Viscosidade da carboximetilcelulose sódica

A viscosidade da carboximetilcelulose sódica também é classificada em vários graus de acordo com seus diferentes usos. A viscosidade do tipo para lavagem varia de 10 a 70 (abaixo de 100), o limite superior de viscosidade fica entre 200 e 1200 para a indústria de construção e decoração, e a viscosidade do tipo para uso alimentício é ainda maior, acima de 1000. A viscosidade varia de acordo com a indústria.

Devido à sua ampla gama de utilizações.
A viscosidade da carboximetilcelulose sódica é afetada por sua massa molecular relativa, concentração, temperatura e valor de pH, e quando misturada com etilcelulose ou carboxipropilcelulose, gelatina, goma xantana, carragenina, goma de alfarroba, goma guar, ágar, alginato de sódio, pectina, goma arábica e amido e seus derivados, apresenta boa compatibilidade (ou seja, efeito sinérgico).

Quando o pH é 7, a viscosidade da solução de carboximetilcelulose sódica é máxima, e entre 4 e 11, ela se mantém relativamente estável. A carboximetilcelulose, na forma de sais de metais alcalinos e amônio, é solúvel em água. Íons metálicos divalentes, como Ca²⁺, Mg²⁺ e Fe²⁺, podem afetar sua viscosidade. Metais pesados, como prata, bário, cromo ou Fe³⁺, podem causar a precipitação da solução. Se a concentração de íons for controlada, por exemplo, com a adição do agente quelante ácido cítrico, pode-se obter uma solução mais viscosa, resultando em uma goma macia ou dura.

A carboximetilcelulose sódica é um tipo de celulose natural, geralmente obtida a partir de fibras de algodão ou polpa de madeira como matéria-prima e submetida a uma reação de eterificação com ácido monocloroacético em condições alcalinas.

De acordo com as especificações das matérias-primas e a substituição do hidrogênio hidroxílico na unidade de D-glicose da celulose pelo grupo carboximetil, obtêm-se compostos poliméricos solúveis em água com diferentes graus de substituição e diferentes distribuições de massa molecular.

Devido às suas muitas características únicas e excelentes, a carboximetilcelulose sódica é amplamente utilizada na indústria química de uso diário, na indústria alimentícia, farmacêutica e em outros processos industriais.

Um dos indicadores mais importantes da carboximetilcelulose sódica é a sua viscosidade. O valor da viscosidade está relacionado a diversos fatores, como concentração, temperatura e taxa de cisalhamento. No entanto, fatores como concentração, temperatura e taxa de cisalhamento são fatores externos que afetam a viscosidade da carboximetilcelulose sódica.

O peso molecular e a distribuição de massa molecular são fatores internos que afetam a viscosidade da solução de carboximetilcelulose sódica. Para o controle da produção e o desenvolvimento do desempenho do produto carboximetilcelulose sódica, a pesquisa sobre seu peso molecular e distribuição de massa molecular tem um valor de referência extremamente importante, enquanto a medição da viscosidade pode desempenhar apenas um papel meramente indicativo.

As leis de Newton na reologia exigem a leitura do conteúdo relevante sobre "reologia" em físico-química, pois é difícil explicá-las em uma ou duas frases. Em resumo: para uma solução diluída com concentração micelar crítica (CMC) próxima à de um fluido newtoniano, a tensão de cisalhamento é proporcional à taxa de cisalhamento, e o coeficiente de proporcionalidade entre elas é chamado de coeficiente de viscosidade ou viscosidade cinemática.

A viscosidade deriva das forças entre as cadeias moleculares da celulose, incluindo forças de dispersão e ligações de hidrogênio. Em particular, a polimerização de derivados de celulose não resulta em uma estrutura linear, mas sim em uma estrutura multirramificada. Em solução, muitas cadeias de celulose multirramificadas se entrelaçam, formando uma estrutura de rede espacial. Quanto mais compacta a estrutura, maiores as forças entre as cadeias moleculares na solução resultante.

Para gerar fluxo em uma solução diluída de derivados de celulose, a força entre as cadeias moleculares deve ser superada; portanto, uma solução com alto grau de polimerização requer uma força maior para gerar fluxo. Para a medição da viscosidade, a força que atua sobre a solução de CMC é a gravidade. Sob condições de gravidade constante, a estrutura da cadeia da solução de CMC com alto grau de polimerização exerce uma força maior, resultando em um fluxo lento. A lentidão do fluxo reflete a viscosidade.

A viscosidade da carboximetilcelulose sódica está principalmente relacionada ao peso molecular e tem pouca relação com o grau de substituição. Quanto maior o grau de substituição, maior o peso molecular, pois o peso molecular do grupo carboximetil substituído é maior do que o do grupo hidroxila original.

O sal sódico do éter carboximetílico de celulose, um éter de celulose aniônico, é um pó ou grânulo fibroso branco ou branco-leitoso, com densidade de 0,5 a 0,7 g/cm³, praticamente inodoro, insípido e higroscópico. Dispersa-se facilmente em água, formando uma solução coloidal transparente, e é insolúvel em solventes orgânicos como o etanol. O pH de uma solução aquosa a 1% varia de 6,5 a 8,5. Quando o pH é superior a 10 ou inferior a 5, a viscosidade do carboximetilcelulose sódica é significativamente reduzida, sendo o desempenho ideal obtido em pH = 7.

É termicamente estável. A viscosidade aumenta rapidamente abaixo de 20 °C e muda lentamente a 45 °C. O aquecimento prolongado acima de 80 °C pode desnaturar o coloide e reduzir significativamente a viscosidade e o desempenho. É facilmente solúvel em água, e a solução é transparente; é muito estável em solução alcalina e hidrolisa-se facilmente na presença de ácido. Quando o pH está entre 2 e 3, ocorre precipitação.