga większej siły. W przypadku pomiaru lepkości, siłą działającą na roztwór CMC jest siła grawitacji. W warunkach stałej grawitacji, struktura łańcuchowa roztworu CMC o wysokim stopniu polimeryzacji wykazuje dużą siłę, a przepływ jest powolny. Powolny przepływ odzwierciedla lepkość.
Lepkość karboksymetylocelulozy sodowej zależy głównie od masy cząsteczkowej i ma niewielki związek ze stopniem podstawienia. Im większy stopień podstawienia, tym większa masa cząsteczkowa, ponieważ masa cząsteczkowa podstawionej grupy karboksymetylowej jest większa niż masa cząsteczkowa poprzedniej grupy hydroksylowej.
Sól sodowa eteru karboksymetylocelulozy, anionowego eteru celulozy, to biały lub mlecznobiały włóknisty proszek lub granulat o gęstości 0,5-0,7 g/cm³, praktycznie bezwonny, bezsmakowy i higroskopijny. Łatwo dysperguje w wodzie, tworząc przezroczysty roztwór koloidalny, i jest nierozpuszczalny w rozpuszczalnikach organicznych, takich jak etanol. pH 1% roztworu wodnego wynosi od 6,5 do 8,5. Przy pH >10 lub <5 lepkość karboksymetylocelulozy sodowej znacznie spada, a jej skuteczność jest najlepsza przy pH = 7.
Jest stabilny termicznie. Lepkość gwałtownie rośnie poniżej 20°C i powoli zmienia się w temperaturze 45°C. Długotrwałe ogrzewanie powyżej 80°C może spowodować denaturację koloidu i znaczne obniżenie lepkości oraz wydajności. Łatwo rozpuszcza się w wodzie, a roztwór jest przezroczysty; jest bardzo stabilny w środowisku alkalicznym i łatwo ulega hydrolizie w obecności kwasu. Przy pH 2-3 następuje wytrącanie.
Czas publikacji: 07-11-2022