1. Breve Introdução à Carboximetilcelulose
Nome em inglês: Carboxilmetilcelulose
Abreviação: CMC
A fórmula molecular é variável: [C6H7O2(OH)2CH2COONa]n
Aparência: pó granular fibroso branco ou amarelo claro.
Solubilidade em água: facilmente solúvel em água, formando um coloide viscoso transparente, e a solução é neutra ou ligeiramente alcalina.
Características: Composto de alto peso molecular, coloidal tensoativo, inodoro, insípido e atóxico.
A celulose natural é amplamente distribuída na natureza e é o polissacarídeo mais abundante. No entanto, na produção, a celulose geralmente existe na forma de carboximetilcelulose sódica, portanto, o nome completo deve ser carboximetilcelulose sódica, ou CMC-Na. É amplamente utilizada nas indústrias, construção civil, medicina, alimentos, têxteis, cerâmica e outros setores.
2. Tecnologia da carboximetilcelulose
A tecnologia de modificação da celulose inclui: eterificação e esterificação.
Transformação da carboximetilcelulose: reação de carboximetilação na tecnologia de eterificação, na qual a celulose é carboximetilada para obter carboximetilcelulose, também conhecida como CMC.
Funções da solução aquosa de carboximetilcelulose: espessamento, formação de filme, adesão, retenção de água, proteção coloidal, emulsificação e suspensão.
3. Reação química da carboximetilcelulose
Reação de alcalinização da celulose:
[C6H7O2(OH)3]n + nNaOH → [C6H7O2(OH)2ONa]n + nH2O
Reação de eterificação do ácido monocloroacético após alcalinização da celulose:
[C6H7O2(OH)2ONa]n + nClCH2COONa → [C6H7O2(OH)2OCH2COONa]n + nNaC
Portanto, a fórmula química para a formação da carboximetilcelulose é: Cell-O-CH2-COONa NaCMC
Carboximetilcelulose sódica(NaCMC ou CMC, abreviadamente) é um éter de celulose solúvel em água que pode fazer com que a viscosidade da maioria das formulações de soluções aquosas comumente usadas varie de alguns cP a vários milhares de cP.
4. Características do produto carboximetilcelulose
1. Armazenamento da solução aquosa de CMC: Ela é estável em baixas temperaturas ou sob luz solar, mas a acidez e a alcalinidade da solução se alteram com as variações de temperatura. Sob a influência de raios ultravioleta ou microrganismos, a viscosidade da solução diminui ou ela pode até mesmo se deteriorar. Caso seja necessário o armazenamento por longo prazo, deve-se adicionar um conservante adequado.
2. Método de preparação da solução aquosa de CMC: primeiro, umedeça uniformemente as partículas, o que pode aumentar significativamente a taxa de dissolução.
3. A CMC é higroscópica e deve ser protegida da umidade durante o armazenamento.
4. Sais de metais pesados, como zinco, cobre, chumbo, alumínio, prata, ferro, estanho e cromo, podem causar a precipitação da CMC.
5. A precipitação ocorre em soluções aquosas com pH abaixo de 2,5, podendo ser revertida após neutralização com adição de álcali.
6. Embora sais como cálcio, magnésio e sal de cozinha não tenham efeito precipitante sobre a CMC, eles reduzem a viscosidade da solução.
7. A CMC é compatível com outras colas, plastificantes e resinas solúveis em água.
8. Devido aos diferentes processos de processamento, a aparência da CMC pode ser de pó fino, grãos grossos ou fibras, o que não tem relação com suas propriedades físicas e químicas.
9. O método de utilização do pó de CMC é simples. Pode ser adicionado e dissolvido diretamente em água fria ou morna a 40-50°C.
5. Grau de substituição e solubilidade da carboximetilcelulose
O grau de substituição refere-se ao número médio de grupos carboximetil de sódio ligados a cada unidade de celulose; o valor máximo do grau de substituição é 3, mas o mais útil industrialmente é o NaCMC com um grau de substituição variando de 0,5 a 1,2. As propriedades do NaCMC com um grau de substituição de 0,2-0,3 são bastante diferentes das do NaCMC com um grau de substituição de 0,7-0,8. O primeiro é apenas parcialmente solúvel em água com pH 7, enquanto o segundo é completamente solúvel. O oposto ocorre em condições alcalinas.
