A carboximetilcelulose (CMC) é obtida após a carboximetilação da celulose. Sua solução aquosa possui propriedades espessantes, formadoras de filme, aglutinantes, de retenção de água, protetoras de coloides, emulsificantes e suspensivas, sendo amplamente utilizada nas indústrias de petróleo, alimentícia, farmacêutica, têxtil e de papel, entre outras, sendo um dos éteres de celulose mais importantes. A celulose natural é o polissacarídeo mais abundante e amplamente distribuído na natureza, com fontes muito ricas. As tecnologias atuais de modificação da celulose concentram-se principalmente na eterificação e esterificação. A carboximetilação é um tipo de tecnologia de eterificação.
propriedades físicas
A carboximetilcelulose sódica (CMC) é um éter de celulose aniônico, com aparência de pó fibroso floculento branco ou levemente amarelado, ou pó branco, inodoro, insípido e atóxico; facilmente solúvel em água fria ou quente, formando uma solução límpida com certa viscosidade. A solução é neutra ou levemente alcalina, insolúvel em etanol, éter, isopropanol, acetona e outros solventes orgânicos, solúvel em solução de etanol ou acetona a 60% de água. É higroscópica, estável à luz e ao calor, a viscosidade diminui com o aumento da temperatura, a solução é estável em pH 2-10, em pH inferior a 2 ocorre precipitação sólida e a viscosidade diminui em pH superior a 10. A temperatura de descoloração é de 227 °C, a temperatura de carbonização é de 252 °C e a tensão superficial de uma solução aquosa a 2% é de 71 mN/N.
propriedades químicas
É preparado a partir de derivados de celulose com substituintes carboximetil, tratando a celulose com hidróxido de sódio para formar celulose alcalina, e posteriormente reagindo com ácido monocloroacético. A unidade de glicose que constitui a celulose possui 3 grupos hidroxila que podem ser substituídos, permitindo a obtenção de produtos com diferentes graus de substituição. Em média, 1 mmol de carboximetil foi introduzido por 1 g de peso seco, sendo insolúvel em água e ácido diluído, mas podendo ser inchado e utilizado em cromatografia de troca iônica. O pKa do carboximetil é de aproximadamente 4 em água pura e cerca de 3,5 em NaCl 0,5 mol/L. É um trocador catiônico fracamente ácido e geralmente é utilizado para a separação de proteínas neutras e básicas em pH > 4. Mais de 40% dos grupos hidroxila são substituídos por grupos carboximetil, podendo ser dissolvido em água para formar uma solução coloidal estável de alta viscosidade.
O objetivo principal
A carboximetilcelulose (CMC) é um pó floculento branco, atóxico e inodoro, com desempenho estável e fácil solubilidade em água. Sua solução aquosa é um líquido viscoso transparente, neutro ou alcalino, solúvel em outras colas e resinas solúveis em água e insolúvel em solventes orgânicos como o etanol. A CMC pode ser utilizada como adesivo, espessante, agente de suspensão, emulsificante, dispersante, estabilizante, agente de colagem, etc.
A carboximetilcelulose sódica (CMC) é o produto com maior produção, o mais utilizado e o de uso mais conveniente entre os éteres de celulose, comumente conhecido como “glutamato monossódico industrial”.
1. É utilizado para perfuração de petróleo e gás natural, escavação de poços e outros projetos.
① A lama contendo CMC pode fazer com que a parede do poço forme uma camada fina e firme de baixa permeabilidade, o que reduz a perda de água.
② Após a adição de CMC à lama, a plataforma de perfuração pode obter uma baixa força de cisalhamento inicial, permitindo que a lama libere facilmente o gás nela contido e, ao mesmo tempo, que os detritos sejam descartados rapidamente na bacia de lama.
③A lama de perfuração, assim como outras dispersões em suspensão, possui um certo período de existência, e a adição de CMC pode torná-la estável e prolongar esse período.
④ A lama contendo CMC raramente é afetada por mofo, portanto não é necessário manter um valor de pH alto nem usar conservantes.
⑤ Contém CMC como agente de tratamento do fluido de lavagem da lama de perfuração, capaz de resistir à contaminação por diversos sais solúveis.
⑥ A lama contendo CMC possui boa estabilidade e pode reduzir a perda de água mesmo em temperaturas acima de 150°C.
A CMC com alta viscosidade e alto grau de substituição é adequada para lamas de baixa densidade, enquanto a CMC com baixa viscosidade e alto grau de substituição é adequada para lamas de alta densidade. A seleção da CMC deve ser determinada de acordo com diferentes condições, como tipo de lama, região e profundidade do poço.
2. Utilizado nas indústrias têxtil, de impressão e tingimento. A indústria têxtil utiliza CMC como agente de colagem para a colagem de fios leves de algodão, seda, lã, fibras químicas, misturas e outros materiais resistentes;
3. Utilizado na indústria de papel: A CMC pode ser usada como agente alisador da superfície do papel e agente de colagem. A adição de 0,1% a 0,3% de CMC à polpa pode aumentar a resistência à tração do papel em 40% a 50%, aumentar a resistência à compressão em 50% e aumentar a capacidade de amassamento em 4 a 5 vezes.
4. A CMC pode ser usada como adsorvente de sujeira quando adicionada a detergentes sintéticos; em produtos químicos de uso diário, como na indústria de pastas de dente, a solução aquosa de CMC em glicerina é usada como base para goma de mascar; na indústria farmacêutica, é usada como espessante e emulsificante; a solução aquosa de CMC é espessada e usada no processamento de minerais por flotação, etc.
5. Na indústria cerâmica, pode ser utilizado como adesivo, plastificante, agente suspensor para esmalte, fixador de cor, etc.
6. Utilizado na construção civil para melhorar a retenção de água e a resistência.
7. É utilizado na indústria alimentícia. A indústria alimentícia utiliza CMC com alto grau de substituição como espessante para sorvetes, alimentos enlatados, macarrão instantâneo e como estabilizante de espuma para cerveja, etc. Para espessantes, aglutinantes ou excipientes.
8. A indústria farmacêutica seleciona CMC com viscosidade adequada como aglutinante para comprimidos, desintegrante e agente suspensor para suspensões.
Data da publicação: 03/11/2022