6. Grau de polimerização e viscosidade da carboximetilcelulose
Grau de polimerização: refere-se ao comprimento da cadeia de celulose, que determina a viscosidade. Quanto maior a cadeia de celulose, maior a viscosidade, e o mesmo ocorre com a solução de NaCMC.
Viscosidade: A solução de NaCMC é um líquido não newtoniano e sua viscosidade aparente diminui com o aumento da força de cisalhamento. Após a interrupção da agitação, a viscosidade aumentou proporcionalmente até se estabilizar. Ou seja, a solução é tixotrópica.
7. Âmbito de aplicação da carboximetilcelulose
1. Indústria da construção e cerâmica
(1) Revestimentos arquitetônicos: boa dispersão, distribuição uniforme do revestimento; sem camadas, boa estabilidade; bom efeito espessante, viscosidade do revestimento ajustável.
(2) Indústria cerâmica: usado como aglomerante para melhorar a plasticidade da argila cerâmica; esmalte durável.
2. Indústrias de lavagem, cosméticos, tabaco, impressão e tingimento têxtil
(1) Lavagem: CMC é adicionado ao detergente para evitar que a sujeira lavada se deposite novamente no tecido.
(2) Cosméticos: espessantes, dispersantes, suspensores, estabilizantes, etc. É benéfico explorar ao máximo as diversas propriedades dos cosméticos.
(3) Tabaco: CMC é usado para unir folhas de tabaco, o que pode usar lascas de forma eficaz e reduzir a quantidade de folhas de tabaco cruas.
(4) Têxtil: Como agente de acabamento para tecidos, o CMC pode reduzir o salto de fios e a quebra de pontas em teares de alta velocidade.
(5) Impressão e tingimento: É usado em pasta de impressão, que pode aumentar a capacidade hidrofílica e penetrante dos corantes, tornar o tingimento uniforme e reduzir a diferença de cor.
3. Indústria de espirais repelentes de mosquitos e eletrodos de solda
(1) Espirais repelentes de mosquitos: CMC é usado em espirais repelentes de mosquitos para aumentar a resistência das espirais e torná-las menos propensas a quebrar e romper.
(2) Eletrodo: O CMC é usado como agente de esmalte para melhorar a ligação e formação do revestimento cerâmico, com melhor desempenho de escovação, e também possui desempenho de queima em altas temperaturas.
4. Indústria de pasta de dente
(1) O CMC tem boa compatibilidade com várias matérias-primas em pasta de dentes;
(2) A pasta é delicada, não separa a água, não descasca, não engrossa e tem espuma abundante;
(3) Boa estabilidade e consistência adequada, que podem dar à pasta de dentes boa forma, retenção e sabor particularmente agradável;
(4) Resistente a mudanças de temperatura, hidratante e fixador de fragrância.
(5) Pequeno corte e cauda em latas.
5. Indústria alimentícia
(1) Bebidas ácidas: Como estabilizante, por exemplo, para prevenir a precipitação e estratificação de proteínas no iogurte devido à agregação; melhor sabor após dissolução em água; boa uniformidade de substituição.
(2) Sorvete: Fazer com que água, gordura, proteína, etc. formem uma mistura uniforme, dispersa e estável para evitar cristais de gelo.
(3) Pão e pastelaria: O CMC pode controlar a viscosidade da massa, melhorar a retenção de humidade e a vida útil do produto.
(4) Macarrão instantâneo: aumenta a resistência e a durabilidade do cozimento do macarrão; tem boa moldabilidade em biscoitos e panquecas, e a superfície do bolo é lisa e não quebra facilmente.
(5) Pasta instantânea: como base de goma.
(6) A CMC é fisiologicamente inerte e não tem valor calórico. Portanto, alimentos de baixo teor calórico podem ser produzidos.
6. Indústria de papel
A CMC é utilizada na colagem de papel, conferindo-lhe alta densidade, boa resistência à penetração de tinta, alta capacidade de retenção de cera e suavidade. No processo de coloração do papel, auxilia no controle da espalhabilidade da pasta de cor; melhora a aderência entre as fibras do papel, aumentando assim sua resistência e durabilidade.
7. Indústria petrolífera
O CMC é utilizado na perfuração de petróleo e gás, escavação de poços e outros projetos.
8. Outros
Adesivos para sapatos, chapéus, lápis, etc., polidores e corantes para couro, estabilizadores para extintores de espuma, etc.
Data da publicação: 04/01/2023